悬挂式深松机耕整地耕深检测方法研究

耕深作为深松作业质量的重要指标,长期以来无法实现在线评估,目前以人工抽测为主,误差大,效率低。以提高农机深松耕整地作业质量为目标,提出一种基于深松机组姿态估测的耕深检测方法及系统。首先分析了牵引拖拉机以及悬挂式深松机在作业过程中的运动轨迹,建立了拖拉机与深松机作业耕深检测模型。该模型通过检测安装在拖拉机后悬挂杆和悬挂式深松机上的姿态传感器输出角度,实时计算深松机耕深。为验证该检测模型的精度,设计了基于嵌入式ARM内核的耕深检测传感器和深松作业检测系统,该系统集卫星定位系统(GPS)、移动网络传输(GPRS)、数据存储(SD卡)等于一体,能实时采集深松机作业耕深、作业位置、作业速度及航向信息,数据存储在检测系统的终端设备中,并通过移动网络传送至远程数据中心做进一步融合处理,以对深松作业质量进行综合评价。将耕深检测传感器进行静态标定,耕深检测标定误差小于0.88 cm,平均误差小于0.21 cm,均方根误差小于0.66 cm。利用标定后的传感器及深松作业检测系统在田间开展多组试验,试验结果显示该系统耕深检测最大误差为1.18 cm,多组试验数据的平均误差小于0.45 cm,均方根误差小于0.64 cm,表明该系统耕深检测精度和稳定性较高。     

深松机功率消耗影响因素及其关系的试验研究

根据复式作业机具的结构形式和对深松作业的要求,对比凿形铲式和可调翼铲式两种深松器的工作性能,试验研究了深松机功率消耗影响因素之间的关系。通过改变速度、耕深的参数,进行了速度、耕深和是否带翼的三因素三水平的正交试验。结果表明,影响其功率消耗的主次顺序为：耕深→速度→是否带翼。     

仿生减阻深松铲设计与试验

将小家鼠爪趾高效的土壤挖掘性能应用于深松铲减阻结构设计中,设计了铲柄破土刃口为指数函数曲线型减阻深松铲。为了对比耕作阻力,应用仿生减阻深松铲与传统深松铲进行了田间深松耕作试验。结果表明,耕深和前进速度对耕作阻力均有显著影响,且耕作阻力随着耕深和前进速度的增大而增大。在相同试验条件下,仿生减阻深松铲与传统深松铲相比,耕作阻力降低8.5%~39.5%,减阻效果明显。     

基于八角环传感器的弧形深松铲阻力测试

利用八角环传感器测试原理,对弧形深松铲在耕作过程中所受水平、竖直方向的阻力以及扭矩进行测试分析,研究弧形深松铲在不同耕深、耕速条件下所受阻力的变化情况。试验结果表明:八角环传感器测试系统测得的深松阻力与理论计算值基本相符,测量误差较小且在允许范围内。耕深变化对于阻力影响较大,该试验方法具有较好的可靠性和准确性,所测得的结果为弧形深松铲的进一步优化设计提供数据。     

悬挂式深松机耕深监控装置开发与试验

针对深松作业时用户无法有效监控耕地深度的问题,以悬挂式深松机耕深为检测对象,研究了一种基于三点悬挂装置下拉杆与水平方向夹角和车身侧倾角的耕深监控装置。对深松机组悬挂结构进行分析,建立了深松机水平及侧倾作业时耕深计算模型,以下拉杆与水平方向夹角和车身侧倾角的变化间接确定耕深;设计了耕深监控装置,装置内置MPU6050模块可实时得到角度变化并反馈耕深值。为验证装置的性能,进行了田间试验,结果显示,耕深最大误差不超过1.1 cm,表明该悬挂式深松机耕深监控装置精度高、稳定性好,符合设计要求。     

轻简型茶园深松耕作机驱动轮和深松铲优化配置研究

针对家庭型茶园土层板结严重、不宜浅旋耕作、缺乏深松耕作机的现状,对轻简型茶园深松耕作机驱动轮和深松铲进行了优化配置,并进行牵引力试验和茶园耕作试验。试验结果表明,样机适用于家庭型茶园的深松耕作作业;样机交叉配置驱动轮Ⅰ、驱动轮Ⅱ、驱动轮Ⅲ和深松铲1#、深松铲2#均可在耕作深度小于20cm状态下平稳工作,耕作深度和松土宽度均比较稳定;综合耕作深度、松土宽度和耕作速度三个指标来看,配置驱动轮Ⅰ、深松铲2#的样机匹配是最佳的,耕作效果最好,其平均耕深为19.3cm,平均耕宽为53.8cm,平均耕作速度为0.29m/s,这也与样机牵引力试验结果一致,配置驱动轮Ⅰ的样机牵引力最大。     

复合形态深松铲耕作阻力有限元分析与试验

以复合形态深松铲为研究对象,采用ANSYS/LS-DYNA分析了深松铲在土壤耕作过程中耕深与前进速度对深松耕作阻力的影响,并以圆弧形深松铲为比较对象,分析了复合形态深松铲的减阻效果。为了验证有限元分析方法的可行性,对复合形态深松铲和圆弧形深松铲进行了室内土槽的耕作阻力验证试验。研究结果表明,通过有限元法模拟出的深松铲耕作阻力与室内土槽试验所测定的结果具有相同的变化趋势,利用有限元法可以分析深松铲的工作性能。在深松铲前进速度为4～5 km/h范围内,相对于圆弧形深松铲,用有限元法模拟复合形态深松铲的耕作阻力在耕深为300、350和400 mm时,平均减阻分别为44.07%、43.71%和33.83%。     

机械深松增产效果分析

机械深松增产效果分析深松耕法是近年来发展较快的一种新式机械耕法，在互助县已有３年的发展历史。我们在手扶拖拉机牵引的垂直翻转犁上装深松铲，进行深松作业。为了掌握深松技术对农作物生长的影响，我站技术人员对连续两年使用了这项技术的农户和地块进行了调查和测定...     

振动式深松中耕作业机的研制与试验研究

阐述了配合蓄水保土技术研制的振动式深松中耕作业机的结构关系及工作原理,并对不同工况进行了作业性能以及耕作阻力测试与分析的试验研究.试验结果表明,有振动深松作业时随耕作深度的增加,拖拉机行驶速度减小,深松部件的耕作阻力增大;相同耕深条件下,无振动深松作业的耕作阻力大于有振动深松作业的耕作阻力,振动深松降低了机具牵引阻力,节省了燃油消耗,机具的研制为蓄水保墒提供了可行的作业机具.     

基于卡尔曼滤波融合算法的深松耕深检测装置研究

为提高实时检测耕深的准确性,设计了基于超声波传感器和红外传感器以及卡尔曼滤波融合算法的耕深检测装置,采用超声波传感器通过渡越时间法测量耕深,采用红外传感器通过三角测距法测量耕深,通过卡尔曼滤波融合算法滤除两传感器检测数据中的杂波,并进行融合。室内试验表明,在平整地面,红外传感器检测效果优于超声波传感器;在秸秆覆盖地面,超声波传感器检测效果优于红外传感器。经卡尔曼滤波融合后的数据能充分利用两传感器在不同环境中检测的有效数据。在设定耕深为30 cm和40 cm的田间试验中,超声波传感器滤波数据的平均值分别为29.51 cm和38.79 cm,深松深度变异系数分别为2.51%和3.10%;红外传感器滤波数据的平均耕深分别为32.06 cm和41.52 cm,深松深度变异系数分别为2.41%和2.76%;而经卡尔曼滤波融合后的数据平均耕深分别为30.06 cm和39.95 cm,深松深度变异系数分别为1.07%和1.00%,说明采用滤波融合后的检测数据比单个传感器更能准确检测耕深和反映耕深变化趋势。     

大型耕整播种机械节能增效机械化技术模式试验研究

我国是农业大国,新时代应以绿色发展引领农业生产。为此,结合玉米秸秆粉碎还田生产需求,在东北松嫩平原齐齐哈尔富拉尔基黑土区进行了深翻、深松、松旋和旋耕4种耕整播种节能增效机械化技术模式试验研究。结果表明:在活动积温和降水较好的碳酸盐黑钙土生境条件下,深翻耕整播种机械化技术模式土壤和产量性状指标表现最优,但节能性能与深松耕整播种机械化技术模式相比差别显著。深松耕整播种机械化技术模式节能表现最优,土壤和产量性状指标表现与深翻耕整播种机械化技术模式相比差别不显著。综合分析表明,深松耕整播种节能增效机械化技术模式优化匹配方法表现最优。     

深松铲耕作阻力影响因素的离散元法仿真分析

在建立了三维土壤颗粒模型的基础上,应用离散元法研究了耕深及耕速对深松铲耕作阻力的影响。在0.4~0.8 m/s的耕速变化范围内,耕深分别为180、220、260 mm的条件下,进行了仿真,并对接触力场和速度场进行了分析。结果表明,随着耕深及耕速的增加,耕作阻力均会增大,与理论研究相符。本研究可为今后进一步优化深松铲提供依据。     

深松机耕地深度测量监控系统研究

针对深松机在深耕过程中有人为调整降低耕地深度、骗取国家补贴等问题,设计深松机耕深测量监控系统,搭建测量监控系统的硬件平台,开发相关的软件和通信子系统。利用加速度传感器对深松铲入土前后深松架前臂在竖直方向角度进行测量,通过内部模型计算实际耕深,给出耕深的计算模型,并通过工业相机监控深松铲的工作状况,通过3G网络进行耕深数据和监控画面的传输,最后在大田里进行测试。测试结果表明,该监控系统可以实时给出深松机耕地过程中实际耕深,并且能够监控深松机的实时深耕过程,具有很好的实际意义和推广应用价值。     

机械浅翻深松耕作技术的应用现状及发展前景

一、机械浅翻深松耕作技术的概念和特点 1.浅翻深松耕作技术的概念 浅翻深松耕作技术是少耕法的一种,是在我国东北地区试验成功的深松耕法基础上发展而来的旱作农业增产新技术.     

深松深耕 蓄水用墒

我国早在五十年代就引进了深松技术,当时是在五锌犁上加装深松铲,进行浅翻深松,效果很好,但这项技术没有得到推广。近年连云港生产的中型胶轮拖拉机配套的深松铲,效果很好,可深松约30cm,并配有旋耕,很适合垄上作业。1998年扎赉特旗被列入全国旱作机械化试点旗,推广深松耕法又有了新的发展。1推广深松耕法势在必行扎赉特旗年降水量400mm,蒸发量为降水量的4倍,属干旱地区。虽然水资源比较丰富,仅耕地中40cm以上耕层中土壤储水量近1亿m3,但由于水利工程设施和生物工程措施少,水的利用率很低。目前,全旗自流灌水田0．2万公顷,井…     

深松整地作业深度检测系统的设计

针对传统深松作业质量检测方法耗时长、精度低的问题,本研究基于传感器技术设计了一种高精度、低成本的深松整地作业深度检测系统,该检测系统可依据深松机具悬挂系统的结构,结合倾角传感器、超声波传感器和深松机具运动过程中产生的几何位移变化规律测量耕深距离。研究结果表明：深松机悬挂结构在作业过程中的角度及高度变化规律符合实际作业情况,基于姿态解算与卡尔曼滤波推导出的耕深测量计算公式可用于深松作业中的耕深距离测量。     

深松耕法技术应用及原则

深松耕法在莫力达瓦旗重点试验示范到今天已有多年,现已成为本旗农业耕作方面重要耕法之一,但这一耕法的应用技术、理论依据及作用效果还没有探索清楚,有很多深松方法还没有深入研究,有些是刚刚开始试验,有些还停留在设想阶段,亟待示范应用生产,虚实并存的实地部位需要深入研究,尤其是养分问题更需验证探讨。     

中耕深松技术对不同作物土壤含水量的影响-基于1HS-1.2型中耕深松机

通过对1HS-1.2中耕深松机在辽宁省阜新县马蹄营子村的863项目试验田进行中耕深松的试验研究,进一步对玉米花生、谷子等不同农作物进行深松和不深松的土壤含水量对比研究,阐明了中耕深松对玉米﹑谷子和花生土壤含水量的影响,得出中耕深松可以在农业生产中得到推广的结论.     

机械全方位深松与多功能整地对比试验

对机械全方位深松、多功能整地作业试验情况和结果进行了分析,阐述了全方位深松旱蓄涝排的功能,得出4条结论,对耕整地机械化作业的发展具有一定的积极意义。      

机械耕地作业的质量标准

耕地质量可用六个字来衡量,即‘深、齐、平、松、碎、严’。达到这六个字的标准,认为质量好。深—耕深26厘米以上;剂—边角整齐无漏耕;平—地面平整无沟垄;松—土地疏松;碎—碎土良好;严—作物残茬复盖严密。