大豆玉米带状复合种植喷杆设计与试验

在大豆玉米带状复合种植模式下,大豆和玉米生长过程中植株高度差异大,每段喷杆的高度需要独立调节,以保证喷头与作物距离一致。为此采用机电液一体化控制方法,设计用于高地隙喷杆施药机的每段高度可调的分段式喷杆高度调节机构和控制系统。所设计的四杆升降机构,通过电磁换向阀控制液压油缸伸缩,带动平行四杆机构来实现升降,使喷杆支架能够带动各分段式高度调节机构整体升降。所设计的分段式高度调节机构,通过控制电动推杆伸缩带动剪叉臂绕着各铰接点转动,带动喷杆上下调节,实现每段喷杆独立调节高度。以3WP-1000GS高地隙施药机为试验平台,对喷杆高度调节范围、高度调节一致性等进行对比分析。试验结果表明：平行四杆机构的调节范围为120 cm,最高离地高度可以达到162 cm,最低离地高度为42 cm,符合设计要求,能够满足玉米和大豆田间喷药的要求。分段式高度调节机构的高度调节范围为68 cm,五组分段式高度调节机构的高度调节范围绝对偏差最大值为-0.73 cm,相对偏差最大值为-1.08%。各分段式高度调节机构可调节高度范围大,具有良好的一致性,高度调节过程流畅无卡滞,能够满足大豆玉米带状复合种植模式下田间喷雾喷头与作物距离一致的需求。     

喷杆喷雾机智能控制系统设计及试验

为提高喷雾均匀性和农药的有效利用率,针对大田作物施药的农艺要求,设计了一种安装于大田常用喷杆喷雾机的喷雾机智能控制系统,并介绍总体方案和工作原理。该系统主要包括变量施药、喷杆高度自动调节等功能,变量施药系统通过变量调节阀调节喷雾流量,通过喷雾量与作业速度自适应控制模型,实现作业过程中药液均匀喷施;喷杆高度调节系统采用超声波传感器检测喷头与作物顶端的距离,根据设定的目标高度,控制电动缸动作,调节喷杆高度。试验表明:变量喷雾控制系统能够根据设定喷量和作业速度的变化准确发出调控指令,控制流量调节阀动作进行流量调节,提高了喷雾作业的均匀性,喷雾精度误差最小为2.24%,能够有效提高喷药作业质量;喷杆高度调节最大误差为5.40%,提高了喷杆与作物顶端距离调整的准确度。     

喷杆喷雾机精量喷雾测试实验台研制

精量喷施技术是大田植保作业的智慧化解决方案,而精量喷雾执行机构及其控制系统田间调试费时费力、可重复性差,且诸多参数无法调整,数据获取困难。针对这一问题,根据大田植保技术要求和喷杆喷雾机性能参数,通过对药液循环系统和喷雾测试系统等进行设计和计算,搭建了精量喷雾测试实验台。实验台主要包括喷雾测试系统、药液循环系统和速度模拟装置,可完成药液流量、压力实时感知和控制,喷杆区段独立控制、作业速度与药液流量的在线模拟与匹配。进行不同压力下实验台喷杆各段控制的喷量一致性及不同施药量、不同模拟速度下实验台的控制精度测试试验,结果表明:精量喷雾试验台动力发生装置可提供的最大压力和流量分别为1.5MPa、65L/min,模拟速度调节范围为0～20km/h,精量喷雾最大误差为1.34%,变异系数最大为0.05,能够满足精量喷雾系统调试和测试的基本要求。研究可为喷杆喷雾机智能变量作业的研究及其精量喷雾系统的设计和优化提供理论依据与技术支持。     

牧草切根机往复切根机构设计与仿真

现有牧草切根机切根机构多采用从动式机构直接带动切根刀工作,存在草地切缝大、疏松范围广和扰动较高等缺点。对牧草切根机切根机构进行了创新设计,采用液压缸驱动平行四杆机构实现切根刀的锯切,利用机构往复幅度实现切根刀锯切时的稳定性。通过采用机液综合解析法设计计算,分析了平行四连杆机构的运动,建立了机构模型。通过对机构的仿真,实现了机构预期的运动要求。      

大田蔬菜高地隙自走式喷杆喷雾机的研制

针对我国缺乏大田蔬菜地高效施药机具的现状,研制出一种小型、高效、安全的防治大田蔬菜与水稻病虫草害的轻便型自走式高地隙喷杆喷雾机。该机具集成高地隙自走式底盘、喷雾系统、机电液中央控制系统,自走式底盘主要由机架、动力系统、行走转向系统以及液压系统几个方面组成。该机具四轮驱动、四轮转向、行驶稳定、转向灵活、适应性强,喷杆前置、药箱后置,保证了整机重心平衡,采用电动推杆实现喷杆的折叠,减轻了喷杆质量,作业效率高,不仅满足大田蔬菜施药农艺要求,还可应用于水田施药作业。     

基于ADAMS的果树仿形施药机构优化设计与仿真分析

针对目前果园施药喷雾器械作业效率低下、农药浪费严重和影响生态环境等问题,提出三自由度对称式两级摇杆喷雾机构。为提升工作空间和运行稳定性,构建该机构的数学模型,在ADAMS环境中创建仿真单元,根据实际约束条件对其进行喷雾参数优化和动力学、运动学仿真分析,并推导出喷雾点运动学方程。研究结果表明:仿形机构关键点所受最大力由优化前1 621.1 N减小到338.94 N,为原来的20.9%,运行平稳可靠;在此基础上,得到喷雾点在水平、竖直方向工作范围分别为1 704.5 mm、2 151.5 mm,调节幅度分别为695.4 mm、680.4 mm,完全可以满足不同果树形貌的喷雾要求,实现立体高效的仿形施药作业。     

多自由度空间摆动式自动喷洒机构设计与实现

在对果树、农作物与城市街道绿化的树木花草进行药物喷洒作业时,由于作业环境恶劣、喷洒高度不够及喷洒效率低等诸多原因的限制,往往需要人工进行喷洒及人爬高进行高危喷洒作业,不仅劳动强度大、喷洒效率低,而且存在一定的安全隐患。为此,设计出一种往复摆动式自动喷洒机构,以期解决上述问题。为保证机构运行时对稳定性和可靠性的要求,对摆动导杆机构进行了动力学模拟仿真,得出影响机构稳定性的主要因素,并对摆动导杆机构进行了优化设计。样机喷洒试验结果表明:摆杆喷头的稳定性保证了喷洒的均匀性。     

酿酒葡萄激振机构驱动结构的设计与分析

利用RSSR空间四杆机构动态性能好、能产生理想复杂空间运动轨迹及结构紧凑等优点,针对酿酒葡萄采收,设计了一种基于RSSR空间四杆偏心激振机构的驱动结构,该机构为一对曲柄呈180°、其余杆件对称布置的并联设计。对空间RSSR四杆机构进行了运动分析,获得了输出摆动角位移方程,基于Adams建立了并联RSSR空间四杆机构的运动学模型,并通过仿真分析得到运动的变化规律。RSSR空间四杆机构的参数与设计结果满足振动采收机构的运动要求,为酿酒葡萄收获机的研发奠定了基础。     

基于Matlab的空间四连杆转向装置的设计与分析

为了提高空间四连杆转向机构的设计精度,设计了RSSR空间四连杆转向装置,并建立了该装置的数据模型和设计了Matlab仿真分析程序。通过Matlab仿真分析与优化,计算出了RSSR空间四杆机构的详细结构参数数据。为了验证仿真模型的准确性,进行了无碳小车样车试验,试验结果表明,装配该RSSR空间四连杆机构在非等距绕桩时,实际运行轨迹与理论仿真轨迹吻合度高达98.5%。本研究在Matlab仿真分析对提高RSSR空间四连杆机构运动精度上具有一定的应用价值。     

液压支架四连杆机构设计及运动学分析

液压支架是煤矿井下综采工作面的重要支护设备,液压支架的安全性与可靠性对于保证井下安全生产具有至关重要的作用。本文针对液压支架四连杆机构进行了理论分析及运动学分析。基于液压支架对四连杆机构的设计要求,运用Visual C++6.0为开发软件完成了一套基于Windows系统平台的运动仿真程序。本文工作为液压支架四连杆机构的设计开发及运动学分析提供了理论基础。     

3WP-1350双药液双管路喷雾机喷雾系统设计

喷雾系统是喷杆喷雾机最主要的部分之一,特别是针对棉花落叶催熟剂的喷洒,其设计是实现精准施药的关键。整个喷雾系统以拖拉机带动低压隔膜泵来产生压力,通过管路把药液输送到喷头,实现喷雾作业。基于对双药液双管路喷雾机喷雾系统的设计,为后续喷雾机的研制提供有价值的参考。     

高地隙施药机喷杆自动调平系统设计与试验

因田间地表起伏,高地隙施药机在作业过程中车体极易发生横滚方向的倾斜,同车体刚性连接的喷杆同时倾斜,甚至与作物、地面碰触,影响喷药均匀性和作业安全性.为此基于机电液一体化控制方法,设计了高地隙施药机喷杆自动调平系统.设计电控液压调平机构,使喷杆与车体柔性联接,实现在横滚方向上喷杆与车体的相对转动.采用姿态测量方法实时检测...     

3WPF-500型水旱作物田间管理机的研制

针对缺乏水稻、小麦等作物生长中后期病虫害防治、施肥等作业机具的现状,研制开发一种经济、适用的高地隙自走式田间作物管理机。该机集成高地隙自走式底盘、喷杆喷雾及撒肥系统、机电液控制系统于一体,前后轮距可实现无级调节,采用四轮驱动、四轮转向,转向灵活,满足了水旱田作物施药、撒肥的作业农艺要求。     

高地隙自走式喷杆喷雾机的设计与试验

针对小麦、棉花等农作物田间喷药作业的需求,设计一种高地隙自走式喷杆喷雾机。对整车机架、喷杆升降机构、轮距调节机构、转向机构、喷杆、液压行走系统、喷雾水路系统等关键零部件和系统进行了研究和设计,并制作出样机。通过样机试验验证整机设计方案及功能、性能等,试验测得最大行驶速度为32 km/h、最大爬坡度>20%,最大侧翻稳定角度为18.1°,喷雾量变异系数为6.3%。试验表明,样机的各项功能和操作等满足设计要求。该样机的设计和试验为高地隙自走式喷杆喷雾机的相关研究和设计奠定了基础。     

高构架玉米喷雾机门式喷雾系统

为对玉米植株中下部病虫害进行有效防治,设计了将吊杆喷雾装置与横喷杆相结合的门式喷雾系统。通过理论与试验方法确定了主要结构及性能参数:顶喷头与吊杆喷头分别选用80°和110°扁扇喷头,"Y"形支管与吊杆夹角为20°,吊杆长度为1 200 mm,在竖直方向上对作物植株的喷幅为1 150 mm。试验台试验表明:与常规横喷杆喷雾结构相比,在相同喷雾量下该系统对玉米上层与中层叶片正面单位面积雾滴沉积量提高了12.5%以上;吊杆喷雾装置的设计显著提高了玉米植株中层叶片背面与下层叶片正面及背面的雾滴沉积;吊杆喷雾装置与横喷杆的结合,提高了雾滴在植株不同高度水平层面的沉积均匀性。     

大型自走式喷雾机喷杆研究现状及发展趋势分析

高地隙自走式喷杆喷雾机是田间施药机械的主要机型,而喷杆是实现喷雾稳定作业的关键机构。近年来,为提高高地隙自走式喷雾机喷杆的精准施药水平,喷杆结构不断得到优化,喷杆减振、平衡技术日趋成熟。本文阐述了喷杆的平面、三角形立体和梯形立体等3种桁架结构,分析国内外自走式喷雾机喷杆的主要结构参数以及减振装置和智能控制系统的技术现状,概述了喷杆在减振、平衡和位姿检测方面的主要研究成果。据统计20m以上喷幅的喷雾机仅占比6.79%,10~14.9m喷幅占比73.30%,表明国内以小型喷杆为主,大型喷雾机占比小。分析了国内喷杆存在的主要问题,指出我国喷杆的发展趋势,即优化喷杆结构、加强喷杆系列产品开发、设置多级多点减振机构、提高自平衡控制水平、实现位姿智能监测调整,为我国喷杆进一步的结构优化和性能提升提供了参考。     

电动履带式立式喷杆喷雾机设计与试验

针对我国设施作物生长中后期的植保机械化难题,采用远程遥控技术与液力雾化技术设计一款适用于设施温室大棚行间行走并进行施药作业的电动履带式立式喷杆喷雾机。该机具主要由底盘、行走系统、喷杆高度调节系统、喷杆平衡系统、喷杆安装座、喷雾系统、电动控制系统和遥控系统等组成,其中控制系统可通过遥控手柄对机具前进方向、喷雾系统调整与作业进行遥控控制。开展实验室与田间喷雾试验,对样机进行性能测试。试验结果表明:喷雾机各喷头流量误差率低于10%、不同喷雾高度之间雾滴粒径变异系数低于15%,喷雾性能良好;雾滴粒径符合最佳生物粒径理论对雾滴粒径的要求。同时由田间试验结果可知,不同冠层沉积量分布与雾滴密度分布较好,沉积量均大于0.3μg/cm~2,雾滴密度均大于25个/cm~2,作物叶片正面的沉积分布与雾滴密度分布均匀性优于叶片背面。电动履带式立式喷杆喷雾机性能良好,可满足设施温室吊蔓甜瓜的行间施药作业,达到农机与农艺结合的目标。     

带夹式甘薯裸苗移栽机的设计

根据甘薯苗栽植的农艺要求,设计了一种带夹式甘薯苗移栽机。介绍了移栽机的总体结构,以及主要工作部件送苗装置、插秧四连杆机构、夹苗爪的设计原理。设计了插秧四连杆机构,利用Mat Lab多元优化函数求出四杆机构的各个参数,并在Solid Works motion中进行了轨迹仿真。对甘薯苗进行了压缩实验,根据甘薯苗的力学特性设计了夹苗爪,保证苗爪可以在不伤苗的情况下将苗插入土壤。该研究为甘薯栽植机械创新研发提供了参考。     

多旋翼喷雾无人飞行器的设计和试验研究

为了满足田间植保及科研需求,根据作业所需的一般负载要求,提出了一种针对多旋翼无人植保飞行器设计和验证机器效果的方法,并制作了用于农田喷雾施药作业的多旋翼无人飞行器。该飞行器主结构采用全碳纤维板,连接部分采用硬化铝材,作业机构由压力回流型隔膜泵和高压力雾化喷头组成。通过参数分析验证了设计的可行性,后经过机体飞行稳定性试验、实际田间作业效果试验对方案的可行性进行了实际检验。结果表明:飞行器整体结构稳定,性能可靠,在满载的条件下可持续作业10~15min,作业效率高而人工劳动强度低,符合应用的要求,为此类飞行器的设计提供了一种切实可行的方法。     

喷杆高度在线调控设计与试验研究

随着化学农药成本的上涨及对环境问题的日益关注,要求生产出更加先进的喷雾设备以提高喷雾均匀性。喷杆式喷雾机在田间作业时,为保证施药效果,喷杆与作物冠层之间始终保持近似平行保持距适当距离,以避免喷杆倾斜刮伤作物,因而设计了一套喷杆式喷雾机喷杆高度在线调控系统。该系统采用超声波测距传感器和角度传感器相结合的方法,利用超声波测距传感器实时检测喷杆两端与植株冠层的距离并与系统设定的高度值进行比对来控制油缸的伸缩,角度传感器控制喷杆与水平面的倾斜角。本文给出了喷杆式喷雾机样机的总体结构,介绍了喷杆高度液压调节系统的组成和工作原理,并对喷杆高度在线调控系统的调节性能进行了场地和田间试验。