切顶高度自调的甜菜切顶装置关键参数分析

依据甜菜青顶的切削原理及切削标准,设计了甜菜切顶装置的结构。推导了仿形器与切刀的位移方程,从理论上证实了切顶装置可以实现甜菜切顶高度的自动调节。建立了切顶装置的虚拟样机并分析了关键参数对甜菜切顶高度的影响,如安装高度、切刀安装角度、仿形器与切刀距离、杆长、压簧刚度、切削刃倾角和仿形器曲线。优化了甜菜切顶装置的结构与参数,进行了甜菜切顶试验,结果表明:切顶装置可以实现甜菜切顶高度的自动调节,并能取得甜菜切顶高度的最优值。     

棉株茎秆物理机械特性的测定分析

棉花茎秆的物理特性对于棉花打顶机仿形切割装置的设计研究至关重要。为此,通过对处于打顶期的棉花茎秆的物理特征(棉花植株自然高度、棉花棉尖前后间距)参数进行了测定研究,测定棉花生长特征和分布规律。同时,对棉花顶部茎秆的机械力学特性进行了试验研究,获得了棉尖茎秆触发力-时间关系的规律,为棉花打顶作业过程中棉花顶端的动态仿形研究提供了相应的设计参数和重要的理论依据。     

甜菜收获机齿板式切顶装置设计与试验

针对甜菜机械化收获切顶过程中存在的漏切、少切及块根损伤等问题,研究了一种齿板式甜菜切顶装置。对切顶过程中甜菜进行受力分析,明确了切顶装置运动的随机特性及其关键影响因素。结合切顶装置的工作原理及运动空间,确定了仿形器的连架杆为300mm、连杆为220mm、齿板间距为40mm、限位板高度为100mm、超前量为25mm、安装角为45°。根据切顶器工作的特殊位置点,确定了齿板的轮廓曲线,提高了切顶装置的工作适应性。借助Design-Expert软件进行试验设计及数据处理,获得切顶装置各因素与评价指标的数学回归模型,明确了前进速度、弹簧力对切顶合格率、多切率的影响规律,并确定了较优参数组合。进行了田间试验验证,结果表明,当前进速度为1.0m/s、弹簧力为23N时,甜菜切顶合格率为99.6%,比平板式切顶装置提高6个百分点,多切率为0.95%,比平板式切顶装置降低1.15个百分点,符合甜菜切顶收获指标要求。     

滑切去顶式甜菜打缨机的设计与试验

甜菜的打缨切顶是甜菜收获过程的重要组成部分,直接影响甜菜的收获质量,且切顶准确性的提高对于甜菜收获质量及收获效率有较大的促进作用。我国现有机型存在切顶效果不佳、打秧效果不好,以及作业效果比较单一等问题。针对上述问题,设计了一款新型的甜菜打缨机,在保证了甜菜打缨切顶质量的同时,又可以调整刀组之间的距离,提高了该机型的适应能力。该机打秧刀采用两种材质的刀配合作业,使打秧效果更好,且降低对甜菜的损害率;后部安装仿形切顶机构,改变传统的仿形方式,采用平行四杆仿形机构和滑切去顶的方式,使切顶效果更佳。该机型的设计为解决存在的问题提供了比较合适的方案,为进一步的研究奠定了基础。     

4TQ-2A型甜菜切顶机的设计与试验

针对现有分段式甜菜切顶机切顶效率低、效果差等问题，设计了4TQ-2A型甜菜切顶机，采用两回转轴对向旋转方式清理缨叶，并通过单因素试验确定了橡胶条型号和最佳工作转速。同时，通过对切顶装置结构及其在工作过程中运动特性分析，确定了切顶装置的关键尺寸和最佳切割角度。田间试验表明：4TQ-2A型甜菜切顶机设计合理，当前进速度为1m/s、清缨装置转速为800r/min、切顶装置切割角为30°时，经过5次重复试验得到切顶合格率平均值为95.56%,甜菜损伤率平均值为2.6%,有效解决了甜菜缨叶清理不净、切刀易堵塞等问题，降低了作业过程中甜菜的损伤率，提高了切顶质量及合格率，满足甜菜机械化切顶作业要求。研究可为甜菜机械化收获装备的进一步研究奠定基础。     

大蒜切薹机的设计与试验研究

为了解决国内蒜薹的抽取以人工抽取为主、蒜薹抽取机械化程度低及大蒜蒜茎收获机抽取蒜薹易出现未能拔出或者将植株连根拔起现象等问题,设计了具有单体式仿形装置、可调节仿形高度、可调节切割器速度的大蒜蒜薹切除机。对单体仿形装置进行仿形原理分析和结构设计,采用三因素三水平的正交组合试验设计方法,探究滚筒切割器切割刀的数量、切割位置和定刀安装角度等因素对蒜薹切割的影响规律,对模型进行响应曲面分析并寻优。田间试验表明:滚筒切割器切割刀数量2把、切割位置为下端切割、定刀安装角度为-12°时,切薹合格率为92%,满足蒜薹切薹的工作要求。     

甜菜机械化收获试验

<正>为解决甜菜机械化收获问题,1995年农八师在考察了多种甜菜收获机械后,引进了乌克兰的MKK—6—02型甜菜切樱机及甜菜挖掘机并于当年在134团11连进行了收获试验.一、机具情况MKK—6—02型甜菜切樱机及甜菜挖掘机,适合收获45cm等行距幅宽为270cm,即每次收获6行甜莱,属分段收获作业机械.切樱机由铁牛—55拖拉机牵引.其前端有6组水平旋转切樱圆盘,圆盘切刀的前方设有6套具有单独仿形能力的装置,以保持该机在作业时圆盘切刀相对切樱高度不变.被切去的大量茎叶通过纵向和横向输送装置传送到已收获地段.在切樱机的后方设有一垂直旋转装置,其作用是将切樱后的甜菜顶部残留的青头及小叶扫掉.挖掘机可一次完成挖掘、筛选、装车等作业.该机前端有相应的6组甜莱起拔装置,并配有电子监控、液压传动自动对行设施,便于机手的操作,减少错行和漏挖.在挖掘机作业的同时,配一带拖车的机组将挖掘出的甜菜集装到拖车内(需要人工辅助).     

甜菜打缨切顶机的研究

在分析了我国甜菜种植模式的基础上,设计了4TQ-4甜菜切顶机。该机械主要用于甜菜收获前的打缨以及切顶工作,结构简单,工作效率高,适合快速作业。田间试验表明,其切顶合格率在75%以上,切顶质量较好,能够适应我国甜菜种植模式,满足生产需要。     

播种机单体仿形装置高度探测机构的设计

针对玉米精播机电液仿形地面高度信息探测机构采集精度低、稳定性差、容易受到地表杂物影响等问题,设计了玉米精播机电液仿形系统地面高度信息探测机构,包括红外地面信息采集组件和Arduino控制器程序。通过对红外测距传感器的性能研究及对玉米种植整地后的地面情况分析,确定了采用多点数据采集的探测方案。试验结果表明:该机构精度为1mm,可对采集到的地面高度变化信息数据进行处理过滤,实现了避免非必要仿形的功能。该地面高度信息探测机构的研究为电液式仿形系统地面高度变化系信息采集机构设计提供了参考。     

自走式青饲料收获机仿形系统设计与试验

针对复杂环境下自走式青饲料收获机地形适应性差和留茬高度难控制等问题,采用两点探测-电液控制的方式,设计了一套适用于自走式青饲料收获机的割台仿形系统,并开展仿形系统相关试验。在阐述系统整体架构及工作原理的基础上,通过理论计算确定了仿形探测机构、横向仿形调节机构等主要关键部件的结构参数。建立静应力分析模型,得出割台与喂入箱体连接处相关力学特征。利用ADAMS仿真软件创建油缸负载特性模型,完成仿形系统的设计与相关优化,确定油缸的最佳作业参数范围。为验证仿形系统的功能,将系统搭载在4QZ-30型自走式青饲料收获机上进行试验,以试验过程中割刀前端距地面高度处于100~150mm内的时间所占总试验时长的比率为试验指标,安排道路模拟试验与仿形样机测试,并利用控制系统实时获取割台高度及响应时间,结果表明：仿形探测机构探测高度信息可靠,线性拟合R2为0.9987;仿形调节电液控制系统的响应时间均值在0.16s内;仿形系统能够在行驶速度0~6km/h下,对坡度0°~6°内的地面进行仿形工作,道路模拟试验过程中,割刀前端距地面高度处于标准范围内的时间所占总试验时长的比率β为90.76%,且3组仿形样机测试合格率分别为86.67%、86.67%、93.33%,提高了自走式青饲料收获机的地形适应能力,降低了留茬高度的控制难度,可为自走式青饲料收获机的仿形技术提供参考。     

甜菜机械化收获方式分析与探讨

介绍甜菜机械化收获的意义、甜菜机械化收获方式、收获机关键部件的形式、不同收获方式的工艺路线,分析我国应用发展现状,提出适合我国国情的甜菜切顶新思路,给出初步的设计结构,并对未来发展进行探讨。     

TQ2型甜菜切顶机的研制

针对国内甜菜生产机械产品主要依赖进口的问题,为满足甜菜生产机械化的需求,研制出了一种新型、操作简便且经济实用的甜菜切顶机,其漏切率、少切率和多切率均小于5%。TQ2型甜菜切顶机的成功研制可有效节约劳动力,为进一步提高甜菜生产效率、促进国内甜菜生产机械化的发展起到积极的作用。     

棉花打顶机研发历程及其研发重点探析

通过分析国内外棉花打顶机发展的历程与现状,对地面仿形、整体仿形和单株仿形3种现有主要棉花机械打顶机存在的总体仿形精度不高和单株仿形技术难度大等问题,分别进行了剖析,并提出了棉花打顶机械单株高度仿形的研究重点和发展方向。     

半干旱区甜菜水分生产函数试验研究

为了研究甜菜的耗水规律和节水方法以达到在半干旱区大面积推广的目的,在具有典型半干旱区气候特征的甘南县,以不同生育期的土壤水分水平作为控制的纸筒甜菜盆栽试验,对甜菜蒸腾量和产量之间的函数关系和生育期耗水规律进行了研究,得出了不同生育期甜菜蒸腾量和产量之间的函数关系.采用Jensen模型进行了水分生产函数的求解,建立了甜菜的水分生产函数模型.试验结果表明,甜菜各个生育期耗水量从小到大依次是苗期、糖分积累期、叶丛生长期和块根增长期,需水高峰期在7月和8月;水分敏感指数的变化规律与甜菜的耗水规律相一致,叶丛生长期的λ值最大,说明这个时期甜菜对水分的需求特别敏感,应该重点进行补水灌溉.     

薰衣草收割机切割高度可调节机构的设计及运动仿真

薰衣草生长期长达十几年,长期农机入地作业造成了地面高低不平,既要花穗收割干净,同时不能伤害保留的茎秆,确保薰衣草后续的生长。为此,设计了高度可调节机构使薰衣草切割后的茎秆保留高度一致。同时,对仿形机构进行了受力分析,确定了影响仿形性能的初始作用角度α、上仿形角α1、连杆长度L1。根据初始工作角和最大下仿形量,设计出的仿形杆长度为440mm,最大上仿形量为214mm。最后,应用仿真分析软件Adams进行运动模拟,结果表明:仿形机构可实现上下仿形和翻转,上下仿形量可达到2 9 0 mm,翻转角度达到9 0°,满足薰衣草收割机的切割仿形量。该机构为研制薰衣草收获机的研制提供了依据。     

玉米收获机割台高度自动调控系统设计与试验

针对目前国内玉米收获机割台操控仍依靠机械调控、调整不便等问题,设计了一种割台高度自动调控系统。该系统包括浮动压紧式仿形机构、STM32控制单元、显示模块、按键模块、电磁阀驱动模块等。浮动压紧式仿形机构由角度传感器、仿形板、扭簧、固定轴等组成,利用ADAMS软件得到了仿形板垂直高度变化情况并设计了扭簧,能够较好贴附地面行走。建立了割台高度自动调控参数模型,采用PID控制算法实现割台高度的自动调控。控制系统通过仿形机构检测割台的离地高度,经STM32控制单元处理后,通过割台油缸自动调整割台的离地高度。测试结果表明,割台在按键模式下调控时平均响应速度为0.42m/s,在自动调控模式下割台实际高度与设定高度的误差在20mm以内,均满足玉米收获机割台调控的需要。研究结果可为玉米收获机智能化设计提供参考。     

4TX-1型牵引式甜菜联合收获机的设计

甜菜主要在我国北方冷凉地区的黑龙江、内蒙古和新疆等地种植，是我国第二大糖料作物。传统的甜菜收获作业以分段式作业为主，存在着用工量和劳动强度大，机组多次进地能耗高，作业效率低不利于抢抓农时等问题，严重制约了我国甜菜联合收获技术装备整体水平的发展和提升。设计了一种由拖拉机牵引使用的新型甜菜联合收获机，一次进地即可完成自动对行、碎缨除草、仿形削顶、振动挖掘、回转清杂、垂直升运和归箱装车等项作业功能，整机采用全液压驱动的动力型式，结构简洁，使用方便可靠。     

2BQ-27型三七精密播种机仿形开沟器的改进设计

针对2BQ-27型三七精密播种机存在仿形开沟器对槽内基质高低适应性不强及基质湿度变化较大时仿形能力差的问题,首先从物理结构上对仿形开沟装置进行改进设计:将仿形开沟装置进行分段处理,共分成7段,每段由4个仿形轮组成,仿形轮直径为150mm,宽度为20mm;在仿形开沟装置上加装弹性装置,仿形弹簧刚度系数k=0.31N/mm,最低伸长量为103.6mm。将改进设计后的装置进行田间试验,试验结果显示:在仿形弹簧预拉力5.04N、基质湿度在25%时,该仿形开沟装置性能最佳,能够满足三七精密播种的农艺要求。     

播种机单体两种仿形机构的研究

播种机单体仿形机构是保证播种质量的重要工作部件。为此,论述了目前广泛应用的平行四杆仿形机构的结构特点、工作原理、仿形量和连杆长度的设计方法;对研究设计的电液自控仿形机构的结构特点与工作原理进行介绍;对平行四杆与电液自控仿形机构的仿形能力、仿形精度、仿形的灵敏度与能否实现播深的精量控制等方面进行了对比分析。     

甜菜收获机自动对行液压纠偏执行系统设计与试验

随着农业机械机电液一体化程度以及设备性能的不断提高,甜菜收获机也逐渐向自动化智能化方向发展。为此,设计了甜菜收获机自动对行液压纠偏执行系统总体机构,确定了系统工作原理。通过设计、计算分析,确定了液压元器件的主要结构和工作参数。同时,应用AMESim软件对系统进行了建模与仿真以及动态响应特性分析,确定了液压流量和压力的取值范围。对系统进行了物理样机设计和台架试验,得出了液压流量和压力对性能指标系统反应时间的影响规律和趋势,以及液压流量和压力的最佳取值,即当液压流量为25L/min,供油压力为18MPa时,系统反应时间最小。