激光测控自动农田清平机工作部件的研究

激光测控自动农田清平机主要用于农田清理和平整,也可广泛用于公路、铁路和广场建设。清平机的核心工作部件是旋切刀辊,它集切土、汇中和倾抛于一体,所以优化设计旋切刀辊对整个清平机尤为重要。刀辊的功率是清平机最重要的设计参数,包括旋切功率和抛扔功率。针对激光测控自动农田清平机的特种工作部件,运用类比方法计算旋切功率,参照铣刀对灰铸铁的铣削,根据两种物质的强度换算得出工作部件的功率。     

自走式农田清平机测控系统研究

研究自走式农田清平机测控系统硬软件组成、控制方式及在线测控原理。系统采用激光发射器与倾角传感器作为基准信号源,并形成基准平面;激光信号与倾角信号经时间段封闭处理,避免同时调整时相互干扰;测控系统使清平部件实时平行于基准平面,并在该平面内保持水平。     

极值触发型激光清平机清平误差的研究

介绍了前轮调节极值触发型激光清平机的工作原理。基于三维软件Pro/Engineer的实体建模与运动仿真环境,根据清平作业后地面高度实验数据,采用三维软件建立实验地面模型,将清平机底盘的模型放置于实验地面模型之上进行运动学仿真,复现清平机实际运行状态,发现了波浪形实验地面的成型原理。据此,提出了前轮调节极值触发型清平机结构与控制策略的改进方案。实验表明,改进起到了显著的效果。     

基于三点调平的农田激光清平机设计与研究

为了使清平机在作业过程中克服农田高低起伏地面的影响而达到较高的平整精度,设计了基于三点调平的自动调平系统.即通过控制器控制3个永磁同步电机进行转动.由滚珠丝杠传动副将电机转动转化为直线移动,驱动3个调整轮相对机架做上下运动.同时,采用一组激光传感器和一组倾角传感器对清平机机身平台的海拔高度和水平度进行实时检测和反馈.经试验验证,其平整精度较高已达到±10mm/100m2,能够满足精确农业对农田土地平整精度的要求.     

ZM3-Ⅰ基槽清平机的研制

设计了一种用于地基基槽和农田地面平整的ZM3-Ⅰ基槽清平机,介绍了其控制方案、控制原理及工作过程.基于切土和抛送土工作原理,提出了利用刀片的高速旋转产生的惯性对土进行抛送的方式,设计了其主要工作部件;通过对刀片的主要技术参数进行分析,确定了切土刀片的形状及安装方式.整机通过激光和倾角传感器联合作业,对平整度进行监测和控制.经试验验证,其平整精度较高,已达到±10 mm/100 m,能够满足地基施工和农田作业要求,具有一定的应用和推广价值.     

自走式高密度智能辣椒移栽机的研制

针对山东地区辣椒春播秋收为主的一年一作传统种植方式存在的土地利用率低、经济效益差、半自动移栽机作业效率低、劳动强度大等问题,基于农机农艺融合提出了"大蒜(或小麦)+辣椒"新型轮作种植模式及高密度辣椒栽培方式,并设计了适用于该模式的可一次完成开沟、自动送苗、自动取苗、自动栽植及覆土等功能的自走式高密度智能辣椒移栽机。田间试验结果表明:该机可以较好地实现高密度栽植且栽植株距稳定,当设定株距为16cm时,株距变异系数为4.1%,整体栽植合格率为91.4%。机具各项指标符合行业标准要求,可满足实际使用需求。     

大型农田激光测控精平机调平系统的设计与运动分析

针对农田集中连片的建设要求以及高精度土地平整的特点,设计了一种农田激光测控精平机,该精平机采用双弹性扭杆独立调平系统,能够实现刀板两端的独立调整。地表平整精度的决定因素主要包括调平装置的竖直调整量和调整速度,该精平机有效地降低了刀板调整量;同时建立了调平系统的动作数学模型,对其进行了运动速度分析,确定了满足较高平整精度要求下的立缸调整速度。试验结果表明:该精平机能够很好地完成大面积农田高精度土地平整的农艺要求。     

9QZ-3000型自走式青贮机的研制

由新疆机械研究院研制的9QZ-3000型自走式青贮机目前已批量生产,各项性能指标达到了国内先进水平,并获5项发明专利。该机主要用于收获高杆作物,可一次完成青(黄)贮玉米、高粱的收割、切碎及抛送装车等作业。1主要结构及工作原理9QZ-3000型自走式青贮机是一种前置悬挂式一体收获工作台、液压与机械混合式传动的不对行作业型自走式青贮机。该机主要由自走底盘、一体式割台、静液压系统、驾驶室(含室内操纵系统)、电器系统及机具外围防尘系统等构成,见图1。图1青贮机工作原理图1.一体式割台2.割台仿形悬挂装置3.操纵系统4.驾驶台5.驾驶室6.液…     

鱼塘自动投料机的研制

0引言随着农村经济的发展,越来越多的农业生产人员使用现代农业装备来发展生产,减轻劳动强度,提高农产品的质量,增产增收,增加经济效益。鱼塘自动投料机因能减轻工作人员的劳动强度、提高工作效率和经济效益而越来越受到欢迎。本文阐述了鱼塘自动投料的整机结构、设计要点等,并对翻叶式落料控制装置作了重点介绍。1整机结构鱼塘自动投料机由机箱、盛料斗、落料控制装置、抛料装置、电控装置等组成,如图1所示。2工作原理鱼塘自动投料机的工作原理是:根据水产品的种类、不同的生长期和养殖密度,以及水温、气候、时期等不同的水产养殖条件,由电…     

激光平地机液压控制装置的设计与试验

在对目前国内外常用平地机液压控制系统工作特性进行分析的基础上,根据我国常用中等功率拖拉机液压系统的类型、特性及性能参数,设计了结构简单、新颖,安装简捷方便的激光平地机液压控制阀及控制装置。试验结果表明,该液压控制装置具有良好的静、动态特性,且传动效率高、能量损耗低、工作平稳、无静沉降。     

激光控制平地系统研究与设计

激光控制平地技术是世界上最先进的土地精平技术。该系统以激光平面代替人工视觉,作为平地作业的参考基准面,以自动反馈控制技术代替人工操作,控制平地铲的升降,能够实现更高的平地精度。为此,介绍了激光平地系统的基本原理,开发了用于激光控制平地系统的激光发射器、激光接收器和激光控制器。     

1PJ-2500型激光精平机作业精度评价试验研究

基于田间试验数据,从高程标准差、测点高差分布和农田表面三维地形图等3个角度对1PJ-2500型激光精平机的平地作业精度进行分析评价。研究结果表明:在土地平整中,使用1PJ-2500型激光精平机可以获得高精度的土地平整效果,精平之后的平均田块高程标准差降低到1.54cm,田块表面96.77%的测点主要分布在ED<3 cm的区间内,农田表面平整度和测点高程分布均有大幅改善。     

激光精细平地对畦田灌水质量的影响及节水效果分析

在田间试验基础上,利用WinSRFR3.1模型模拟方法,开展了激光精细平地技术对内蒙古河套灌区畦田秋浇灌水质量影响和节水效果研究。结果表明,实施激光精细平地后,土地平整度达1.85cm,绝对改善程度为2.28cm,相对改善程度为55.2%,土地平整状况可得到大幅度改善。激光精细平地技术可使河套灌区秋浇灌水效率提高9.4%,灌水均匀度提高8.1%,深层渗漏减少17mm,节约水量9.7%,灌水质量提高明显,节水效果显著。     

基于QBP-PID的履带式作业机全向调平控制研究

针对丘陵山区农业机械作业时的机身倾角变化大、工作品质和作业安全性差等问题,以履带式作业机为研究对象,设计了一种基于“3层车架”的液压全向调平系统,并提出了复合Q学习-BP神经网络-PID(QBP-PID)的全向调平控制策略。首先,给出了全向调平整机结构方案和工作原理,在此基础上,建立了包含全向调平系统的履带式作业机整机动力学模型。然后,针对PID控制参数难以整定的问题,通过BP神经网络对PID控制参数进行实时更新,并引入Q学习算法对神经网络连接权值进行在线更新,建立了全向调平复合QBP-PID控制器。仿真结果表明,QBP-PID控制下,20°横向调平时间为2.8 s, 25°纵向调平时间为3.2 s,相较于PID与BP-PID控制,减小了调平时间,并且未出现超调量。最后,进行横坡路面和纵坡路面的整机试验,与仿真结果相比,横向和纵向调平时间误差为0.6 s和0.4 s,且平地路面机身倾角小于1.5°,满足丘陵山区农业机械调平性能需求。     

悬挂式多轮支撑旱地激光平地机设计与试验

针对牵引式旱地激光平地机转弯半径大、两轮支撑易出现压实轮辙、小田块精准平地适应性差等问题,设计了一种悬挂式多轮支撑旱地激光平地机,该机通过拖拉机三点悬挂机构浮动功能与多轮支撑相结合,实现激光控制平地作业。建立了平地铲浮动调节数学模型,确定了平地机结构参数与工作参数,分析了支撑轮对土壤的压实,设计了由两组刚性轮组成的支撑轮结构,减小了支撑轮对松软土壤的压实轮辙。田间试验结果表明,悬挂式多轮支撑旱地激光平地机作业性能稳定,田面最大高程差从平整前20. 8 cm降至平整后7. 3 cm,相对高程标准偏差Sd从平整前4. 48 cm下降到平整后1. 72 cm,平整后绝对差值小于3 cm的采样测量点累计百分比91. 94%,显著改善了田面平整情况,满足田块精准平地要求。平地前后网格点土壤紧实度分析结果表明,悬挂式多轮支撑旱地激光平地机的多支撑轮对试验田块0～17. 5 cm深度范围的土壤紧实度具有一定的压实影响,深度达17. 5 cm及以上时,土壤紧实度基本稳定,整田表层土壤压实均匀。松软土壤经过均匀压实后,减小了土壤后期的沉降,保证了田面平整度。通过作图法对比分析了悬挂式平地机与牵引式平地机在田角处不能平整的面积比例,平整100 m×100 m、36. 5 m×36. 5 m、25. 8 m×25. 8 m田块时,牵引式平地机不能平整面积占比分别为0. 78%、5. 8%和19. 4%,而悬挂式平地机不能平整面积占比小,分别为0. 09%、0. 68%和2. 25%,表明悬挂式平地机小田块平地作业更具优势。     

基于GNSS的农田平整自动导航路径规划方法

为了提高农田平整作业工作效率,分析了基于全球导航卫星系统（Global navigation satellite system,GNSS）的农田平整自动导航解决方案的可行性,改进了系统硬件设计,提出了一种基于GNSS的农田平整自动导航路径规划方法。该方法将全局路径规划和局部实时路径规划相结合,以铲车空载或满载时间最短为最优评价基准,融合K 均值与密度均值,聚类农田栅格;根据设计的铲车挖高填低方法和局部搜索策略得到平地路径全局规划,在实际作业中根据拉力传感器反映的实时载荷进行局部调整和规划。通过仿真试验和农田路径规划平地对比试验分析表明,最大高度差从22.8cm降到2.7cm,平整度从12.6cm降到1.5cm,高差分布列从81%上升到97%,平整效果能满足精细灌溉需求。该方法能够较好地实现路径规划,实现拖拉机高效平地作业,其中铲车的满载和空载率较其他方法小,满载和空载率总和在20%左右,增加了有效工作时间,降低了人工劳作强度,提高了平地效率。