甘蔗种植机智能匀播控制系统的设计与实现

介绍了甘蔗种植机结构特征、控制系统方案、拖拉机及排种器驱动马达速度的检测方法、利用负反馈实现拖拉机行走速度与下种速度同步的方法。根据甘蔗单芽段种植机结构特征,设计一种基于西门子PLC控制的速度同步负反馈控制系统。该系统经过田间试验和数据统计,在拖拉机行走速度变化时,种植机能及时地调整排种器驱动马达转速,且在较短时间内达到理论计算转速,能有效实现单芽段种植机在不同种植农艺下拖拉机行走速度与下种速度的同步变化,保证甘蔗种植密度均匀。     

整杆式甘蔗收割机集蔗装置的结构设计

为配套整杆式甘蔗收割机需要,研究设计集蔗装置。该装置设置摆动驱动装置,可实现集蔗箱体摆动到180°范围的任意角度;在垂直吊臂与集蔗箱体之间安装拉力传感器,实现实时称重;集蔗箱体可倾斜进行操作,使集蔗箱体内的甘蔗茎杆滑落向集蔗箱体的一端归集。对关键零部件进行了设计、校核。     

2CZD-1型段茎式甘蔗种植机设计与试验

研制了2CZD-1型段茎式甘蔗种植机,可一次性完成甘蔗种植的开沟、施肥、自动取种、自动排种、覆土和覆膜等工序,适用于宽窄行甘蔗种植。设计了机架、取送种机构、转盘施肥机构、旋耕覆土机构、覆膜机构和液压传动系统等结构,其中取送种机构采用排冗结构实现均匀排种。利用有限元分析软件ANSYS对甘蔗种植机的机架进行模态分析,并通过田间试验获得甘蔗种植机的覆土厚度合格率、种植密度、伤芽率、漏植率及总排肥量稳定性变异系数等性能参数。模拟结果表明,当激励频率为8~80 Hz时,机架容易发生共振,且最大位移可达28.12 mm。田间试验表明,该种植机的种植密度为142325芽/hm^2,覆土厚度合格率为93.6%,伤芽率为2.8%,漏植率为4.7%,种植深度合格率为89.3%,总排肥量稳定性变异系数为5.8%,工作生产率为0.32 hm2/h,符合甘蔗种植机的设计要求,能够显著提高甘蔗种植的效率。     

基于土壤扰动的新型超深旋耕刀具仿真研究

为解决现有超深旋耕刀具作业时存在的土壤扰动大、表层土壤破碎度低的问题,采用SPH方法建立现有刀具-土壤作业系统模型,开展仿真研究,分析刀具对土壤的作用过程,从而揭示现有刀具作业时土壤扰动大、表层土壤破碎度低的原因;而后,开展超深旋耕刀具结构创新设计,构建3种新型刀具,并对其扰动效果进行仿真分析,优选出性能最佳的新型刀具,最后与现有刀具的作业性能做对比分析。研究结果表明：现有刀具的螺旋叶片触土面积大,对土壤的推挤和抬升作用大,是土壤扰动大的原因,而刀具上方的切割刀片数量少,难以切碎大幅扰动的表层土壤,导致其破碎度低;与原刀具相比,优选的新超深旋耕刀具对表层土壤的竖直方向扰动量减小了67%,且表层土壤的质量中值下降了42%,功耗幅宽比减小11.67%,能有效减小土壤扰动,提高表层土壤破碎度,同时降低功耗。     

蔗田碎叶机推广应用现状和建议

甘蔗叶粉碎还田对环境保护、改良土壤、提高甘蔗产量和品质有重要作用，目前推广碎叶机工作中还存在许多问题．探讨了加快甘蔗叶机械粉碎还田技术应用的对策。     

4GQ-1C型甘蔗收获机作业性能试验与分析

针对目前大中型甘蔗收获机不适宜坡地、小行距和小地块蔗地作业问题,研发了4GQ-1C型甘蔗收获机。为验证机器适应性和可靠性,对比现有机型,进行了田间试验。试验结果表明,4GQ-1C型甘蔗收获机在进行单行种植模式甘蔗收获时,相比132、194 kW两种机型的甘蔗收获机,具有甘蔗含杂率低、损失率低和作业灵活等优点,能适应小地块、较窄行距和坡度较大蔗地机收作业的需要。      

甘蔗破垄机拨叶圆盘作业过程的动力学仿真

针对甘蔗破垄机作业时拨叶圆盘对蔗叶切断和拨开性能差、蔗叶在破垄机前进方向堆积、严重阻碍破垄作业的问题,采用SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)和FEM(Finite Element Method)的耦合方法,通过建立拨叶圆盘-蔗叶-土壤系统动力学仿真模型,进行拨叶圆盘作业过程仿真分析,探讨了拨叶圆盘的蔗叶切断机理。结果表明:建立的圆盘-蔗叶-土壤系统动力学仿真模型精度较高,对于层叠的受圆盘切割的蔗叶,不同层的蔗叶受圆盘作用的断裂过程有所不同;上层蔗叶主要由于圆盘的滑切作用而断裂,中层蔗叶由于弯折和圆盘的滑切作用而断裂,下层蔗叶主要由于弯折作用而断裂。     

4GZQ-120型甘蔗联合收割机的研究设计

本文介绍4GZQ-120型甘蔗联合收割机的总体结构、工作原理及主要技术参数,给出了其主要工作部件的结构及传动参数的设计方法和依据。田间试验表明,该机设计合理,作业效率高,达到设计和小行距甘蔗收获的要求。     

2CMS-2型木薯联合种植机的研究设计

本文介绍了2CMS-2型木薯联合种植机的总体结构、工作原理及主要技术参数，给出了其主要工作部件的结构及传动参数的设计方法和依据。试验结果表明，该机设计合理，性能可靠，能满足木薯种植的农艺要求。     

甘蔗收获切割系统动力学仿真模型

由于缺少考虑根土因素影响,目前甘蔗收获切割系统动力学仿真模型精度较低。为此,首先以4GZQ-260型甘蔗收获机切割器为研究对象,通过光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics)和有限元方法(Finite Element Method)的耦合方法,建立甘蔗茎秆-根系-土壤-切割器系统动力学仿真模型,通过对茎秆-根系-土壤系统和茎秆-切割器系统动力学仿真模型进行试验,验证所建立的收获切割系统仿真模型建模方法的合理性。结果表明:建立的甘蔗茎秆-根系-土壤-切割器系统动力学仿真模型精度较高,该系统构建方法可用于甘蔗收获切割的动力学仿真研究。