基于高速摄像技术的芦竹切割过程的研究

为探讨芦竹切割过程和切割特性,设计研制了基于高速摄像技术的芦竹收割机切割试验系统,包括锯齿回转链式切割试验装置、夹持输送装置和高速摄像图像采集与处理系统;开发了基于高速摄像技术的序列图像采集与处理软件系统,通过对拍摄图片的处理、观察与分析,得出了影响芦竹切割质量和切割效率的要素;提出了切割器完成芦竹切割的接触、切入和切断3个过程;通过系统的标定,建立了切断芦竹的运动轨迹。  

收割期苎麻底部茎秆剪切的机械物理特性与参数

以华苎4号苎麻为试验材料,测定了收获期其茎秆底部切割区的剪切机械物理特性与参数.结果表明:苎麻底部茎秆最大抗剪强度平均值为64.1MPa,最大剪切破坏力平均值为6435N;剪切破坏力随茎秆直径增大而增加,但直径相近时,其剪切特性主要受苎麻成熟度、含水率等因素的影响;苎麻茎秆的剪切机械物理特性和参数与其木质部力学特性和参数有差异.  

基于高速摄像的气力式油菜精量排种器投种轨迹分析

采用高速摄像技术,在排种轴转速15r/min、负压-1 500Pa工况下,对正压50~600Pa范围内观察油菜的投种轨迹,并依据目标追踪技术方法提取连续帧图像中油菜籽的坐标位置并获得其运动轨迹曲线;统计分析油菜籽投种轨迹的分布特征,利用高斯函数模型对曲线拟合得到其分布规律,并构建正压与油菜籽投种距离的关系模型;根据油菜籽轨迹曲线获得其投种阶段瞬时速度曲线,明确了油菜籽的运动状态。试验结果表明:在同一工况下的油菜籽轨迹曲线均服从正态分布规律,且正压大小与油菜籽投种距离为线性关系,其相关系数为0.988;当排种器正压范围为100~250Pa时,其投种轨迹变异系数最小。  

油菜联合收获机分体组合式割台的设计

针对油菜联合收获机割台损失大和脱离滚筒因油菜茎秆高粗导致脱离装置出现堵塞的问题,在传统割台具有切割与推送系统的基础上增设了一种对茎秆具有初步切断和脱粒分离功能的油菜联合收获机分体组合式割台,并采用运动学和动力学方法分析确定了割台的复合式推运器和拨禾轮等关键部件参数。试验结果表明:设计的分体组合式割台集成了切割、拨禾、分禾、推送、初步切断茎秆和脱离的功能,可将油菜茎秆切断为长度小于450mm的短茎秆,能有效避免油菜茎秆堵塞脱离滚筒,提高脱离滚筒内部物料流动的通畅性,保证联合收获机的稳定性和适应性。  

基于ANSYS／LS_DYNA的螺旋刀具土壤切削的数值模拟

选择黄棕壤为土壤类型,观察螺旋刀具对土壤的破坏过程,建立了螺旋刀具的实体模型和MAT147(MAT FHWA_SOIL)的土壤材料模型;借助有限元ANSYS/LS_DYNA(显式非线性动力分析有限元软件)模块,构建了螺旋刀具切削土壤的有限元模型,并进行螺旋刀具切削土壤过程的三维动力学仿真,得出了开沟机螺旋刀具切削土壤功耗的大小和螺旋叶片的等效应力(von Mises stress)的变化规律及其力学特性.  

油麦气力式一器双行兼用型排种器的设计与功能分析

针对2BFQ系列油麦精量联合直播机上的气力式排种器只适用于油菜播种,小麦播种仍采用传统机械槽轮式排种以及排种器单体利用率低、单行排种器占用空间大的不足,设计了一种油麦气力式一器双行兼用型排种器。介绍了该排种器的工作原理及其主要结构,分析了排种性能指标与排种盘转速、正负气压值及种床带速度等因素的关系。单因素试验结果表明:该排种器能实现油菜和小麦兼用双行排种的功能,且排种盘转速和吸种区负压是影响排种性能的主要因素。正交试验结果表明:排种盘转速为15r/min、负压-1 400Pa、正压400Pa时,油菜排种双行平均合格指数达89.99%,平均漏播指数为4.44%,双行合格指数一致性变异系数为0.30%,能满足油菜单粒精密播种技术要求;当排种盘转速为12r/min、负压-3 400Pa时,小麦排种双行平均合格指数为74.58%,单行排种均匀性变异系数为3.61%,双行排量一致性变异系数为0.45%,能满足小麦精量播种技术要求。  

基于MATLAB的链式开沟机功耗的优化设计与分析

功耗是评价链式开沟机性能优劣的重要指标,作者以自行研制的链式开沟机为研究对象,借助运动学分析和数值模拟技术,对影响其功耗的结构与运行参数进行了优化设计与分析.研究表明,开沟机水平移动速度ve、链条运动速度ve、链条水平倾角α是影响开沟机功耗的3个主要的独立可变参数.根据实际生产对链式开沟机高效与低耗的要求,以功耗最小为目标函数,建立了开沟机的优化设计数学模型,并运用MATLAB工具开展了开沟机功耗的优化分析.试验表明,优化后的开沟机功耗较设计水平下降了11.71%.研究结论对链式开沟机的优化设计及其动力选择具有重要的参考价值.  

基于EDEM的双翼式深松铲设计与仿真试验

设计了一种由铲柄、铲翼及铲尖组成的双翼式深松铲,建立了基于EDEM离散元仿真模型,分析确定了双翼式深松铲主要工作参数及结构参数并进行仿真试验.结果表明,在试验范围内,双翼式深松铲耕作阻力F随铲翼翻土角γ及起土角α增大而增小,随耕作速度v先减小后增大.当双翼式深松铲铲翼翻土角γ取30°、起土角α取30°、耕作速度v取0.75 m/s时,双翼式深松铲耕作阻力F最小.土槽试验结果表明,双翼式深松铲作业时,土壤沿铲翼后部自动向内及后方迁移,土壤原地翻转,不堆积在侧边地表且两侧扰动小.  

2BFQ-4 型油菜精量联合直播机的研制

研制了一种与手扶拖拉机配套的2BFQ-4 型气力式油菜精量联合直播机。该机以正负气压组合式油菜 精量排种技术为核心、高度集成免耕开沟/种床旋耕灭茬、气力精量播种、施肥、覆土等机械化作业环节、可实现油菜 机械化精量联合直播作业、并能根据农艺要求进行播量调节。经检测、该机性能指标全部达到设计要求、有效实现了 农机与农艺的结合、综合效益明显、适应稻-油、棉-油种植的机械化油菜直播。  

高速摄影在精密排种器性能检测中的应用

针对光电传感器无法判断种子破碎而产生检测误差的缺陷，提出以高速摄影弥补光电传感器检测误差，提高精密排种器性能检测精度的新方法，并对光电传感器和高速摄影同时用于精密排种器性能检测的结果进行了融合分析。台架试验表明，高速摄影用于排种性能和种子破碎检测不仅可剔除光电传感器检测时，因种子破碎引起重播指数增大而产生试验结果的误差，提高检测结果的准确性和可信度，而且可以通过对高速摄影拍摄的图片进行再现观察与分析，真实地反映精密排种器种子破碎特征和排种器的排种均匀性，为改善精密排种器性能提供了一条新途径。