马铃薯收获机挖掘铲牵引阻力分析与测试

针对马铃薯收获机工作过程中牵引阻力和功率消耗大的问题,以挖掘铲为研究对象,对正切时的牵引力模型进行了修正,建立了同时适用于正切和滑切的牵引力模型。基于MatLab的单因素分析得出滑切角、铲面倾角和机具工作速度与挖掘铲牵引力成非线性关系;挖掘铲牵引力与滑切角为负相关,与铲面倾角和机具工作速度为正相关。在收获条件允许的范围内,增大滑切角、减小铲面倾角和机具工作速度,能有效降低挖掘铲牵引力。通过田间试验验证了MatLab分析结论,表明所建立的挖掘铲牵引力模型是合理可行的,为分析研究马铃薯收获机挖掘阻力提供了参考依据。     

马铃薯挖掘铲工作阻力计算与分析

以马铃薯挖掘铲为研究对象,构建了挖掘铲工作阻力的力学模型,归纳总结了影响工作阻力大小的相关参数。采用C#语言开发了一款专用的工作阻力计算工具模块,并以铲面宽度、挖掘深度和铲面倾角为变量,对比分析了各参数变化对工作阻力大小的影响,为挖掘铲结构进一步优化设计提供了参考依据。     

振动式马铃薯挖掘装置关键部件设计

当前马铃薯收获机的主要挖掘方式为采用固定式挖掘铲实现一维强行破土切削,其普遍存在切削挖掘阻力大、能耗高、铲尖磨损严重等问题,故设计一种振动式马铃薯挖掘装置,采用四杆机构实现水平方向的振动,采用偏心轮机构实现竖直方向的振动。工作时,由拖拉机后输出轴提供动力,经变速箱实现变速和换向后传递给输出轴,输出轴通过链传动带动安装有链轮的主轴旋转,主轴端部安装有偏心轮,通过偏心轮机构的旋转实现竖直方向的振动,另一方面偏心轮通过连杆与四杆机构相连,四杆机构以机架的四个铰接点为转动中心,实现竖直方向的振动挖掘。通过田间试验,验证装置工作性能的稳定性以及可行性,试验结果表明:该机明薯率≥95%,挖净率≥98%,破皮率<3%,能够满足马铃薯的收获要求,可为后续马铃薯收获机械的设计提供一些理论依据。     

马铃薯振动挖掘装置的性能试验研究

针对马铃薯收获过程中普遍存在的挖掘切削阻力大、耗能高等问题,设计了一种五杆双作用振动挖掘装置,以输送速度、入土角、振幅及振动频率为试验因素,以机组功耗为评价指标,采用功耗测试系统对其进行了试验,并利用Design-Expert 8.6.0软件对试验数据进行了处理。结果显示:影响因素对功耗的影响次序为牵引速度入土角振幅振动频率;以低功耗为优化目标,对建立的数学模型进行优化,获取了功耗最小组合方案,即牵引速度为0.53m/s、振幅为12.63mm、入土角为10.14°、振动频率为11.73Hz时,功耗为12.22kW。对该组合进行田间验证,结果表明:实际功耗为12.536kW,实际值与理论值之间的误差为2.6%,符合设计要求。该研究成果可为马铃薯收获过程降低功耗、减少阻力等研究提供参考。     

马铃薯收获机挖掘铲工作阻力影响因素分析与研究

针对土壤容积密度、铲面宽度、挖掘深度、铲面倾角和机具工作速度5个影响马铃薯收获机牵引阻力的因素,分别采用正交计算法和基于Mat Lab的单因素分析法进行研究,得出了5个因素与工作阻力均为正向关系的结论。其中,土壤容积密度和铲面宽度与挖掘铲工作阻力成近似的线性关系,其余3个因素成非线性关系。铲面宽度、挖掘深度、铲面倾角、土壤容积密度和机具工作速度对挖掘铲工作阻力的影响程度依次降低。研究结果为如何减小马铃薯收获机挖掘阻力提供了参考依据。     

马铃薯收获机挖掘装置智能设计系统与评价方法研究

针对马铃薯收获机挖掘装置设计效率低、设计知识难以高效获取和运用的问题,构建了马铃薯收获机挖掘装置智能设计系统.在收集整理挖掘铲设计规则的基础上,以产生式、框架式和混合式的知识表示方法表达挖掘装置的设计知识并进行存储,建立智能设计系统知识库;利用Visual Studio软件搭建知识管理系统,对规则类和实例类知识进行管理...     

犁耕阻力测试系统的研究

为便于在野外对犁耕阻力进行测试研究，研制了便携式犁耕阻力测量仪。对该测量系统的机械结构、硬件电路、测量仪和上位计算机的软件进行了系统介绍。使用该测试系统可以存储64组测试数据，每组有250个数据点，最大采样频率可以达到40Hz以上。通过计算机的RS232串行通讯，可以直接将测试仪的数据读入计算机。该测试系统已得到实际的应用，效果比较理想。     

滑动耕作部件作业阻力测试装置设计与试验

针对农业机械滑动耕作部件(如深松铲、起垄铲等)田间作业时阻力采集困难和相关阻力测试装置结构复杂、维护使用成本高、缺乏过载保护等问题,设计了一种滑动式耕作部件作业阻力测试装置(TRTD)。TRTD包括部件安装库、扭转弹簧、旋转主轴、定位盘和编码器等,并以双翼型深松铲为例,建立了包含修正系数k与扭簧转角θ、耕深H、耕速v、土壤容积密度ρ、深松铲结构参数等换算关系的耕作阻力测试方法,与传统三点式作业阻力测试系统(TTD)在6组耕作条件下进行了土槽对比试验。试验通过F检验和T检验(α=0.05)得出2种测试装置测量值总体方差相同和均值一致。精度分析结果表明TRTD相比于TTD的最大相对误差为1.34%,波动性分析结果表明TRTD与TTD的波动幅值比较接近,两者最大相对偏差都不超过5%。TRTD满足阻力测试装置的精度和稳定性要求,能保证作业阻力采集的同时,具有过载保护功能。     

花生收获机械土壤阻力测试装置试验与设计

为便于对花生收获机械作业过程中所受的土壤阻力进行测试与研究,研制了由机械部分、传感器和信息采集与处理3部分组成的花生收获机械土壤阻力测试装置。测试装置由拖拉机牵引可快速连续测试土壤阻力,并能实时显示、即时存储。系统标定和实验室试验表明:系统运行稳定,平均测试精度达93.07%;在田间进行两因素三水平验证试验,测试装置运行平稳,准确地反映了所受土壤阻力情况。     

土壤比贯入阻力测试装置研究—基于Android手机WIFI控制

土壤比贯入阻力是反映耕地土壤板结程度的一项重要指标。现有测量装置多采用人工手动加载测量的方式,无法依据测量标准保持恒速,准确度、自动化程度及测量效率低,且劳动强度大。为此,应用传感器技术、机械电子技术、无线通信技术,以及智能终端设备设计研制了一种基于Android手机WIFI控制的电动式土壤比贯入阻力测量装置。该装置以单片机传感器为核心,采用电机驱动实现圆锥测头按ASAE S313.3 FEB04标准以3 0.4 8 mm/s恒速贯入土壤,测量数据实时显示并存储于TF卡中;初步设计实现了使用Android手机,通过WIFI通讯与测量装置建立连接、操控测量装置,接收、存储测量数据,并绘制曲线。测试结果表明:该装置结构简单、测量精度高、操作简单、自动化程度高,应用前景广阔。     

大葱收获机挖掘阻力的理论与试验研究

大葱收获机挖掘阻力的研究对大葱收获机设计具有十分重要的作用,目前还未见有大葱收获机挖掘阻力的报道。为此,针对大葱收获机挖掘阻力难以测试的问题,采用理论建模和自主创新的嵌入式测试技术进行了研究。通过对大葱挖掘铲的受力分析及对挖掘土壤的动力学分析,研究了土壤附着力对挖掘过程的影响并建立了挖掘阻力数学模型。为克服传统根茎类作物挖掘力测试系统存在测试构件多、力传递误差大等不足,创新设计了嵌入式连续土壤阻力测试系统。同时,进行了不同挖掘速度和挖掘深度下的挖掘阻力测试试验,并将挖掘阻力理论结果与试验结果进行比较,二者趋于一致,表明对挖掘阻力的研究是正确的。最后,基于大量测试数据,建立了挖掘深度、挖掘速度与挖掘阻力之间的关系图。研究表明:阻力随着挖掘深度和挖掘速度的增加而逐渐增大,挖掘深度对挖掘阻力的影响比挖掘速度对挖掘阻力的影响大得多。因此,在保证将大葱从土壤中顺利挖掘出来的前提下,尽量减小挖掘入土深度,同时兼顾收获效率和大葱损伤率及损失率等因素,尽量提高挖掘速度,以保证大葱收获机的挖掘效率。     

五杆双作用马铃薯振动挖掘装置的设计与仿真

针对马铃薯收获过程中普遍存在的挖掘切削阻力大、耗能高等问题,设计了一种五杆双作用振动挖掘装置,分析了挖掘铲的轨迹及运动特性,并利用SolideWorks、ADAMS等对机构进行了三维建模和运动学仿真。结果显示:在只添加振动驱动力的情况下,五杆双作用振动挖掘铲在水平和垂直方向上分别以20mm和8mm为振幅做简谐运动,仿真结果和理论分析结果一致。模拟田间实际运行轨迹结果显示:振动挖掘铲在随机架前行的同时,以固定的振幅做往复运动,运行轨迹为倾斜的正弦曲线。试验结果表明:该装置工作性能可靠,设计符合要求,可为马铃薯收获过程降低功耗、减少阻力等研究提供参考。     

S型链式马铃薯收获机挖掘装置的设计及有限元分析

针对我国马铃薯在主粮化的政策下迅速发展而机械化收获水平阻碍其发展的问题,研制了S型链式马铃薯收获机。在研究国内外马铃薯收获技术及装备的基础上,重点对该机器的挖掘装置进行设计。采用固定式挖掘铲装置,针对我国小地块种植马铃薯的国情,确定了固定式挖掘装置的结构形式:铲体宽度为1430mm,铲面倾角范围为33.6°～39.5°,铲体长度为320mm,铲刃夹角为150°;同时,对铲座支撑进行设计,各部件采用65Mn钢材质,钢板厚度为10mm。利用ANSYS对挖掘装置进行有限元分析,确保挖掘装置结构稳定。对整机进行田间试验,结果表明:明薯率98.5%,伤薯率1.2%,破皮率1.6%,生产率0.33hm~2/h,相对于其他挖掘装置伤薯率明显降低,明薯效果也相对改善。     

马铃薯挖掘收获机推广应用分析

马铃薯是惠州市冬种特色优势产业,产量高、效益好,可在秋收后大面积冬种,实现稻薯轮作,并在冬种时将稻草覆盖直接回田达到增加土壤有机质效果。在马铃薯的整个生产过程中,种植生产机械——整地起垄作业与植保、排灌环节机械化程度较高,但收获作业仍处于畜翻人挖,劳力集中、强度大,收获效率低,结薯层较深的马铃薯漏收现象普     

马铃薯挖掘铲仿生减阻技术研究概况

本文介绍了仿生技术在农业机械触土部件设计中的应用现状,在此基础上,重点分析了仿生技术在马铃薯挖掘铲设计中的应用概况,并对马铃薯仿生减阻挖掘技术内容进行了概述,通过上述分析,对我国甘薯、木薯等薯类收获机挖掘铲的设计提供参考。      

土壤阻力连续测试系统农田试验研究

土壤阻力连续测试系统可连续获取农田压实的土壤阻力信息。为研究土壤阻力连续测试系统测试土壤阻力指数(TRI)的适用性,安排了小区对比、大田对比和工作速度影响3个试验,进行了土壤阻力指数TRI值与土壤圆锥指数CI值对比分析。试验结果表明:在表征农田土壤压实程度上,TRI值与CI值具有一致性,即利用土壤阻力连续测量系统测取的TRI数据可以反应农田土壤的压实程度;土壤阻力连续测量系统采样连续、数据信息量大和采样效率高,适合于大面积农田土壤信息快速采集,有利于变耕深耕作技术的开展;在保证系统高效、安全和测试数据稳定的前提下,试验结果显示测试系统较理想的工作速度是1.0m/s。     

振动式土壤切削挖掘阻力试验台设计

为探究低频振动挖掘铲在不同牵引速度、振动频率、振动轨迹等因素下对土壤切削挖掘阻力的影响,设计了振动式挖掘铲土壤切削阻力试验台.试验台主要由多连杆振动机构、挖掘装置、试验测试系统及行走装置等组成,通过对试验台的多连杆机构进行设计分析,可满足试验时挖掘铲振动轨迹、振幅等因素可调的要求;设计了试验测试系统,可完成对切削挖掘阻...     

水轮泵分离测试装置测试精度的研究

提出了提高水轮泵分离测试装置测试精度的主要技术措施，并给出了测量结果。     

基于Solidworks的各型马铃薯挖掘铲应力研究

针对传统马铃薯收获机挖掘铲试验研究花费大、周期长的问题,采用Solidworks三维设计软件的有限元分析功能,通过对工作过程进行理想化假设后,根据其安装位置和材料建立铲片有限元模型,载荷为土壤加载到铲面的力,分别计算各种型式挖掘铲的应力分布状况,通过计算结果对比,得出适合于目前马铃薯收获机挖掘铲较好的结构型式,为今后挖掘铲的设计提供理论依据。      

马铃薯仿生挖掘铲片及其减阻特性研究

设计了一种马铃薯仿生挖掘铲片,研究其在土壤运动过程中的减阻性能。运用仿生手段对蝼蛄前爪第一趾进行仿生信息的提取,设计了一种马铃薯仿生挖掘铲片,利用EDEM对挖掘铲片进行挖掘土壤过程仿真。在EDEM仿真过程中,根据铲片对土壤的扰动情况分析可知:仿生挖掘铲片对土壤应力较分散,铲面具有碎土能力,挖掘方向所受平均阻力为118.212N;普通挖掘铲片对土壤应力较集中,铲面不具有碎土能力,挖掘方向所受平均阻力值为159.508N;仿生挖掘铲片较普通挖掘铲片所受平均阻力减小近35%,仿生挖掘铲更具优良的挖掘性能。