Autopilot for a combine harvester

This paper describes the design of a robust automatic guidance system for a combine harvester. The automatic steering system controls the harvester based on the measured position of the swath on the field. The swath is detected using a laser scanner. The translation and rotation of the machine are taken into account to recalculate the swath's relative position every time step. With the help of a model of the harvester (derived in this paper), the desired wheel position is calculated in function of the desired bearing change. The desired wheel position is then transmitted over the CAN network of the harvester to the actuator.     

LiDaR sensing to monitor straw output quality of a combine harvester

Combine harvesters play a key role in agriculture as threshable crops take up about two thirds of the worldwide arable land. From an economic perspective there is a continuous demand for increased productivity of these machines, but the limits for the outside dimensions have been reached and the increased processing efficiency should not compromise the quality of the end product.The reduction of the straw length in the threshing section of a combine harvester is considered to be an important indicator for the crop processing quality. An aggressive threshing action or discontinuous flow of the crop material invokes high impact and friction forces on the crop. This breaks up the straw, resulting in a swath of low volume which complicates the subsequent baling process. Therefore, the impact of the settings of the threshing process on the straw quality, expressed in terms of the swath volume has been assessed in this study. An experimental design involving different combinations of machine settings has been applied and for each of these setting combinations the resulting swaths have been scanned with a LiDaR (Light Detection and Ranging)-sensor. By a backward stepwise regression a quadratic relation between the concave clearance and rotor speed setting and the swath height was found (R² = 0.79). All terms in the model were significant (p value of F-statistic <0.05). The observed relation between machine parameters and straw quality is interpreted as a combination of forces on the crop and residence time of the crop in the threshing and separation section. Insight in the interaction of crop and machine is gained that could be a useful input for optimizing the settings of the threshing and separation section.     

正确处理工学结合,调动企业参与办学积极性

2005年《国务院关于大力发展职业教育的决定》指出,要大力推行工学结合、校企合作培养模式;紧密联系企业,加强学生的生产实习和社会实践,改革以学校和课堂为中心的传统人才培养模式;高等职业院校学生到企业等用人单位顶岗实习、实训时间不少于半年。     

半喂入联合收割机的研究与分析

通 过分析目前大量 推广的全喂入联合 收割机的 优缺点，提 出了研究 半喂入联合 收割机的 迫切性和研究中必须注意的几个技术问题⒚根据国内外现状并结 合自身的实践，对两个关键部件—— 割台部件和脱粒部件，提出了可供研究分析的技术方案⒚     

Grain separation loss monitoring system in combine harvester

Based on laboratory experimental results obtained with an axial threshing test-rig with tangential feeding, cumulative distribution functions of separated grain in axial and radial directions of threshing rotor were built. Based on the analysis of the relationship between grain separation loss and grain separation flux in an area under the concave, an indirect grain separation loss monitoring method is presented in this paper.Piezo-electric polyvinylidene fluoride (PVDF) film was selected as sensitive material to design a grain flux sensor. While grain and material-other-than-grain (MOG) separated in the monitoring area impact on piezo-electric PVDF films, different electric charges are generated. After signal progressing with a charge amplifier, frequency discrimination and wave shaping, the number of grain can be counted by a microcontroller (MCU) and the grain separation loss of combine harvester can be measured in real-time.Field test results indicated that the measurement errors of grain separation loss recorded by the monitoring system relative to the loss checked manually were less than 12%.     

联合收割机驾驶室人机工程试验台的研制

按照人机工程学原理和车辆人机界面的设计原则,研制联合收割机驾驶室人机工程试验台.该试验台包括硬件系统和控制系统2部分,其中硬件系统由驾驶座、手操纵元件和脚操纵元件等组成,各部分几何位置可以实现自动控制调节.试验台通过控制系统匹配各元件的几何位置关系,能够模拟联合收割机驾驶室人机界面布局;根据需要,可以设计多种试验工况,并且记录试验过程和试验数据.将试验台安装在某型号联合收割机驾驶室中进行运动控制精度试验和舒适性评价试验.结果表明,试验台各元部件的运动控制误差<3%,第5、50和95百分位被试人员均可调整到舒适操作区域.该试验台可用于联合收割机驾驶室人机工程学试验研究.     

联合收割机实时测产系统的抗振动干扰设计

收割机上的振动严重影响了测产的精度,研究联合收割机车身振动信号特征及其对测产传感器的影响,找出一套新的减振方法.分析了车上振动信号的特征,在此基础上,从谷物称重方式、传感器安装、电子硬件电路、经典算法滤波等方面进行了抗振动干扰的设计.经试验验证系统硬件可靠,软件算法滤波合理,动态测量误差可达到±5%以内,基本上满足了联...     

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。     

新型马铃薯联合收获机的总体设计

为了提高生产效率,减少劳动强度,根据农艺要求,设计了一种新型马铃薯联合收获机.本文主要对该机的挖掘铲、分离、清选分级装置的设计进行了阐述,该机集马铃薯挖掘、分离、清选和分级等功能于一体,使收获后的马铃薯能按尺寸大小分级直接装袋(箱),具有一定的创新性.     

联合收获机配套秸秆收集装置设计与研究

[目的]农作物秸秆是一种重要的资源,本文旨在提高秸秆的收集效率,同时尽可能减少机具进地次数,降低秸秆回收成本。[方法]设计了一种基于重力控制的联合收获机配套秸秆收集装置,对该装置进行了受力分析,并运用MATLAB/Simulink软件进行机构运动学仿真及相容性检验,最后分析了机构的传动特性。[结果]得到了相关杆件的运动特性曲线及传动角变化曲线。主动杆件的摆动范围能够满足秸秆收集装置的工作要求,配重块质量为8kg时,秸秆收集量为20~24kg。机构最小传动角为56.368°。[结论]研究结果为联合收获机配套秸秆收集装置的生产应用提供了理论依据。     

4U-1400型马铃薯联合收获机的设计

针对国内马铃薯收获依靠人工或小型挖掘机效率低、劳动强度大等问题,设计了4U-1400型马铃薯联合收获机。收获机主要由挖掘装置、土薯分离装置、茎秆分离装置、垂直提升装置、装袋装置、传动系统、机架以及行走装置等部分组成,结构紧凑。通过运动学分析和试验,确定了各装置的关键参数。运用Solidworks软件绘制虚拟样机,进行模型验证,各零部件之间不存在干涉现象。该机可一次性完成2行马铃薯的挖掘、土薯分离、薯秧、杂草和残膜分离、垂直提升以及装袋等工序,克服了马铃薯收获机装袋技术难题,提高了生产效率。     

自走式联合收割机振动系统的动力学分析

通过对联合收割机的动力学分析,建立了自走式联合收割机振动系统的力学模型及其耦合振动方程,推导出了联合收割机在静止空载状态下发动机转动,以及静止空载状态下发动机和割刀同时运动、运输和收割4种不同状态下的矩阵方程.该结果为收割机振动系统的频率特性、振动强度、结构参数的进一步分析计算提供了理论依据.     

联合收获机喂入量模糊控制系统研究

【目的】设计喂入量模糊控制系统,为提高联合收获机收获效益提供支撑。【方法】采用油压力传感器检测喂入量,根据滚筒扭矩与行走速度之间的关系,建立喂入量模型。设计模糊控制器并在MATLAB下进行仿真,利用PLC建立模糊控制系统,通过电控静液压系统控制行走速度来调整喂入量,并以新疆-3稻麦联合收获机为试验机型,进行喂入量自动控制田间试验。【结果】基于模糊控制系统调整后的联合收获机损失率小于1.2%,破碎率小于1.0%,损失率和破碎率均与经验丰富的驾驶员手动控制结果基本持平,符合国标要求。在作物密度不均匀的区域进行试验,指令喂入量取2kg/s时计算平均喂入量为2.04kg/s;指令喂入量取3kg/s时计算平均喂入量为3.08kg/s,喂入量能稳定控制在±10%的范围以内。【结论】联合收获机喂入量模糊控制系统稳定可靠,能提高收获效益。     

小型水稻联合收割机旋风分离清选试验

针对4LZ–0.8型小型水稻联合收割机在清选过程中存在的清选损失较大以及连续作业时湿物料易堵塞问题,对其分离清选装置进行了改进设计。改进后的装置由物料输送机构、扬谷器、旋风分离清选筒以及吸杂风机组成,去除了原有刮板抛送机构,在旋风分离筒中加装了半球体分离组件,改物料径向进入分离筒为切向进入。利用自制旋风分离清选试验台,以扬谷器转速、吸杂风机转速、分离组件距入口高度为试验因素,以谷粒清洁率和清选损失率为性能评价指标,运用回归分析方法建立了清选系统的数学模型,优化确定了最佳参数组合。试验结果表明:当扬谷器转速为1 133 r/min,吸杂风机转速为2 609 r/min,分离组件距入口高度为51 mm时,谷粒清洁率达到98.93%,清选损失率为0.035%。     

以科技创新为纽带促进产学研结合

近几年来,郑州牧专在积极整合校内资源,发挥自身优势的同时,十分注意利用和吸引省内企业社会资源参与科学研究,先后主持了3项杰出人才创新基金、3项重大科技攻关项目、2项青年杰出人才基金和十多项省级重点科技攻关项目;并与27家大中型企业共同承担,联合攻关,解决了企业生产和技术力量缺乏的难题,同时也缓解了科研单位、大专院校设备与资金的不足,整合了社会资源,节约了科研经费,使有限的科研经费发挥了应有的效益,密切了校企合作关系。实践证明效果显著。1以科技合作为纽带,建立产学研基地高等学校与企业具有人才、技术、资金等方面的三大…     

浅谈联合收割机割刀摆臂的结构优化设计

联合收割机在农业生产领域的逐渐普及,对农业生产形成了良好的助推作用。而对收割机中割刀摆臂结构进行优化设计对联合收割机的发展是具有重要意义的,利用当代计算机技术对收割机割刀的结构进行优化分析,从而实现优化设计,是当前机械设计的发展方向。本文先对联合收割机和割刀摆臂的重要作用进行了简要介绍,再对优化设计的计算机技术方法进行了说明,最后对割刀摆臂结构优化设计过程进行了详细阐述。     

基于Fluent割前脱粒联收机惯性分离室后壁影响研究

割前脱粒联收机惯性分离室能实现谷物与气流的分离,利用欧拉-拉格朗日离散相模型,运用Fluent软件对不同后壁结构下的惯性分离室进行数值模拟,得到不同后壁结构下籽粒在惯性分离室内运动轨迹,惯性分离室的压力损失,分离效率和损失率,通过对比分析模拟结果,得到一种较好的后壁结构坠=90°,β=60°,并通过试验验证了模拟结果。     

3个旱稻品种杂交配合力及其应用分析

选用1个传统农家旱稻品种和2个改良旱稻品种与国内外7个水稻品种进行不完全双列组配,获得21个杂交组合,对旱稻品种9个性状的配合力和遗传参数进行了分析研究.结果表明:传统农家旱稻品种的各性状有很高的一般配合力,改良旱稻品种一般配合力较低;改良旱稻品种虽然部分结合了传统农家旱稻的抗旱性和水稻的丰产性,但是传统旱稻中仍然有许多优良的基因有待挖掘利用.特殊配合力分析表明4个组合单株产量特殊配合力正向效应显著,主要源于单株总谷粒数、单株总实粒数、单株结实率和单株有效穗数的特殊配合力的显著正向效应.各性状遗传力分析表明,主茎穗长、株高有较高的狭义遗传力,适于早代选择;单株总谷粒数、单株总实粒数、单株产量、单株结实率和单株有效穗数的特殊配合力方差所占群体总方差比例均大于70%,所以应该在较晚的世代加以选择.     

4U-1400型薯类收获机机架有限元分析

根据4U-1400型薯类收获机机架的结构特征和受力情况,运用Solidworks软件进行三维建模,并以Solidworks simulation为平台分析其受力、应力分布、最大应力及其产生部位.结果表明:机架设计合理,最大应力值为223 Mpa,小于材料的屈服极限235 Mpa,应变、位移变化均符合要求,强度、刚度足够.