智能花生收获机地面仿形及试验平台机构研究

挖掘铲对地面仿形的响应速度对花生收获机收获质量有着重要的影响。为此,针对一垄两行收获模式,设计了先导型传感机构及仿形试验平台。通过基于单片机的数据采集处理系统,将地形数据通过CAN总线发送到上位机。仿形平台试验证明:该仿形传感机构能够迅速真实地反映地形数据,为挖掘铲动作提供了数据依据,提高仿形精度。     

挖拔式木薯收获机挖深液压控制装置的设计与试验

针对挖拔式木薯收获机在收获过程中带有一定倾角的挖掘铲有朝着深度方向行进的趋势,增加了挖土量及挖掘负荷等问题,提出了基于液压控制系统调整挖深的设计思路。为此,研制了一种挖深液压控制装置,主要由地表仿形机构、挖掘铲液压调节机构、液压系统及PLC控制系统4部分组成;同时,对液压系统的负载特性进行系统分析计算,选取了合适的执行元器件,并在此基础上进行土槽实验。结果表明:地表仿形机构,最大误差8.9%,平均误差3.5%;掘铲液压控制系统的响应时间为1.7s,1s内完成对挖出铲的角度与深度自动调节,测试效果能够满足精准挖深控制要求。     

基于OpenCV的施肥铲精准对行系统设计

为解决小麦断根机施肥作业过程中施肥铲施肥不精准问题，设计一种基于OpenCV的施肥铲精准对行系统。以Jetson Nano为处理器，将摄像头采集到的图像信息通过OpenCV进行处理，能够精准找到小麦垄行之间的中心坐标位置，以此来得到每个施肥层中施肥铲的相对位置，将得到的位置信息传到STM32F103C8T6再次进行处理，通过相应的控制系统进而调整分层施肥铲的位置。将摄像头所取得的像素点坐标与人工测量的实际坐标进行对比分析，结果表明，此识别方法在光照强度充足的情况下，对小麦中心坐标的识别正确率均高达90%以上，具有较好的识别效果。此识别方法为以后断根机施肥处理装置的设计提供了可靠的理论基础。     

移栽机自动升降底盘设计与试验研究

针对旱地移栽机插深一致的需要,设计了一种基于双四杆机构的移栽机自动升降仿形底盘,包括底盘机架、导向轮、驱动轮、仿形机构、升降机构和液压控制回路等。对双四杆底盘升降机构进行理论分析,建立了底盘升降高度与液压缸伸缩量之间的数学模型。用Solid Works建立了该移栽机升降底盘的虚拟样机模型,并将虚拟样机模型导入ADAMS中,基于ADAMS/Hydraulics建立了移栽机自动升降底盘的机液联合仿真模型,进行机液联合仿真分析,得到了底盘高度、液压缸受力等相关参数变化。仿真结果验证了理论分析了的正确性,表明所设计的底盘升降机构和液压回路能够满足工作需求。以自制的2ZXW-2型穴盘苗自动移栽机为试验对象,以底盘和垄面间距稳定性及钵苗栽植深度均匀性作为评价指标,对样机仿形作业性能进行试验研究。试验结果表明:作业中底盘和垄面的间距能够基本保持稳定,钵苗栽植深度合格率为98%,栽植深度变异系数0.036,自动升降仿形底盘满足设计要求,很好地保证了钵苗栽植深度的均匀性。     

油麦兼用型精量宽幅免耕播种机仿形凿式开沟器研究

针对播种作业地表不平、播种机宽幅导致各行播深均匀性和稳定性差等问题,设计了一种基于仿形辊弹性形变、实现仿形功能的凿式播种开沟器。阐述了凿式播种开沟器仿形开沟工作原理,确定了凿式刃口曲线方程,构建了开沟器与土壤互作关系力学模型,阐明了仿形机构的弹性形变与仿形阻力及仿形量之间的关系。以凿式曲面刃口宽度、仿形辊直径、入土角、播深为试验因素,采用二次回归正交组合试验方法,利用高速数字化土槽平台,开展了各试验因素对播深稳定性影响试验。试验结果表明,刃口宽度12mm、仿形辊直径24mm、入土角22°时,播深稳定性较优。田间对比试验表明,在最优参数组合下,凿式开沟器的播深变异系数低于9%,地表平整度低于18.5mm,作业通过性好,其开沟性能优于翼铲式开沟器;田间播种试验表明,以4.8m工作幅宽、24行播种的油麦兼用型精量宽幅免耕播种机播种的油菜、小麦,单行苗数变异系数、各行苗数一致性变异系数均低于10%,小麦各行1m内平均苗数为35,春油菜各行1m内平均苗数为26,冬油菜各行1m内平均苗数为20,满足油菜、小麦精量播种及成苗率要求。     

残膜回收机自动仿形系统设计与试验

目前残膜回收机已经成为新疆棉田回收残膜的主要方式之一。在残膜回收机回收残膜的过程中,由于棉田的环境复杂多变,而现有的残膜回收机无仿形功能,导致入土部件的入土深度不稳定,这就造成残膜拾净率达不到预期结果等问题。4JSM-2.1A型棉秸秆还田及残膜回收联合作业机存在同样问题,所以根据此机型设计一套机—电—液配合的自动仿形系统,对地面仿形传感机构的运动进行分析,确定机械部件的关键参数,并对仿形系统进行场地试验和田间试验。结果表明,该机工作稳定可靠,整体仿形稳定,在机具作业速度为6.5～7 km/h时,其入土部件的入土深度平均值为91.6 mm,其标准差为3.13 mm,残膜拾净率达89.5%。     

木薯茎秆粉碎还田机刀片离地间隙控制系统设计与仿真分析

针对木薯茎秆粉碎还田机作业效率低的问题,以木薯茎秆粉碎还田机粉碎刀片离地间隙为研究对象,设计一种基于木薯茎秆粉碎还田机的刀片离地间隙控制系统。为实现木薯茎秆粉碎还田机刀片离地间隙精确控制,设计可安装检测装置的仿形检测机构;在木薯茎秆粉碎还田机地轮支撑杆处加装液压缸,可对木薯茎秆粉碎还田机粉碎刀片离地间隙进行调控;在SolidWorks中建立木薯茎秆粉碎还田机垄面作业模型,并利用ADAMS软件对其进行运动仿真分析,结果表明:仿形检测机构仿形范围为375～500 mm时,此时仿形检测机构具有最优仿形效果,设计合理。粉碎刀片距垄面距离为228 mm,满足最优粉碎刀片离地间隙范围要求。     

大豆播种机电液仿形机构研究

利用电液控制技术对传统播种机仿形机构进行了革新,采用单独仿形,且对地表的起伏及土质软硬的仿形敏感度亦可独立设定及调校,在仿形运动中能够提供较高的仿形精度,保持动力机稳定负荷的同时,克服了整体仿形或若干前后部件组合仿形时动作提前或滞后所造成的仿形失真问题.该仿形机构可以取代传统的阻力感应方式的机构装置,更加灵敏地感应地面起伏的变化,大大提高种植深度的控制精度.     

基于ADAMS的播种机仿形机构运动仿真

仿形机构是播种机的重要工作机构.为此,介绍了利用ADAMS软件建立平行四连杆仿形机构仿真模型的过程,并对前仿形和后仿形运动情况进行了仿真分析.结果表明,运行结果与理论分析一致,对播种机仿形机构的设计具有指导意义.     

基于SolidWorks的浮动仿形机构设计与试验

针对牧草收获过程中集拢成条时花叶损失多、对土地破坏大的问题,设计研制出一种左右对称布置浮动仿形机构的牧草捡拾集条机。利用SolidWorks软件建立了浮动仿形机构的三维模型,通过Motion插件对浮动仿形机构进行运动学模拟仿真,以浮动仿形机构上的浮动弹簧为主要研究对象,获取了浮动弹簧作用力、浮动弹簧位移的变化规律。为考察样机的作业性能指标,对样机进行了田间试验,将样机的相关技术指标进行测定。运动学模拟仿真与田间试验结果表明:浮动仿形机构满足设计要求,可保证整机具备良好的田间通过性,牧草捡拾集条机相关技术指标达到标准及设计任务书要求,工作性能稳定可靠。     

苹果实生苗断根铲有限元分析与轻简化设计

为了探究苹果实生苗断根铲部件三维结构参数的合理性,利用AIP的iPart技术构建了断根铲的参数化模型;根据断根施肥机在实际苗圃工作环境中的作业情况,结合断根铲的结构特点和材料属性,合理处理零件接触和设定铲体受力载荷等边界条件,建立了断根铲的有限元模型.通过快速变换断根铲结构参数驱动铲体模型变化,在保持边界条件和载荷条件不变的情况下分别进行有限元计算,获得了铲体的多组应力、变形和安全系数数据;通过对比分析计算结果确定了较优的L型断根铲较轻简化结构参数.苗圃田间试验表明,使用该铲进行断根作业速度由原来的1.0m/s提高到1.5m/s,作业后地表土层平整,土壤弥合性好,达到了苹果实生苗断根培育的园艺学要求.     

2CMF-4型牵引式马铃薯种植机的研制

针对当前马铃薯机生产实际,在研学外国同类先进技术基础上,设计研究开发了集开沟施肥、仿形开沟、播种薯（薯块）、起垄（培土）于一体的大型4行牵引式马铃薯种植机。为更灵活方便地组织生产,通用机架为基础进行各零部件间的变换与组合,实现各种不同作业的要求。为实现播深一致及对种植深度进行精确调整控制,创新设计播种机构单体仿形装置。     

花生播种机仿形机构的运动仿真分析——基于UG

仿形机构是播种机的重要工作机构,仿行机构工作性能的好坏直接影响到播种深度的稳定性。利用UG软件的运动仿真模块对花生播种机仿形机构进行运动学的分析,通过运动仿真动画来观察仿行机构的运动过程,利用开沟器运动轨迹曲线来研究仿形机构的运动规律,并分析影响仿行误差的相关因素,以此来验证仿形机构设计的合理性及优化的方法。     

针对秋后立秆模式的残膜回收机的设计

针对秋后立秆模式回收地膜时存在的对行性差、对地仿形差及边膜难以搂起问题,提出利用复合四杆机构的三维动作来实现对行和仿形。为此,设计了相应残膜回收机,并对残膜回收机的复合四杆机构、搂膜齿、边膜起膜杆齿、株间划膜杆齿等部件进行了设计与分析,为残膜回收机的对行仿形、对地仿形、边膜及株间残膜的回收相关研究提供了参考。     

3MDZF-6型垂直升降式单体仿形棉花打顶机的试验研究

针对3MDZK-12型棉花打顶机作业过程中动力直接传递到刀轴,高速旋转的刀轴与四杆机构仿形装置易产生共振导致打顶精度低和稳定性差这一问题,提出了刀轴动力传递与仿形装置仿形升降运动互不干涉的方案,设计研制了基于伸缩套管传动和垂直升降仿形平台的3MDZF-6型单体仿形棉花打顶机。田间试验结果表明:作业速度为3.02km/h、标准差在4.2时,打顶率达到93.7%,打顶前后棉株高度轨迹拟合度较好,打顶精度和稳定性有所提高。     

苹果苗断根施肥机的设计与试验

苹果苗倒栽作业是苗圃园艺生产作业中将矮化中间砧半成品苗倒栽进行嫁接果树穗种的一项准备工作,工作强度大.为此,根据苹果苗苗圃园艺作业要求,设计了L型断根铲的断根施肥机.田间试验表明:作业参数为断根深度178mm,工作幅宽450mm,施肥量300kg/hm2,配套动力22kW以上轮式拖拉机能够实现对苹果苗的断根和施肥联合作业,可提高效率和减轻工作强度.     

浅析机械化深松表土处理作业技术

1机械深松作业技术 局部深松：采用单柱式深松机根据不同作物,不同土壤条件进行相应的深松作业,主要技术要求：土壤含水量在15～22%,小麦深松间隔40～80cm,深松深度23～30cm,深松时间,播种前进行,作业周期：根据土壤条件和机具进地次数,一般2～3年深松一次,采用凿形铲式或带翼型铲深松机作业。     

红花丝采收机扶禾器升降装置设计及仿真分析

新型自走式红花丝采收机工作效率受到扶禾器与红花植株的相对位置影响。为此,针对红花丝采收机在采收时保持扶禾器与红花花丝相对位置,设计了一种仿形升降装置,使扶禾器工作达到效率最大化。对仿形装置进行受力及伸长量变化率分析,确定机构尺寸及伸长量变化率与位移的关系。综合考虑力学与位移,确定各液压杆的长度变化范围为600~1 050mm,辅助液压缸的长度变化范围400~500mm,纵向仿形量可达到5 0 0 mm,横向仿形量可达到4 0 0 mm。通过ADMAS仿真进行纵向仿形和横向仿形,纵向仿形量可达到5 8 0 mm,横向仿形量可达到410mm,满足机械式红花丝采收机的运动仿形。该机构为研制机械式红花丝采收机提供了依据。     

4HBL-4型花生联合收获机悬浮式仿形机构的设计

花生联合收获过程中,在地面连续变化时常规的限深轮、限深靴等仿形机构不能对地面变化做出迅速响应,造成在收获过程中出现了因挖掘深度不均匀而导致的漏挖等情况。为此,通过将挖掘铲与限深轮固接,并在弹簧的预紧力作用下,遇到地形突然变化时整个悬浮式限深机构首先做出响应,并在弹簧拉力作用下,调整挖掘铲的入土角度,从而调节挖掘铲入土能力,在短时间内调节挖掘深度;同时,依靠弹簧的拉伸与收缩,挖掘铲绕铰接点转动,并对悬臂梁与挖掘装置进行相对位移变动,保证了挖掘深度的一致性,使得挖掘收获更加平稳。     

断根施肥机断根铲刃使用寿命试验研究

为了解果树苗断根施肥机断根铲刃使用寿命短的问题,结合实际生产与表面工程技术,通过对断根铲刃的稳定性和耐摩擦磨损性的试验研究,得出了断根铲刃的合理入土角度和提高断根铲刃表面耐摩擦磨损性能的方法,进而提高了断根铲刃的使用寿命。