4Q-85KW整杆式甘蔗联合收割机的设计与研发

随着人口结构老龄化趋势的日益加剧以及农村人口向城市的大量转移,农业用工难问题日益凸显,农业生产成本大大增加。为此,广西建工集团建筑机械制造有限责任公司最新研制了一款整杆式甘蔗联合收割机4Q-85KW,采用四轮行走,可进行整杆式收割、断尾、剥叶及收集,大大降低了甘蔗收获的劳动强度,提高了甘蔗机械化收割效率。该收割机通过偏心扶直装置对倒伏的甘蔗进行扶直,然后采用无间隙切割刀片对甘蔗根部进行切断,同时胶圈弹力装置进行断尾处理,此后,甘蔗进入立式剥叶系统和收集系统。该收割机在甘蔗收割过程之中能很好地保护宿根,降低破头率,而且不会产生甘蔗堵塞问题,大大提高了收割效率。     

砍蔗刀盘切割深度对宿根破头率影响的研究

甘蔗的宿根破头率对第2年甘蔗发芽率有很大的影响。为此,基于课题组研发的全自主知识产权甘蔗收割机,研究砍蔗刀盘的切割深度对宿根破头率的影响。田间试验表明:砍蔗刀盘的切割深度对宿根破头率有显著影响;随着刀盘切割深度的增加,甘蔗的宿根破头率反而减少;相比不入土切割,砍蔗刀盘入土切割的甘蔗宿根破头率降低60%。     

甘蔗联合收割机关键部件运行参数决策支持系统

为解决甘蔗机械化收割时存在破头率和含杂率高等问题,提出一种基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的甘蔗收割质量预测模型。分别利用粒子群算法(PSO)和遗传算法(GA)对LSSVM模型进行优化,采用平均绝对误差(MAE)和均方误差(MSE)作为评价指标对其进行选优,结果发现采用PSO-LSSVM模型对甘蔗破头率进行预测时,MAE值为0.168 75,MSE值为0.027 55;对甘蔗含杂率进行预测时,MAE值为0.107 5,MSE值为0.024 43,相比于其他模型预测效果更好。在LabVIEW软件中选择PSO-LSSVM预测模型为系统提供算法支持,结合MySQL数据管理软件开发甘蔗联合收割机关键部件运行参数决策支持系统,并进行田间机收试验。结果表明：该系统可以实现甘蔗收割质量影响因素分析、甘蔗收割质量预测、甘蔗关键部件运行参数决策支持等功能。采纳系统决策建议后,甘蔗宿根的破头率从9.02%下降到5.76%,含杂率从8.74%下降到4.94%,甘蔗收割质量提升,为提高甘蔗机械化收割质量提供一种可行方案。     

甘蔗收获机改进样机切割系统砍蔗试验研究

针对原甘蔗收割机物理样机切割系统存在的问题,通过理论研究、仿真分析,对切割系统进行优化设计,研制新型甘蔗收割机样机,并改进了切割系统。同时,对样机的切割系统进行试验研究,通过改进样机与原样机的试验对比分析,结果显示新型甘蔗收割机切割系统的刚性明显提高,破头率低于10%,有效提高了切割系统的切割质量。     

基于机器视觉的甘蔗切割高度检测与试验

为实现甘蔗收割机切割高度自动调节与控制,保证收割机实现入土切割,进而减少甘蔗收割时的割茬损失以及降低宿根破头率,提高来年宿根的萌芽率。采用RGB颜色空间的色差分量与Otsu算法对甘蔗图像进行分割;利用数学形态学方法消除分割后的噪声;再利用切割点对应于图像中相等的纵坐标值数量最多的位置,以及利用当前被切割甘蔗质心的横坐标最大或最小的特点将未被切割的甘蔗宿根区域剔除的方法,对单根和多根甘蔗(交叉与不交叉)进行特征点的提取;采用极线约束及唯一性约束来完成切割高度特征点的匹配,利用双目视觉测量技术进行三维重建确定特征点的空间坐标,进而确定高度。试验结果说明,该方法对桂糖43号(黄绿色)、台糖22号(紫红色)两个品种的平均检测绝对误差分别为2.1mm、1.9mm,能够满足精度要求;该方法有效、可行,可为甘蔗收割机的自动化、智能化提供参考。     

甘蔗收获机动态特性对宿根破头率影响的试验

针对甘蔗机械收割其宿根破头率高的问题,对两种不同结构的甘蔗收获机进行了田间试验和动态测试试验研究。试验结果表明:简支梁结构的样机2其甘蔗宿根破头率仅为外伸梁结构的样机1的56%;样机2的结构动刚度优于样机1;样机2刀尖及车架的轴向振动小于样机1;两台样机甘蔗宿根破头率的显著差异源自于其动刚度不同而导致的轴向振动的不同。甘蔗收获机的设计应考虑采取积极措施抑制刀盘的轴向振动。     

甘蔗机械化收获技术现状分析

现阶段我国甘蔗收割仍以传统的人工收割和不全面的小型化机械收割方式为主,机械化收割水平较低.为研发能够适应要求的收割机,从甘蔗机械化收割现状和特点出发,对甘蔗机械化收割机技术现状进行综合分析,重点阐述甘蔗收割机扶蔗装置、物流通道和剥叶装置技术的研究现状和发展动态,并归纳制约我国甘蔗实现全面机械化收割所存在的问题及解决措施...     

提高整杆式小型甘蔗收割机喂入能力的试验研究

当前我国整杆式甘蔗收割机收获时存在的主要问题是堵塞严重、含杂率高、切割质量差、生产效率低等。通过理论分析表明机收时甘蔗的重叠量与甘蔗喂入速度、甘蔗种植密度和甘蔗植株高度有直接关系,提高甘蔗的喂入速度可以减小甘蔗的重叠量,减少甘蔗收割机出现堵塞的概率。为提高切断后甘蔗的喂入速度,该文对自制的整杆式甘蔗收割机的切割及喂入系统等进行了改进并进行了田间试验。田间试验表明,改进后样机工作时甘蔗宿根破头率由原来的8.7%降低为4.7%,蔗茎头部的完好率由原来的50.0%提高到了61.4%,含杂率由4.1%降低为2.9%,生产效率由原来5.5t/h提高到9.8t/h。     

甘蔗收获机切割系统执行机构对刚性的影响

刀盘的振动对甘蔗破头率具有影响作用。甘蔗收获机切割系统刚性低,砍蔗力轴向振动位移增大导致轴向挤压甘蔗切割面的作用力增大,对甘蔗的基本属性结构来说,纵向容易撕裂;且周期性或者非周期性地轴向挤压和摩擦蔗兜切面,容易造成甘蔗断面的爆裂和撕裂,增加蔗兜破头率。为此,以切割系统刀盘切割位置的位移量为研究目标,利用Adams仿真软件,改变切割系统中执行部件的变化因素,分析切割系统刀盘切割位置的位移量的影响因素。结果显示:提高液压缸的刚度和降低切割器的质量,会降低刀盘部分的振幅,可间接地降低收割机的破头率。     

凯斯推出创新的A4000型甘蔗收割机——适用于收割1.1m种植行距的甘蔗收割机

最近,凯斯推出了新型A4000型甘蔗收割机,适用于收割行距为1.1m的甘蔗,可更好地满足我国主要甘蔗种植区的种植模式。凯斯在全球制糖机械行业有50多年的专业经验,是甘蔗收割机的领先生产商和销售商,产品销量居行业首位。此前,凯斯在国内市场销售的是可收割行距为1.5m的A7000型甘蔗收割机。     

整秆式甘蔗收获机输送调控系统设计与试验

针对甘蔗生长的随机性使收获机喂入量随时变化,易导致整秆式甘蔗收获机输送堵塞或工作效率低下的问题,设计了一种整秆式甘蔗收获机输送调控系统。该系统由动态扭矩传感器、PLC控制系统、液压系统、伺服电机系统组成,通过实时调节输送辊转速与喂入速度使得甘蔗收获机输送能力与喂入量相匹配,减少甘蔗堵塞情况。通过搭建甘蔗收获机试验平台,开展甘蔗输送调控试验。甘蔗输送调控试验结果表明,安装了输送调控系统后,各试验水平下的甘蔗平均输送速度为4.06、3.42、3.04、2.42m/s,相比无调控系统有了明显提升,并且收获机输送能力在喂入量峰值过后恢复到初始值,保证了工作效率;调控试验的平均堵塞率降低到5%,输送调控系统对缓解输送堵塞有显著作用。     

切断式甘蔗联合收获机的试验与分析

为了探索窄行距的甘蔗收获,对引进的凯斯4000型切断式甘蔗联合收获机作业性能和收获机组系统的性能进行了测试,分别测定甘蔗破头率、损失率、含杂率、油耗和生产效率,并针对凯斯7000与凯斯4000进行了对比试验。结果表明:引进的凯斯4000型甘蔗联合收获机适应窄行距作业,符合农户的作业要求。其破头率为7.45%、损失率为11.68%、含杂率为8.46%、油耗为2.23 L/t、生产效率为15.46 t/h。     

基于GA-BP神经网络的甘蔗收获质量预测

甘蔗联合收割机收获质量对制糖工艺有极大影响,但测量难度大,难以直接获得.针对上述问题,以甘蔗联合收割机切割机构、行走机构、切段机构、风机机构的负载压力信号和转速信号为输入变量,以含杂率和损失率为输出变量,建立了一种GA-BP神经网络预测模型.GA-BP神经网络预测模型对甘蔗收获质量的预测结果平均MSE为0.0937,平...     

甘蔗收获机喂入分流系统的设计与试验

甘蔗收获机普遍使用的双圆盘切割台系统在收获过程中存在明显"居中堵塞现象"。为了合理利用收获机物流通道空间,使喂入的甘蔗流主动分流居中并行且均匀输出,设计了一种新型的甘蔗收获机喂入分流系统,通过三维设计软件Pro/E建立了甘蔗喂入分流机构虚拟样机模型,并导入多体动力学仿真软件ADAMS,在不同的分流转速、分流辊上的橡胶管按不同的角度安装及选择不同的橡胶管与甘蔗的摩擦因数进行了虚拟仿真试验并在仿真的基础上进行了物理样机实验。仿真与样机实验表明:当此机构分流辊机构转速为300r/min、分流辊上偏置胶管的偏置角度为30°,且偏置胶管与甘蔗间的静摩擦因数f0=0.3 5、动摩擦因数f1=0.2 5时,在保证甘蔗进给速度的前提下,可以使甘蔗流分布较为理想。     

整秆式甘蔗收割机集堆装置重力自卸机构设计与仿真

甘蔗集堆是整秆式甘蔗收割的重要环节,其集堆的效率及集堆效果影响整秆式甘蔗收割机的工作速度。为此,提出一种基于重力自卸的甘蔗集堆机构,运用三维软件Creo对集蔗装置重力自卸机构进行三维建模,并运用Adams对自卸机构进行运动学仿真分析,验证机构设计的正确性与可行性。     

凯斯A8000甘蔗联合收割机切割质量影响因素的试验

针对凯斯A8000甘蔗联合收获机实际操作参数对切割质量影响大的问题,采用二次回归通用旋转组合设计和田间物理试验方法,对其切割质量影响因素(实际操作参数)进行了研究,探明了各影响因素对切割质量的影响规律和影响机理,且优化了影响因素。结果表明:随刀盘转速x1增大,甘蔗破头率先减小后增大,随前进速度x2的增大,甘蔗破头率y增大;使用大的刀盘倾角时,小深度的入土切割有利于降低甘蔗破头率,但采用大深度的入土切割,甘蔗破头率增大;使用小的刀盘倾角时,贴地切割对降低甘蔗破头率最有利。使用小的刀盘倾角时,因素优组合为:刀盘转速为516.4r/min,前进速度为4km/h,刀盘的离地高度为0,相应可靠性为99%的甘蔗破头率预测区间为(3.9%~8.12%)。使用大的刀盘倾角时,因素优组合为:刀盘转速为544r/min,前进速度为4km/h,刀盘的离地高度为-2.78cm,相应可靠性为99%的甘蔗破头率预测区间为(5.85%~9.34%)。     

单行木薯块根收获机仿生铲的设计与试验

针对目前木薯块根收获机挖掘铲存在入土困难、碎土及排土效果不理想及工作强度不足等问题,基于工程仿生学理论,结合动力学知识,提出并设计了一种模仿犬爪趾形状的仿生铲.基于Design-Expert软件中的试验设计方法,以作业速度、土壤含水率及挖掘铲类型为试验因素,以挖薯率、伤薯率为试验指标,对挖掘铲的工作参数进行试验研究,建...     

基于ANSYS/Ls-Dyna的甘蔗收获机切割系统功耗模型研究

对甘蔗茎秆切割系统的功耗研究有利于提高甘蔗收获机的切割性能及发动机功率的利用率。因此,为得到甘蔗切割装置在工作过程中的切割力及切割功率的变化情况,采用单元组合法并结合ANSYS/Ls-Dyna对收获机切割装置的切割过程进行数值模拟分析。以切割刀线速度、切割刀盘倾角及切割刀刃角为试验因素,以切割功率及切割力为试验指标进行单因素试验分析,确定切割试验因素的参数范围并进行仿真试验设计,同时选择最小切割功率为优化目标,得出其最佳的切割条件为切割刀线速度为38.8 m/s,刀盘倾角为11.66°,切割刀刃角为25°,在此条件下,甘蔗收获机切割装置切割蔗茎时所消耗的功率最小,其最小切割功率为0.80 kW。