一种基于菠萝机械化田间管理技术的多功能田间管理机设计与试验

【目的】针对当前菠萝田间管理机械难以进入田间自由穿梭作业的问题,课题组设计了一种多功能菠萝田间管理机,以提升田间管理作业效率。【方法】课题组通过剖析菠萝机械化田间管理技术,从菠萝植株特点、种植农艺参数及田间管理需求等方面,分析了菠萝田间管理机应具备的关键功能、田间管理作业应注意事项以及农艺的适应性问题,在此基础上应用模块化设计理念,将田间管理机按功能结构进行模块划分,分别设计了菠萝田间管理机可变轨距高地隙窄型履带式通用底盘和喷杆喷雾组件、固态肥施肥组件、扩展平台运输组件三种作业功能部件,各功能部件与通用底盘集成组合成菠萝多功能田间管理机,并对样机进行田间试验。【结果】1）田间喷药效果：喷杆喷雾作业幅宽900 cm,作业平均速度2.0 km/h,药液喷洒均匀,作业效率可达到25亩/h。2）田间施固态复合肥效果：固态肥施肥组件料箱可装载400 L固态肥,施肥量由操控系统电动控制,可随时调节,方便易用,施肥作业效率可达5亩/h。3）田间运输作业效果：一次可运载600 kg菠萝出田,使用2台运输机配套5人操作,较传统人工采收作业可以减少一半人工,同时采收效率提高一倍。此外,扩展平台运输组件在施...     

一种小型多功能田间管理机的设计

为降低小地块耕作的劳动强度、提高劳动效率,在充分吸收大中型农业机械设备技术的基础上,开发出小型多功能田间管理机。该机是一种特色农业多功能田间管理机械,通过更换不同的工作部件,可以完成田间旋耕整地、播种、施肥、培土、田间施药、施叶面肥、果树喷药等多种作业,还能用于田间运输。田间试验示范结果表明,该机工作效率是人工作业的10倍左右,每台机器可管理1 hm2以上的庄稼,是玉米、花生、棉花等作物田间管理的机械化作业工具。     

七杆式移栽机栽植机构运动学分析--基于 MATLAB

分析了鸭嘴移栽机栽植机构的工作原理与过程,建立了七杆栽植机构的运动学模型。借助 MATLAB 软件对数学模型进行求解,对相关参数进行了优化计算,得到了主要参数的最佳组合,并模拟出栽植点的作业轨迹曲线,对栽植点运动轨迹特点进行了研究,从而直观地分析其作业性能。研究表明,所设计的七杆栽植机构具有良好的移栽性能,能满足移栽作业的农艺要求,为移栽机设计中栽植机构的运动参数和结构参数的确定提供了依据。     

一种多功能铰接式玉米田间管理机底盘的设计

玉米种植前、中期是玉米生产的重要时期,期间生长速度快、环境要求高,主要的田间管理作业包括施肥、防病防虫、洒水、中耕除草等;但现有玉米管理机大多功能单一,无法满足玉米田通过性等要求。为此,设计开发了一种多功能铰接式玉米田间管理机强动力底盘。试验结果表明:该管理机离地间隙为1.2m,配备农机具可顺利完成玉米所需的田间管理作业,空载行驶速度最高可达20km/h,配载作业速度可控在0~8km/h。该底盘为推动玉米管理的全程机械化发展提供了技术支持。     

2ZBZ-2A型移栽机栽植机构运动学分析与试验

针对2ZBZ-2A型移栽机栽植机构,为探究其运动学特性进行了运动学参数分析。基于栽植机构工作原理,建立了栽植机构的双曲柄导杆机构数学模型,给出了机构的运动学方程表达式。借助Mat Lab软件,通过改变机构参数,对机构的运动学特性进行了仿真分析。分析表明:主动曲柄AD长度1变化对栽植器挖出的穴口大小影响较大,而对静轨迹轮廓影响较小;曲柄初始相位角对植苗点静轨迹高度和定植姿态有较大影响。基于参数分析结果和程序进行了结构最优配置,田间移栽试验结果表明:当1=1 0 3,θ1=3 3 0°,θ2=3 2 7°时,平均移栽株距400.3mm,平均栽深61.3mm,平均移栽效率33.7株/min,平均直立度84.3°,与理论分析计算基本一致,能够较好地满足机构设计和农艺要求。     

制种玉米田间管理机械化现状及发展趋势

阐述了制种玉米田间管理中去雄、病虫害防治和父本切除等环节机械化作业的必要性,重点介绍了国内外典型机具的技术特点和应用现状,分析了制约制种玉米田间管理机具发展和推广的因素,探讨了我国制种玉米田间管理机械化的发展趋势,为国内制种玉米田间管理机具的研发、推广应用提供借鉴和参考。      

机插水稻的早期田间管理

机插秧由于播种密度高,移栽前各叶位的分蘖芽都呈休眠状态,加之秧田后期秧苗生长受抑制,积累的养分少,移栽时机械损伤,栽后有一段生育停滞、恢复生长的缓苗期,这一时期的长短与秧苗素质、气候条件、土壤肥力以及田间水层等因素关系密切,因此,需一栽就管,抓好水、肥、气协调,病、虫、草害防治等工作,促进秧苗     

自行车骑行状态的运动学与动力学研究

针对骑行状态的研究可分为下肢运动学和动力学两部分。骑行运动是一项整体协调性运动,需要依靠人体下肢运动才可达到稳定的骑行速度。通过建立人-车连杆模型,运用矢量方程解析法完成运动学方程推导,并对各个关节角度进行求解;运用牛顿-欧拉法完成下肢关节的动力学方程推导,并对下肢各关节力矩进行求解,对所建模型在ADAMS环境下进行仿真验证。     

基于MATLAB曲柄滑块机构的运动学分析

MATLAB运动仿真技术是借助计算机技术和MATLAB软件技术平台发展起来的一种分析机械运动参数的技术。以往解析法的计算主要依靠C语言或VB语言,这些语言指令繁琐,语句结构复杂,而MATLAB程序语言简洁更易操作。因此,本文就是以曲柄滑块机构为例,借助MATLAB运动仿真技术对其进行分析,试图通过其可视化功能将曲柄滑块机构的运动参数用图像的方式表达出来。     

半固定管道式喷灌系统移管机的运动学与动力学分析

为了更加深入研究半固定管道式喷灌系统移管机，对其运动的确定性进行了论证，并对其运动性质和动力特性进行了分析计算。通过分析移管机的运动情况，得出了加速、匀速、减速过程中的运动方程；通过受力分析，得出了加速、匀速、减速过程中作用于行走轮的外加牵引力。     

双环多杆天线展开机构运动学与动力学分析

针对一种双环多杆天线展开机构进行了运动学与动力学特性分析,首先分析了展开机构构型特征,并对整体机构进行了单元分解,基于螺旋理论,绘制了单元机构的螺旋约束图;进而建立了单元机构的螺旋约束方程组,然后通过螺旋速度递推求得机构中构件的角速度和质心线速度,采用坐标转换求导法得到了速度雅可比矩阵,利用螺旋导数并基于螺旋加速度合成法则得到了构件的螺旋加速度和角加速度以及质心线加速度;最后基于拉格朗日方程,建立了整体机构的动力学方程,通过数值计算与模拟仿真,分析得到了不同构件的运动学与动力学特性,验证了理论推导的正确性。本文分析的双环多杆天线展开机构为单自由度机构,整体结构简单,仅需一个驱动便可收拢和展开,基于螺旋理论和拉格朗日法相结合的运动学和动力学建模分析方法物理意义明确,可以较好地应用于此类空间可展开机构的分析中。     

基于CNC技术的插秧机运动学分析与研究

为深入了解插秧机的运动学机理,基于CNC智能控制技术对其进行分析与讨论。在充分理解插秧机结构组成与工作原理的基础上,融入SOPC嵌入导航控制,建立插秧机分插部件秧针的位移运动学模型;利用CNC控制与设计加工需求的关联度,建立插秧机关键运动部件线性回归方程;进行了插秧机核心部件参数设计优化与加工试验。结果表明:对数控加工过程中的关键参数建立最佳控制函数,得出最优解,效果明显。插秧机关键部件实现智能加工,可在保证加工精度与要求的前提下迅速完成算法迭代,且轨迹路径完成较为符合实际,可为其他农用机械相关运动规律分析提供参考。     

玉米收获机远程控制系统的研制

玉米是我国的主要农作物之一,但是其收获的劳动强度较大,农民工作环境恶劣。为了改善驾驶员的工作环境,研究一种无人驾驶的、可以远程控制的收获机成为一种必然和趋势。为此,介绍了一种以AT89C52单片机为核心,VB6.0为上位机软件开发平台的控制系统;详细阐述了该控制系统的组成、通讯、上位机软件和下位机软件的设计思路;通过在电脑上进行模拟仿真以及现场的安装调试,最终研制出了一种玉米收获机远程控制系统。该系统使用方便,工作可靠,实现了自动控制玉米收获的要求,可推广用于多种农业机械的控制。该系统现已投入运行,取得了良好的效果。     

负压气流玉米剥皮脱粒机的设计与分析

为解决我国玉米剥皮机功能单一、安全性差的问题,提高玉米剥皮和脱粒的效率,设计了一款负压气流玉米剥皮脱粒机,并详细地进行了方案分析、参数计算和结构设计。通过采用剥皮辊和压送器,提高了玉米剥皮质量;采用负压气流装置,使脱粒后的玉米粒杂质大大减少,总体提高了整个装置的生产率。仿真分析表明:整个装置流水作业,降低了剥皮和脱粒的劳动强度,提高了剥皮和脱粒的效率。     

栅条式水田行间除草装置运动学分析与试验研究

为解决化学药剂控制水田杂草所带来的环境污染及杂草抗药性增强等危害,设计了一种栅条式水田行间除草装置。同时,对其工作原理进行了阐述,通过运动学分析,推导了栅条的运动轨迹方程,并在试验台上进行试验研究。试验结果表明,该装置可一次性完成对杂草的压、翻、埋等作业,且在栅条个数为10个、栅条宽度为30mm、除草深度为50mm时,除草效果最佳,除草率可达81%,满足水田作业除草性能的要求。     

基于机器视觉的玉米收获机器人路径识别

我国玉米种植面积和产量都很大,在农业中占有重要的地位,但收获环节耗费的成本惊人。玉米收获机器人能提高作业效率,极大地降低生产成本,具有广阔的应用前景。路径识别能力是机器人环境适应性的一个重要方面,而机器视觉主要用于农业机器人的路径识别。为此,设计了一种基于机器视觉的玉米收获机器人路径识别方法,并进行田间的实时图像处理试验。结果表明:该路径识别方法具有较好的田间适应性和实用性,经过载机结构改进和内部参数优化后能为玉米收获的智能化和信息化提供技术支撑。     

3QXZ-6型制种玉米去雄机设计与试验

为了提高制种玉米生产管理的机械化水平,设计了3QXZ-6型制种玉米去雄机,主要由仿形机构、液压传动系统和仿形控制系统等组成。仿形机构采用平行四连杆结构;抽雄滚轮旋转运动由负载敏感液压系统传动实现;仿形机构高度调节由比例控制液压系统驱动升降油缸实现;以一定距离内下光电信号连续无表示玉米植株低,一定距离内上光电信号连续有表示玉米植株高为控制依据,实现玉米植株高度仿形模糊控制。对抽雄滚轮转速同步性能及控制系统响应时间、升降油缸运动速度进行了测试试验,结果表明:发动机转速在2 300 r/min附近时,滚轮转速最大偏差率极值为4.4%,同步误差率小于3%;响应时间为0.04 s;油缸上升速度为0.21 m/s,下降速度为0.27 m/s,最后确定了控制信号t与抽雄部件垂直位移量间的函数关系。田间试验表明,设计的3QXZ-6型制种玉米去雄机工作稳定,作业效率高,去雄率均值为87.7%,能够满足机械化去雄作业的要求。     

自走式玉米去雄机设计与试验

为实现我国玉米主栽品种的机械去雄,采用自主研发与研学标杆机型相结合的方法,设计开发了3XZG-8YA型自走式玉米去雄机,该机配有适用于我国杂交玉米制种种植模式的去雄装置,可一次对8行玉米进行去雄作业。进行了不同品种、不同种植模式田间试验和去雄性能检测,结果表明,该机作业效率≥1.0 hm^2/h,去雄率84%,满足我国杂交玉米种子主产区需求。     

基于Kane方程的冗余驱动5UPS/PRPU并联机床动力学分析

为了解决冗余驱动并联机构的驱动力协调问题,搭建基于动力学的控制系统,实现冗余驱动并联机床的力位混合控制,以原有5UPS/PRPU并联机床为研究对象,改变中间PRPU约束分支为冗余驱动分支,构成冗余驱动并联机床,在其运动学分析的基础上,采用计算效率较高的Kane方法建立了该并联机床的动力学模型;应用ADAMS软件仿真得出驱动力并与Kane动力学模型求解出的驱动力进行比较,验证了Kane动力学模型的正确性,为冗余驱动并联机床力位混合控制研究奠定了理论基础。