玉米果穗收获机虚拟收获设计与仿真试验

针对玉米收获装备在研发设计过程中存在研发周期长、成本高、易受环境因素影响且需要进行大量田间试验等缺陷,开展基于Unity3D的玉米果穗收获机虚拟仿真设计与收获试验。首先,完成玉米果穗收获机虚拟仿真系统的总体设计、虚拟仿真系统关键模块的设计以及玉米果穗收获机和植株的物理组件的设计。其次,以漏果率为响应指标,以玉米收获机行进速度、割台高度和玉米种植密度为响应因素进行虚拟的单因素试验和正交试验,得到影响玉米收获机漏果率的最优参数组合。当收获机行进速度为2.986 m/s,玉米种植密度为6.7棵/m²,割台高度为0.42 m,漏果率最低为2.17%。最后,利用最优参数开展田间验证试验。结果表明：玉米收获机漏果率均值为2.36%,与优化结果基本一致,满足玉米果穗收获机的收获要求。     

小型甘蔗联合收获机虚拟样机的仿真

采用计算机可视化虚拟设计方法，对小型甘蔗联合收获机虚拟样机的关键部件进行了装配仿真和运动仿真研究。阐明了基于I－DEAS软件虚拟样机仿真的设计思路及其关键技术，求解出各运动部件的运动参数进行了动态干涉检查，得到最适合实际情况的设计参数。该方法可降低设计成本，缩短产品开发周期。     

4CZ-1型履带自走式大葱联合收获机的研制

目前,现有自走式大葱收获机由于缺乏有效的减阻方案,功率消耗较大,挖掘深度不足,难以满足章丘大葱收获的需要;清土和大葱输送技术不成熟,造成大葱的损伤率和含杂偏高,收获质量较差;收获流程设计不合理,联合收获程度有待提高。针对以上问题,设计了一种4CZ-1型履带自走式大葱联合收获机,可以一次性完成单行大葱的限深松土、振动挖掘、土垡破碎、三级柔性夹持输送及平台收集等作业过程。该机可有效减小挖掘行进阻力,实现对包裹土壤的有效松动,降低损伤率和含杂率,有效提高大葱收获作业质量。为此,重点阐述了机具的工作原理和主要零部件设计,利用三维软件对整机进行了数字化建模,完成了样机的制作,并进行了田间试验。结果表明:该机工作稳定,适应性强,收获效果较好,大葱损伤率3.6%,损失率1.8%,含杂率3.2%,作业效率0.053 hm²/h,均满足设计要求。     

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。     

双行自走式大葱收获机的设计研究

针对当前我国大葱收获作业环节用工量大、大葱收获机械尚不成熟等问题,研制了一种双行自走式大葱收获机,以减少作业环节、提高劳动效率。该机一次收获两行,集挖掘抖土、双行汇集、夹持输送和收集等功能为一体,主要由传动系统、挖掘抖土装置、双行汇集装置、夹持输送装置及二次去土装置和收集装置等组成。挖掘抖土装置分为挖掘和抖土两部分,挖掘部分能够深入大葱根部将大葱提起,抖土部分可以在提起大葱的同时进行抖土;夹持输送装置采用柔性橡胶材料,保证了夹持过程中不对大葱造成损伤。田间试验标明:该机作业顺畅、性能稳定,匹配动力42k W发动机,大葱损伤率小于2.4%,总损失率小于4.2%。     

基于虚拟样机技术的联合收获机切割机构的仿真

对联合收获机的割刀进行了运动分析,在理论分析的基础上利用ADAMS软件建立了联合收获机切割机构的模型,对割刀的运动进行了仿真.仿真分析表明,割刀的位移、速度和加速度均为简谐运动,在行程的中点,割刀的速度最大,加速度最小,割刀的速度与位移之间呈椭圆曲线变化,加速度与位移之间是线性关系.仿真结果与理论分析相一致,符合设计要求,同时也为确定合理的割刀运动参数打下了基础.     

基于视景仿真的联合收获机虚拟试验技术

在对轮式联合收获机作业过程中所受驱动力、行驶阻力以及作业阻力理论分析的基础上,建立轮胎模型、路面模型以及作业过程受力模型,并进行数值仿真,获得整机运动姿态曲线。基于视景仿真驱动平台,建立包括农田、道路、树木、草地等地表环境的逼真虚拟场景,并导入合理简化后的联合收获机整机视景仿真模型,利用Vega API编程接口实现整机在虚拟场景中的运动姿态交互控制,使视景仿真结果更符合实际,为研究联合收获机交互式集成虚拟试验平台打下基础。     

联合收获机导航数据采集系统设计

基于联合收获机导航数据的多样性,设计了一种双串口结合CAN总线的分布式控制网络,采用多线程编程技术解决实时性和多任务的处理要求,设计了软件平台工作流程,制定了有效可靠的CAN总线通信协议。系统主要采集车辆的GPS定位信息、车辆姿态信息、车辆行驶速度以及前轮的转角。试验表明,系统工作正常,通信可靠,能够实现导航数据的实时采集。     

联合收获机喂入量监测系统设计与试验

为了能够实时、准确地获取联合收获机作业过程中的喂入量信息,设计了基于割台传动轴扭矩的喂入量监测系统,并建立了喂入量预测模型。该监测系统主要由信息感知模块、车载终端和移动终端构成。信息感知模块包括扭矩传感器、霍尔传感器和GPS模块等;车载终端将采集信息本地显示并打包上传;移动终端实现了对联合收获机作业参数的远程监测。在建立喂入量预测一元线性回归模型基础上,对扭矩信号进行了双阈值滤波和低通滤波。田间试验结果表明,该系统运行稳定,通信良好,一元线性回归模型预测决定系数为0. 755。滤波方法能够有效地滤除噪声,滤波后预测决定系数提高至0. 852,能够在一定程度上满足联合收获机喂入量监测的实际需要。     

浅论苎麻联合收获机的研究与开发

研究开发苎麻联合收获机是生产文明进步和破解制约苎麻产业发展主要瓶颈的需要,苎麻的机械物理特性能适应机械化作业、联合收获机能满足剥刮原麻的要求,联合收获机效益显著能促进苎麻产业的发展。要优化资源配置,整合科技力量,整合科研经费加速研究开发,尽快推广应用。     

浅谈联合收割机驾驶员培训

通过分析安徽省肥西县联合收割机驾驶员培训的现状与存在的不足,旨在探索联合收割机驾驶员培训的有效途径,促进农机化事业健康发展。     

联合收割机割台总成的虚拟装配

研究了基于虚拟现实技术的联合收割机割台总成的虚拟装配.根据产品的装配结构模型,生成了联合收割机割台总成的装配结构树;采用UG建立了割台总成零部件的三维数字模型,导入到数字制造仿真软件,建立了总成各零部件的约束及装配关系,对割台总成进行了虚拟装配.     

联合收获机视觉导航控制系统设计与试验

设计了联合收获机机器视觉导航控制硬件系统,提出了基于直方图的导航路径融合算法,在简化的二轮车运动学模型的基础上,设计了模糊PD控制器.麦田试验结果表明:旋转投影算法配合直方图融合算法能够有效地检测收获与未收获边界线,提高了控制系统的准确性与抗干扰性;在正常小麦收获速度挡位下,割幅变化范围在0.18m以内,在有外界扰动下(人为方向盘扰动),能在2～5s内回到正常的跟踪误差范围内.     

基于虚拟仪器技术的联合收获机出厂质量终检系统

提出了基于虚拟仪器技术的联合收获机出厂质量自动检测系统;参照联合收获机质量检测和评价标准,通过对大中型联合收获机故障类型和故障率的综合分析,提出并确定了联合收获机出厂质量终检参数,并针对不同参数类型研究了快速检测方案;最后,以联合收获机制动性能为例,将反力滚筒式制动试验台引入检测线中,结合LabWindows/CVI软件开发平台和多通道自主结合式数据采集器,对联合收获机出厂质量终检系统进行了准确性、可靠性及安全性验证.     

强化对联合收割机驾驶技能的培训

本文结合联合收割机培训实践，从培训准备、组织实施等几个方面，就如何规范做好联合收割机驾驶技能培训工作进行了探讨。     

稻田绿肥紫云英种子联合收获机设计与试验

为解决现有稻田绿肥紫云英种子收获时存在的割台适用性差、脱粒分离能力弱以及清选除杂能力不强等问题,设计了稻田绿肥紫云英种子联合收获机。对防落荚柔性扶禾割台、纵向杆齿式脱粒装置、风筛式分层控杂清选装置等关键部件进行了参数设计,设计了紫云英机收专用扶禾器和割刀组件;确定纵向杆齿式脱粒装置结构参数（喂入段、脱粒段、排草段长度）,对脱粒元件结构参数、数量及周向分布进行了计算;利用ICEM-CFD网格划分软件和Fluent流体动力学分析软件等对三风道清选装置离心风机转速1080r/min、叶轮直径385mm工作参数下的内部气流场开展数值模拟,并进行试验验证。以降低紫云英籽粒机收损失率、破碎率、含杂率为目标,选择对收获质量影响较大的机具前进速度、脱粒滚筒转速、清选风机转速、鱼鳞筛开度共4个因素,利用Box-Behnken中心组合试验方法,进行四因素三水平响应面试验,使用Design-Expert对试验结果进行响应面分析,通过多目标参数优化,确定最佳工作参数组合为：机具前进速度3km/h,脱粒滚筒转速550r/min,清选风机转速990r/min,鱼鳞筛开度35mm。在此参数条件下进行了田间试验,实测紫云英籽粒损失率为2.35%,破损率为0.22%,含杂率为0.51%,均满足相关标准技术要求。     

履带式全喂入稻麦联合收获机工作装置设计

针对当前履带式全喂入联合收获机存在的问题,设计了双动刀往复式切割器、叠加式切割器驱动机构、同轴差速轴流式脱粒滚筒、圆锥型离心式清选风扇和板齿式杂余复脱装置等工作部件。试验表明,改进的工作部件能明显提高切割效率,有效解决了损失率、破碎率和含杂率3项主要性能指标之间的矛盾,使3项指标同时下降至较理想状态。