我国丘陵山区茶园种植机械化现状与发展研究

我国超过60%的茶园分布在丘陵山区,然而目前我国丘陵山区的茶园种植机械化水平还比较低。茶园的耕作主要以人工进行的浅耕除草为主,在一些规模较大的茶园出现了微耕机的应用;茶园的植保主要以人工使用手动喷雾器喷洒农药为主,并结合一些新型的物理防治手段;茶叶的采摘以手工为主,在大规模茶园出现了一些大宗茶鲜叶或原料芽叶较粗大的乌龙茶的机械化采摘,而对于名优茶尤其是高档名优茶的采摘则完全依赖手工。为此,通过对我国丘陵山区茶园耕作、植保和茶叶采摘这3个环节的机械化现状的研究,分析了目前丘陵山区茶园种植机械化在茶园、作业机械、农机农艺融合、茶机共同使用和茶农这几个方面存在的问题,并针对以上问题提出加快丘陵山区茶园种植机械化进程的思路,旨在为丘陵山区茶园种植机械化的发展提供参考。     

基于离散元法的果园开沟刀具的仿真与试验研究

为探究自主研制的果园立式单轴开沟机刀片数量对开沟质量及功耗的影响及刀片在作业过程中受力最大的部位,采用离散元法建立了4刀片刀具开沟过程的仿真模型,并运用转速—扭矩测量平台获得了开沟过程中刀具的真实功耗,得出仿真模型的误差为9.3%,从而验证了离散元法对刀具开沟过程进行模拟的可行性。运用该仿真模型分别对刀片数目为3和5的刀具开沟过程进行了仿真研究,结果表明:当刀片数目为3时刀具的功耗最小,刀片数目为4为时开沟效果最好。通过分析4刀片刀具工作时的受力情况,得知其在工作开始时功耗波动较大,底端刃口处始终受到较大力的作用,因而应对其进行耐磨处理。     

微耕机振动特性仿真及试验研究

提出了一种"微耕机-土壤"系统数学建模结合MatLab仿真的方法,研究微耕机的振动特性。首先建立了五自由度微耕机数学模型,然后利用MatLab软件建立仿真模型并进行仿真分析,得到系统关键振动部件(发动机、机架、变速箱及刀辊)处振动加速度信号的时域变化曲线,其均方根值分别为5.316、7.125、5.564、5.264m/s~2。在发动机全油门作业工况下,测试微耕机机架和变速箱处的振动加速度信号,得到了信号的时域变化曲线,其均方根值分别为7.33m/s~2和4.93m/s~2。将仿真结果与试验结果进行对比,结果表明:相对误差较小,分别为2.8%和12.9%;"微耕机-土壤"系统数学建模比较准确合理,数学建模结合MatLab仿真方法研究微耕机振动特性的方法可行,为同类产品的设计及减振优化提供了参考。     

基于GA-LM-BP模型的云南省农机总动力预测

为预测云南省农机总动力的发展变化趋势,提出一种将GA算法、LM算法与BP神经网络相结合的农机总动力预测方法,克服了BP神经网络易陷于局部极小的缺点。选取1985-2015年云南省农机总动力数据作为样本,建立GA-LM-BP神经网络模型进行仿真预测,结果表明:该模型的平均相对误差为0.313 362%,明显优于BP神经网络的0.926 674%、LM-BP神经网络模型的0.654 053%和GA-BP神经网络模型的0.493 122%,具有较好的预测精度。在此基础上,对云南省2016-2020年农机总动力的发展趋势进行了预测,结果表明:2 0 1 6年农机总动力达3 4 3 9.4 9万k W,超过云南省农业厅预测的3 4 0 9万k W,2 0 2 0年云南省农机总动力达3 952.78万k W,为云南省农机化的发展规划提供了理论依据。     

电动微耕机锂电池组热特性的研究

以单体锂电池组成的电池组作为能量源的电动微耕机,其续航、寿命及安全性与电池组工作时的最高温度、最大温差紧密相关。为此,对一款新研发的耕深可达10cm的电动微耕机的电池组建立了仿真模型,并以电池组的最高温度及最大温差作为电池组热特性的评估参数,仿真分析了放电倍率、电池间隙及环境温度对电池组热特性的影响;通过田间试验测得耕作时的放电电流,并以此电流值仿真分析了电池组的热特性。结果表明:放电倍率及环境温度对电动微耕机电池组的热特性影响较大,电池间隙对电动微耕机电池组的热特性影响相对较小;环境温度为35℃时,以实际耕作电流值放电1 700s,电池组最高温度为54.615℃,最大温差为9.741℃,远超锂电池适宜工作的温度上限40℃及温差上限5℃。因此,必须对电池组做出调整。该研究可为电动微耕机电池组热特性的分析及散热系统的设计提供参考。     

基于模糊时间序列的农用拖拉机总数量预测

改进一种模糊时间序列,应用于全国农用拖拉机总数量预测,并为我国拖拉机的发展提供合理的指导建议。与经典层次模型Song模型和Chen模型预测全国农用拖拉机总数量比较,改进的模糊时间序列模型预测的平均误差率降低了10多倍,且其计算过程大大简化,易于运用。预测结果表明:我国农用拖拉机总数量在缓慢增长,其中农用大中型拖拉机增长率高于小型拖拉机,与实际土地整治、大中型机械取代小微型机械下田作业的状况相符;大中型拖拉机配备的农具台数增长率大于农用大中型拖拉机的增长率,但拖拉机产能过剩,造成浪费,政府应合理调控。     

预应力下微耕机扶手振动响应仿真及试验研究

针对微耕机在作业过程中扶手振动强烈的问题,采用预应力下的谐响应分析及振动测试试验,研究其振动响应,克服了仅通过自由模态分析扶手振动响应特性与实际作业情况相比误差较大的缺点。利用有限元法对扶手进行考虑人体手臂对扶手作用力的静力学分析及约束模态分析,并对扶手的把手处进行强迫激励下的谐响应分析,获得把手处加速度最大谐峰值及其对应频率,最后进行扶手把手处振动测试田间试验。结果表明:试验与仿真结果一致,在2、4阶固有频率处的振动响应对扶手的把手处振动贡献较大,这主要来自发动机混合气燃烧激振力及发动机二阶惯性力。这一结论为微耕机扶手减振提供了理论依据。