稻麦联合收获机拨禾轮转速自动控制装置研制

稻麦联合收获机拨禾轮转速对作业质量影响较大,拨禾轮转速过低导致作物喂入不及时,拨禾轮转速过高导致作物过度击打而造成落粒损失。若拨禾轮转速能够随作业速度自适应调节,将很大程度上降低割台损失。针对这一问题设计一种稻麦联合收获机拨禾轮转速自动控制装置,使拨禾轮以适当转速稳定转动。重点对拨禾轮驱动机构、转速测量装置和转速控制器进行设计。转速控制器采用PID控制算法比较实际转速和目标转速的大小并确定合理的电机转速控制信号,使拨禾轮主轴以目标转速旋转。性能测试结果表明,所研制的稻麦联合收获机拨禾轮转速自动控制装置的转速控制误差小于3.5 r/min,最大相对转速误差为8.6%,其控制稳定性和可靠性能够满足稻麦联合收获机田间作业的基本要求。     

油菜精量联合直播机覆秸装置设计与试验

在长江中下游稻油轮作区,前茬水稻机收后秸秆全量留田,当接茬进行油菜精量联合直播作业时,浮秸易缠绕直播机触土部件,造成机具堵塞、种子落在秸秆上难以出苗等问题。为此,结合油菜覆草种植农艺措施,提出适于油菜直播水稻秸秆覆盖还田的机械化作业方案,设计了一种与油菜精量联合直播机配套的覆秸装置。通过理论分析,确定了覆秸装置关键环节工作部件的结构参数、安装位置与安装角及工作转速范围。控制秸秆喂入量分别为0.9、1.1、1.3kg/s,进行性能测试试验,验证了理论分析确定的各部件工作转速的适宜性和秸秆输送顺畅稳定性,结果表明,当播种覆秸作业机组配套69.9kW拖拉机、前进速度0.7m/s、捡拾装置滚筒转速80r/min、集秸装置螺旋输送器转速270r/min和链式提升装置转速270r/min时,机具作业顺畅,秸秆捡拾率达到90%以上。控制均匀铺放装置转速分别为210、240、270、300、330r/min,当转速为300r/min时,秸秆覆盖均匀率最高,超过92%。田间试验表明,覆秸直播机秸秆通过性能良好,各环节工作部件作业稳定,各项设计指标均满足技术标准要求,设计的覆秸装置与油菜精量联合直播机集成,一次作业可完成水稻浮秸的捡拾、堆集、输送、覆盖以及旋耕整地、开畦沟、施肥、油菜播种等工序,适宜在水稻机收后秸秆未作任何处理的稻茬田作业。     

电控玉米排种系统设计与试验

传统精量玉米播种机作业时,排种器的动力由地轮提供,针对由于田间作业工况复杂导致地轮打滑而造成漏播率增加等问题,设计了电控玉米排种系统。该系统在田间播种作业时,由雷达测速仪采集播种作业速度,结合所需粒距得到排种器理论转速;通过编码器采集排种器实时转速,利用控制器控制策略,进行转速的最优控制,从而得到目标排种转速,提高排种精度。田间试验结果表明:应用该电控排种系统进行田间玉米播种作业时,排种合格指数平均值为92.40%,与传统排种相比提高3.63个百分点;漏播指数平均值为4.82%,与传统排种相比降低2.04个百分点;不同播种作业工况下粒距变异系数均小于4.20%,播种效果好。     

收割机失粮的影响因素及控制措施

一、收割机失粮的影响因素 1、操作、驾驶技术因素的影响 因操作、驾驶技术造成收割机作业时失粮的因素有四种:一是不按说明书要求进行驾驶操作、维护保养,致使零部件损坏或失效造成失粮;二是不根据作业条件,如天气、产量、成熟度、地块和品种等变化而及时改变作业速度,致使收割机严重超负荷工作,喂入不均或堵塞而造成失粮;三是不根据作业条件变化及时调整作业间隙,如凹板脱粒间隙、清洗筛开口间隙等,也会引起失粮;四是不根据作业条件的变化及时调整作业转速,如拨禾轮转速、滚筒转速和风扇转速等,同样会引起失粮.     

小麦小区播种机排种控制系统设计与试验

为了提高小区播种机自动化水平,解决传统小区播种机械作业参数不易调节等问题,设计了一种基于STM32的小麦小区播种机排种控制系统。该系统主要由Android终端、STM32主控制系统、存种筒提升控制系统、锥体格盘控制系统以及分种器控制系统等组成,确定存种筒延迟落下时间,分别建立步进电机和直流电机调速模型,设计人机交互界面进行作业参数设置,实现了小区排种作业参数与实际作业需求的快速匹配。搭建室内试验台,以锥体格盘转速、分种器转速为试验因素,以行间均匀性变异系数为评价指标进行试验。试验结果表明,锥体格盘转速、分种器转速以及两者之间的交互作用对行间均匀性均有非常显著的影响;当锥体格盘转速为4 r/min、分种器转速为1 250 r/min时,行间均匀性变异系数均值为4. 53%,行间均匀性较好,且籽粒破碎率较低。该系统实现了小区排种作业精确控制,为小区播种的智能化控制提供了技术支撑。     

拖拉机发动机使用4误区

(1)用油门控制发动机的转速。有些拖拉机驾驶员将油门放到最大位置,以期提高发动机的转速和作业速度,这对轻负荷作业的拖拉机发动十分不利。例如,播种、平地运输、中耕以及排灌、加工等作业,由于机组作业编组中不能使拖拉机达到满负荷,此时提高油门会造成油耗增加,降低经济效益。而发动机在最高转速下运转还会加速发动机各摩擦副面的磨损,使机件提前报废。     

HTX-320型胡椒洗涤机的研制

针对已有的胡椒洗涤机因转轴转速高造成水流紊乱,存在作业质量差和加工过程产品损失大等问题,设计了HTX-320型胡椒洗涤机。该机采用叶片上装有弹性橡胶板的左、右螺旋在斜置的水槽中作低速转动,对已脱皮后沉降的胡椒进行翻动、搓擦和提升,并配合有规律性的水流冲洗作业,既保证了加工产品的质量又降低了损失率,而采用双螺旋结构,大大提高了加工效率和降低了作业成本。应用表明,较适合规模生产加工的需要。     

双凹面摇杆式排种器设计与性能试验

为满足精密播种机的作业要求,设计了一种大豆排种器,通过双凹曲面取种块与倾斜式清种环完成种子的充种、清种、排种等作业环节,实现高效率、高精度、低破损的作业目标。通过对其作业原理的分析,对作业关键部件双凹曲面取种块的结构参数进行优化设计。为实现通过转速来调节排种器变量排种的要求,并为设计高速、高性能播种机提供理论依据,以排种器转速、清种环倾斜角为试验因素,单粒率为试验指标进行二次旋转组合试验。通过单因素和双因素试验得到充足的试验数据,并运用Design-Expert软件对试验数据进行分析,建立试验因素与试验指标之间的数学模型。试验结果表明:清种环最佳倾斜角为65°,在此前提下排种器转速小于110 r/min时,可保证单粒率在95%以上。     

玉米精量播种监测系统的设计与试验

针对玉米精播机作业时常会发生导种管堵塞、地轮排种轴机械传动系统故障及种箱排空造成的漏播等现象,基于单片机技术设计了一套玉米精量播种监测系统,包括整体结构与排种监测传感器电路,完成了相关参数设置。该系统实现了对玉米精播机的播种量、播种速度、播种面积、地轮转速、排种轴转速、种箱料位及机具升降状态等指标的实时监测和漏播故障诊断功能,支持对精播机作业数据远程实时监控管理功能。试验结果表明:玉米精量播种监测系统单粒测量精度约为98.8%,能够实现作业过程的实时监测及远程监管功能。     

积分不等式应用于播种机作业速度研究

以播种机作业速度为研究对象,通过分析播种机排种轴转速与播种机行进作业速度的匹配性,建立了播种机作业速度与排种器转轴之间的数学关系,设计了一种能够根据播种农艺和播种机作业速度需求,进行排种轴转速精确调节的PID转速控制系统,并利用积分不等式对系统的鲁棒稳定性进行判断。试验结果表明:随着播种机作业速度的提升,排种器主轴转速随之变大,播种作业开始时,排种器主轴转速迅速上升,达到期望目标值;排种器主轴实际运行转速与理论期望转速之间存在一定的偏差,作业速度越高,二者之间的偏差越高。     

高精度番茄分级机设计与试验

由于传统番茄分级机具的作业模式为湿式清选,极易在后期贮藏环节出现各类问题,而且分级作业时容易对番茄表面造成破损,因此设计了高精度番茄分级机。针对其分级清选作业环节进行分析,对分级机的运行原理与整体构造作出介绍,确定了影响番茄分级作业的各类因素,如辊棒转速、投料速度、辊棒数量等。将评价指标划定为番茄破损率以及番茄清洁率,应用回归分析法得出评价指标对应的回归模型,根据模型拟合、回归系数、单因素以及交互反应等方面分析试验得出以下结果:首先,各类影响因素与评价指标的关系:投料速度对番茄破损率以及番茄清洁率呈现负作用,分级机清选辊数量与清选辊转速对番茄破损率以及番茄清洁率呈现正作用。其次,评价指标中各类因素的影响顺序:影响番茄清洁率的因素顺序依次为投料速度、辊棒转速以及辊棒数量,影响番茄破损率的因素顺序依次为辊棒转速、投料速度以及辊棒数量。最后针对各类影响数值作出优化试验,当分级机辊棒转速为75 r/min,投料速度为27 t/h,清选辊棒为6根时,高精度番茄分级机作业时的番茄清洁率为98.794%,番茄破损率为3.632%,满足作业要求。     

旋耕机作业参数设计对拖拉机功耗的影响研究

本课题研究了旋耕机作业参数对拖拉机功耗的影响关系,建立旋耕机作业参数对拖拉机功耗影响的数学模型,以旋耕机作业耕深、作业推进速度、刀辊转速为影响因子设计正交试验,试验结果表明:影响拖拉机功耗的各因素主次顺序为作业前进速度、刀辊转速、作业耕深。考虑旋耕作业质量与旋耕作业效率前提下,较优的旋耕作业参数为:作业推进速度2.9km/h,刀辊转速275r/min,耕深为210mm时,功耗值77.3kW,碎土率达到85%。通过数据分析软件对旋耕机作业参数与功耗建立回归方程,回归方程相关性高,有效反应了各试验因素与功耗之间的影响关系。研究结果为旋耕机结构参数设计、拖拉机动力匹配等工作提供了参考依据。     

基于农用STM32的电动机转速监测系统设计

农业作业环境复杂,实时监控农用电动机转速对判断电动机运行状况具有重要意义。笔者设计了一种电动机转速监测系统,该系统主要由光电开关传感器、触发圆盘、OLED、STM32单片机组成,通过单片机的定时器中断和外部中断功能,可实现对电动机转速的实时监控,通过IIC通信技术,可实现转速数据的可视化。该系统抗干扰能力强、精度高、实用性强,适用于恶劣的农业作业环境,同时为其他转速监测方案提供了设计依据。     

前驱苜蓿刈割压扁机切割装置设计与分析

针对苜蓿刈割压扁机在作业过程中出现的收获质量低、漏割率高、割茬高度不一致等问题,基于苜蓿收获要求,设计了一种前驱苜蓿刈割压扁机的切割装置。对其核心作业部件完成理论设计并确定相关结构和参数,对割刀进行运动学和动力学分析,并基于ADAMS软件对切割器在复杂路面的工作性能进行仿真。研究结果显示:刀盘转速为1800r/min和割刀数量为8片时,能够确保刈割作业不发生漏割现象;切割扭矩主要取决于刀盘转速和割刀刃长;所设计的切割器在复杂路面作业具备良好的通过性,可以保证割茬高度一致。研究成果可为苜蓿刈割压扁机的设计与优化提供参考。     

基于ADAMS的高速插秧机三插臂分插机构运动仿真

针对现有分插机构提高转速后,增加作业效率而导致取秧针针尖速度过快,取苗时触碰秧苗后造成伤秧率较高,影响水稻的成活、生长问题,设计了一种新型高速分插机构——椭圆齿轮行星系三插臂。增加一个栽插臂后可以在不降低插秧机插秧效率的情况下减小转速,降低秧针尖的速度,减小伤苗率,通过理论推导建立了秧针运动数学模型,通过SolidWorks进行了三插臂的三维建模,利用ADAMS对其运动学进行了仿真分析,分析表明,相同作业效率下,秧针尖速度降低     

夏季酿酒葡萄修剪机的设计与试验

针对夏季酿酒葡萄修剪工作劳动强度大、效率低、修剪质量难以保证等问题,结合新疆酿酒葡萄种植模式,研制了一种夏季酿酒葡萄修剪机。首先对整机结构、工作原理、关键部件设计进行说明,然后运用Box-Benhnken中心组合试验方法对试验因素进行分析,以刀具转速、作业速度、含水率进行试验并进行响应曲面分析,建立曲面响应三维模型,并最终得出最优工作参数组合。试验结果表明:当作业速度1.5m/s、刀具转速1 200r/min、含水率65%时,切断率达到最大为96%。该机具作业性能可靠,各项指标满足性能设计要求。     

拖拉机使用上的三种错误做法

用油门控制发动机的转速有些拖拉机驾驶员将油门放到最大位置，以期提高发动机的转速和作业速度，这对轻负荷作业的拖拉机发动十分不利。例如，播种、平地运输、中耕以及排灌、加工等作业，由于机组作业编组中不能使拖拉机达到满负荷，此时提高油门会造成油耗增加，降低经济效益。而且发动机在最高转速下运转还会加速发动机各摩擦表面的磨损，使机件提前报废。正确的使用方法是：     

全秸硬茬地小麦洁区播种机秸秆撒覆自动调控系统设计

在全秸硬茬地小麦洁区播种机田间作业过程中,常因秸秆拾输量和抛撒转速不匹配,而无法保证覆秸质量,造成出苗率低、出苗均匀性差等问题。针对这一问题,设计一套秸秆撒覆自动调控系统,该系统以STM32单片机作为主控单元,利用相位差式扭矩检测装置采集刀辊轴扭矩,通过对拾输量的间接检测实现抛撒转速的自适应调节。为验证系统效果,以常用的5个拖拉机作业速度作为调节量度,分别为0.9 m/s、1.0 m/s、1.1 m/s、1.2 m/s、1.3 m/s,同一速度下分别进行有、无秸秆撒覆自动调控系统对比试验;刀辊轴始终以最大转速2 200 r/min进行作业;无调控系统时,抛撒转速保持设定值800 r/min;有调控系统时,抛撒转速自动调节,调节范围为600～1 200 r/min。试验结果表明,在相同工况下,使用秸秆撒覆自动调控系统后,能够将秸秆抛撒不均匀度始终维持在15%以下,提高了机具作业性能。     

拖拉机发动机使用四误区

有的拖拉机驾驶员将油门放到最大位置，以期望提高发动机的转速和作业速度，这对轻负荷作业的拖拉机发动机十分不利。如播种、平地运输、中耕排灌及加工等作业，由于机组作业编组中不能使拖拉机达到满负荷，此时提高油门会造成油耗增加，降低经济效益。而发动机在最高转速下运转，还会加速发动机各摩擦面的磨损，使机件提前报废。     

PJZ-1型酿酒葡萄剪枝机设计与试验

我国酿酒葡萄栽培面积逐年增加,因气候条件酿酒葡萄进入冬季前需要进行剪枝作业,目前冬季剪枝作业主要以人工修剪为主,存在劳动强度大、效率低和成本高等问题。设计了一种适于酿酒葡萄冬季埋藤前的机械化修剪机具,该机主要由机架、自动避障装置和液压驱动的旋转式剪枝装置等组成。试验选取3年株龄的赤霞珠品种作为试验对象,以割刀转速和作业速度为试验因素进行酿酒葡萄田间剪枝试验。试验结果表明:当机具作业速度3.0 km/h,割刀转速2 000 r/min时,剪断率为98.3%;当机具作业速度3.0 km/h,割刀转速＞2 500 r/min时,剪断率为100%;当机具作业速度1.0~2.0 km/h,割刀转速2 000 r/min时,剪断率为100%;当作业速度4.0 km/h时,机具对酿酒葡萄剪枝作业的时间利用率86.4%时,机具的平均作业效率为0.05 hm2/h。该机具的各项性能指标均达到了设计要求,可有效地调节酿酒葡萄修剪的高度和宽度,并且具有自动避障功能,割刀转速2 000~3 000 r/min,作业速度1.0~5.0 km/h时,可以获得较高的枝条剪断率。