马铃薯联合收获机摇摆架及挖掘结构的设计

随着国内马铃薯收获机械化水平的不断提升,在借鉴了国内外先进技术的基础上,结合马铃薯在国内收获地形差别较大的实际情况,设计了一款能够适应多种收获地形的仿形挖掘机构—摇摆架。该结构既能够在平坦的收获地形实现高效收获,又可在薯垄具有一定高度差的地块收获时实现双垄不同挖掘深度的独立调节,提高了收获机适应不同收获地形的能力,解决了因收获地面不平而造成的伤薯问题。模块化的辅助机构设计,增强了收获机满足不同马铃薯种植农艺要求的能力。通过液压缸控制挖掘铲的收放,提高了收获精度,降低了劳动强度。该结构的设计对马铃薯收获机的改进提供了参考。     

智能化排种器性能检测试验台研制

针对目前排种器性能检测试验台存在的成本高、检测精度差和检测不全面等问题,设计了可移动智能化排种器性能检测试验台。该试验台由直流电机驱动、msp430单片机控制、红外传感器检测及编码器测速等系统组成,液晶显示屏实时显示排种器的播种量、漏播率及重播率等性能参数,可实现排种器检测指标的在线、精准检测。利用指夹式排种器对该试验台的工作性能和传统带式试验台进行了检测对比试验,结果表明:播种量统计检测的误差值小于1.4%,漏播率的检测结果相对误差小于2.6%,重播率检测结果相对误差小于2.0%。对比试验表明,试验台具有很好的可靠性和准确性,为其使用与推广提供了保障。     

马铃薯联合收获机环形减损集薯升运装置设计与试验

针对现有马铃薯联合收获机升运输送行程长而导致伤薯率高、破皮率高、机具结构不紧凑等问题,结合北方马铃薯主产区收获模式,设计了一款适用于马铃薯升运作业的环形减损集薯升运装置。在阐述总体结构及工作原理基础上,结合马铃薯运动学模型和碰撞特性分析,得到影响升运效率和薯块损伤的主要因素,通过DEM-MBD耦合构建薯块和装置模型,得到最优参数组合：升运挡板高度为199.21 mm、升运挡板与升运输送带间夹角为75.86°、相邻两升运挡板间距为240.35 mm。台架试验表明：上料量为24 t/h,升运输送带运行速度为0.8、1.0、1.2 m/s时,电子马铃薯采集的碰撞加速度峰值平均值为636.63、593.29、685.63 m/s²,破皮率为1.13%、1.06%、1.21%,碰撞加速度峰值均小于马铃薯临界损伤阈值。田间试验表明：作业速度为0.6、0.7、0.8 m/s时,伤薯率为0.94%、1.06%、1.12%,破皮率为1.09%、1.21%、1.33%,环形减损集薯升运装置运行正常,未出现薯块掉落等现象,各部件配合协调,满足装袋型马铃薯联合收获机高效稳定的作业要求。     

玉米伸缩指夹式排种器设计与试验

针对现有气力式玉米排种器播种可靠性差和机械式玉米排种器存在对高速作业适应性差、对种子外形要求严格等问题,设计了一种结构简单、排种效果好的伸缩指夹式精量排种器,研究了该排种器主要结构参数对排种性能的影响规律;通过正交试验确定了影响其排种性能的主次因素为夹持力、指夹器开启行程和排种器转速,在较优参数组合为夹持力0.87 N、指夹器开启行程16 mm、排种器转速45 r/min时其株距合格率S为95.4%、漏播率M为1.9%、重播率D为2.7%,满足国家标准要求。     

马铃薯收获机扰动分离装置设计与试验

针对现有的小型马铃薯收获机筛面土块破碎效果不佳而影响分离效率和收获品质等问题,结合北方马铃薯主产区收获模式和常用杆条式分离装置,设计了一款马铃薯收获机扰动分离装置。在阐述总体结构及工作原理基础上,结合马铃薯的碰撞特性和土块的破碎过程分析,得到影响薯块损伤和土块破碎的主要因素为扰动深度、偏心轮转速和偏心距;通过EDEM-RecurDyn耦合构建仿真模型,单因素试验得到扰动杆数量最优为4,以扰动深度、偏心轮转速和偏心距为试验因素,以马铃薯碰撞力和土块破碎率为评价指标,运用Box-Behnken中心组合设计方法进行仿真试验,对试验结果进行方差分析,利用响应面分析了各交互因素对试验指标的影响规律,结合实际工况确定影响因素最佳取值。验证试验表明：当收获机分离筛运行速度为0.7m/s、扰动深度为51.5mm、偏心轮转速通过调速器设为2.3r/s、偏心距为31mm时,土块破碎率为60.7%,电子马铃薯采集的碰撞加速度峰值平均值为790.66m/s2,小于马铃薯临界损伤阈值。     

基于PLC的步进电机驱动排种器控制系统设计

播种过程中排种器的驱动方式对播种质量有很大影响。地轮驱动的排种器虽然控制简单,但因地轮滑移常造成排种器漏播;而以步进电机取代地轮来驱动排种器,可以精确控制播种株距,减少漏播现象的发生,提高播种质量。为此,以三菱FX3U系列PLC为控制器,分析控制步进电机的硬件电路和梯形图,通过数字编码器检测拖拉机行进速度,根据拖拉机行进速度和株距计算出步进电机所需脉冲的频率,并输出控制步进电机的速度。为操作方便,系统采用触摸屏进行参数设定和工作状态显示。研究结果对提高排种器的排种质量具有重要的应用价值。     

甜菜联合收获机液压系统设计与试验

针对目前甜菜联合收获机自动化程度低,收获过程操作复杂导致收获效率低的问题,基于甜菜联合收获机工作过程设计液压系统,介绍液压系统组成和工作原理.经理论分析和计算,确定液压系统液压元件主要参数和选型.试验结果表明:3h工作系统温升62.3℃、3h操作系统温升55.6℃、工作系统前泵回路压力12.5 MPa、工作系统后泵回路...     

基于离散元的马铃薯收获机波浪形筛面参数优化与试验

针对分段式马铃薯收获机薯土分离环节伤薯率和破皮率较高的问题，在适应国内北方种植模式和农艺特点的条件下，对分离筛后半段采用波浪形筛面薯土减损分离的结构进行优化。在分析影响碎土分离过程和薯块运动特征的关键因素的基础上，基于构建的离散元土块和薯块模型，明晰了不同波浪形筛面结构参数和运行参数对碎土分离过程和薯块碰撞特征的影响；同时，结合实际工况，验证波浪形筛面薯土分离减损形式的结构合理性和可行性，确定采用振动与波浪形双重分离形式，以期实现较佳的薯土分离和减损效果。试验表明：在2个波峰、2个波谷同等分离行程条件下，波浪形筛面倾角较大时适宜较小的分离筛运行速度，较优的参数组合为波浪形筛面倾角35°、分离筛运行速度1.0m/s，此时伤薯率和破皮率分别为1.31%和1.44%；波浪形筛面倾角较小时适宜较大的分离筛运行速度，较优的参数组合为波浪形筛面倾角15°、分离筛运行速度2.0m/s，此时伤薯率和破皮率分别为1.46%和1.67%，相关测试指标能够满足作业需求。     

弹性揉搓式马铃薯联合收获机设计与试验

针对现有马铃薯联合收获机薯土分离与清土除杂效果不够理想，伤薯率、破皮率和含杂率较高等问题，该研究采用“双重振动分离+弹性揉搓除杂+缓冲减损集薯输送”收获工艺，设计了一种弹性揉搓式马铃薯联合收获机，主要部件包括挖掘装置、液压调控薯土分离装置、弹性揉搓清土除杂装置和缓冲减损集薯输送装置等。在阐述整机结构、收获工艺特点和工作原理的基础上，分析马铃薯运行轨迹、碰撞过程及土块破碎透筛过程，确定双重振动薯土分离段、弹性揉搓清土除杂段和缓冲减损集薯输送段的结构及运行参数，以满足高效分离除杂和减损防损需求。通过田间试验验证，在挖掘深度为220 mm，作业速度分别为3.17和4.16 km/h时，损失率分别为1.17%和1.43%，伤薯率分别为1.30%和1.27%，破皮率分别为1.98%和1.84%，生产率分别为0.41 和0.54 hm²/h，各项性能指标均满足相关标准的要求，可为装备研发和优化改进提供参考。     

基于单片机与DGUS显示的精密播种机监测系统研究

针对当前玉米播种机作业过程存在工况失检、警示不够直接等问题,开发了基于单片机控制和DGUS屏显示的智能检测系统。该系统主要由MSP430单片机、DGUS显示器,以及种箱存量监测模块、播量监控模块、作业面积统计模块等组成,可以实时监视种箱内种子的余量、实时监测并显示播种量和播种面积,且具有出现漏播及时报警等功能。试验结果表明:该智能检测系统可以完成排种器播量与作业面积的在线统计及种箱种子余量的影像监测,且随着作业距离的增加,播种量与作业面积的监测误差趋于减少,满足现有播种机作业的技术要求,基本能实现对漏播现象的稳定可靠报警。