推广适合中国国情的机插秧技术

正水稻直播有水直播、旱直播,还有手工撒播、机械直播等等,不同的种植模式作业效果不同。水稻直播工序最省,方法最简单,应用也越来越多。目前,常用的水稻插秧机根据操作方式和驱动行走形式分步行式和乘坐式两大类。其中步行式又分为手扶自动式插秧机和手扶拖拉机配套插秧机;乘坐式又分为独轮驱动行走乘坐式插秧机和四轮底盘插秧机,四轮底盘插秧机又有普通插秧机、高速插秧机两种。手扶插秧机主要插毯状苗,存在的问题是根系     

跨式油茶果收获机履带底盘行走液压系统设计与试验

跨式油茶果收获机在丘陵山地作业时需要较大的牵引力,且要求行走平稳。本文基于机液联合仿真技术对跨式油茶果收获机底盘行走液压系统进行设计,以达到动力匹配及行走性能较优的目的。在RecurDyn软件中建立了跨式收获机履带底盘虚拟样机模型,采用谐波叠加法构建了B级路面谱,仿真分析了跨式履带底盘直线行驶和差速转向的动力学特性。通过AMESim与RecurDyn软件对收获机行走系统进行机液联合仿真,研究底盘在直线行驶与差速转向工况时行走马达液压特性。研制了全液压驱动的跨式油茶果收获机,进行了地面直线行驶与差速转向测试,结果表明：底盘直线行驶偏移率为1.7%;直线行驶时,行走马达流量稳定在23 L/min,压力稳定在1.5 MPa;差速转向时,行走马达流量稳定在22 L/min,压力在2～12 MPa范围内波动,验证了跨式履带底盘行走液压系统的稳定性。     

丘陵山区自走式马铃薯联合收获机设计与通过性试验

针对丘陵山区马铃薯联合收获机短缺、履带底盘通过性较差等问题,设计了一款包括底盘行走装置、多级输送分离装置的自走式马铃薯收获机,开展了底盘通过性和机器收获性能理论分析。首先,对收获机底盘坡地行驶、越障性能进行理论分析,获得底盘通过性的临界参数;其次,对收获过程中马铃薯运动学进行分析,得到关键工作部件的相关参数。与此同时,运用RecurDyn仿真软件对整机进行多体动力学仿真分析,获得自走式马铃薯联合收获机适用于丘陵山区横向与纵向坡地及跨越壕沟与直壁的相关运动参数。仿真结果表明：纵向坡地行驶的最大爬坡角度为28°、横向坡地行驶的最大坡度角为20°、整机跨越垂直障碍的最大高度为150 mm、最大跨越壕沟宽度为300 mm。田间试验结果表明：收获作业时伤薯率为1.92%、破皮率为2.86%。收获机满足纵向坡度25°稳定行驶要求,跨越300 mm壕沟,翻越150 mm直壁,与仿真结果保持一致,验证了仿真的准确性,满足履带马铃薯收获机行驶通过性的设计要求。该研究可为丘陵山区根茎类履带式收获机的设计提供理论基础与参考。     

前桥摆转转向式四驱底盘结构形状指数的优化

前桥摆转转向式四驱底盘可直接转入下一畦作业,提高了小地块工作行程率,在地头宽度小于等于1个作业宽度时,更有利于机耕过程中的转向操作。为此,通过ADAMS软件仿真,以最小地头宽度为目标对底盘结构参数进行了优化。仿真结果表明,底盘在作业过程中从一畦进入地头直接转入相邻的下一畦时,后内侧轮基本上不吃入上一畦,最小地头宽度与长宽比成反比。在底盘转向时行走轮不干涉后悬挂农具的前提下,底盘最小的理论长宽比应为0.5:1。但由于底盘长宽比受行走轮直径、轮宽及重心的影响,底盘的合理长宽比值范围需趋近于理论长宽比。当机具作业宽幅大于等于机具轮宽时,可直接做倒U形转向;否则采用"4"和歪梨形组合掉头转向,实现地头宽度等于1个作业幅宽的转向。     

丘陵山地果园全液压遥控式履带动力底盘设计与试验

针对目前丘陵山地果园作业农用底盘整机体积大、行驶作业操作繁琐和通过性差等问题,结合丘陵山地果园开沟、除草和修剪等农艺管理环节的实际需求,设计了一款全液压遥控式履带动力底盘。首先,对动力底盘的整机结构和工作原理进行了阐述;其次,对前置挂载机构、行走系、变幅宽底盘、液压系统、遥控系统等关键部件进行设计和相应的匹配选型;最后,对整机进行了性能试验。试验结果表明：动力底盘在最小幅宽（1220mm）和最大幅宽(1620mm)的直线行驶偏移率分别为2.24％和2.2％,均满足相应国家标准（≤6%）要求。底盘的转向机动性能良好,最小幅宽原地转弯半径为905mm,可适应丘陵山地果园相对狭窄的坡地作业环境。遥控操作上下斜坡、翻越田埂、跨越畦沟等过程平稳,满足丘陵山地果园非结构化地形行走要求。挂载链式开沟器进行开沟作业时,沟深稳定系数为88.5%,沟宽稳定系数为92.5%,满足国家标准（≥85%）要求。整机工作性能满足丘陵果园复杂坡度地形管理作业要求,可为丘陵山地果园田间管理作业的有效实施提供综合应用平台和技术支撑。     

小型高地隙植保喷药机研制

针对现有植保机械使用维护成本较高、驾驶员易出现农药中毒等问题,研制了一种遥控式小型高地隙植保喷药机。喷药机主要由具备四轮转向、四轮驱动的高地隙行走系统和精量喷药系统组成;高地隙底盘行走系统由底盘框架、驱动总成、转向总成组成,用以固定安装控制装置、蓄电池和精量喷药装置,前桥采用铰接式悬浮机构使底盘具备良好的行驶稳定性和田间通过性。精量喷药系统由精量控制器、测速模块、药箱、液泵、喷杆和喷头组成,能够根据作业行驶速度实时调节液泵流量,保证喷药量的均匀一致。测试结果表明:该高地隙植保喷药机能够在人工遥控模式下沿直线路径和田间道路自动行走,横向偏差小于20cm,行驶速度能够根据作业需要实时调节,喷杆喷幅为6.5m,喷药量调节范围为4.2～18 L/min。     

步行式插秧机共轭凸轮推秧装置的反求设计及仿真

针对步行式插秧机上传统推秧装置存在的推秧结束时间提前或滞后问题,提出了基于共轭凸轮的推秧装置.根据步行式插秧机椭圆齿轮行星系驱动机构及插秧农艺要求构造了推秧杆的运动学曲线,建立了该推秧装置反求模型,并基于Visual Basic 6.0编写了其反求设计及仿真软件,反求得到一组满足农艺要求的较优参数.根据这组参数对该推秧装置进行结构设计,建立了三维模型并进行虚拟样机仿真,结果表明该装置能很好地满足步行式插秧机的作业要求,而且推秧结束时间准确.     

履带自走式缓坡地王草收获机底盘设计与试验

针对现有王草收获机作业时农艺匹配性差、配套动力不足等问题，优化设计了一款履带自走式王草收获机专用底盘；基于减少割茬碾压、低速平稳收割的作业要求，设计了行走装置与无级变速驱动装置；根据小地块、缓坡地的地形特征，设计和选型了液压助力转向系统与车架。开展了整机的稳定性分析及性能试验，结果显示：王草收获机底盘的最高行驶速度为9.02 km/h,最小转弯半径为1 349 mm,最大爬坡度为26°;在横向倾角为15°～16°的坡地等高线行驶时无侧滑、倾翻现象；在坡度为10°～12°的纵向坡道，沿上、下坡方向可靠停驻时间均大于5 min;在坡度为8°～9°的缓坡地作业时可实现速度0～4.19 km/h无级变速，动力充足且运行平稳，王草的平均割茬碾压率为7.43%。研究表明，设计的履带自走式王草收获机底盘能够满足小地块、缓坡地王草机械化收获作业要求。     

拖拉机半履带行走装置设计与试验

针对丘陵地区轮式拖拉机田间作业时爬坡能力差、作业效率不高的问题,研究开发了一种半履带拖拉机行走装置。该装置主要由行走支架、减速机构、履带驱动轮、导向轮、若干支重轮、橡胶履带以及张紧轮机构等部件组成,对有一定坡度的山地适应能力好、不易打滑。田间驱动性能试验表明:拖拉机前轮线速度和履带驱动轮的线速度相对误差控制在4%以内,符合动力机械田间作业性能要求。该履带行走装置的成功研制对推动丘陵山区农业机械化的发展有重要意义,也为其他企业或科研院校研制开发半履带拖拉机提供了参考。      

椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构运动分析与试验

步行式水稻插秧机上使用的后插曲柄摇杆式分插机构存在工作时振动大的问题,为此设计了椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构,分析了该分插机构的工作原理与结构特点,建立了机构的运动学模型,开发了机构辅助分析与参数优化软件,优化出满足步行式插秧机工作要求的结构参数,最后利用高速摄像技术对分插机构运动特性进行了试验验证.     

新型履带行走底盘在水稻联合收割机上的应用研究

该文阐述一种机械式差动转向的水稻联合收割机履带行走底盘。介绍其结构及工作原理,对其驱动轮转速、履带行走功率、齿轮、箱体等主要零部件进行设计,确定合理的结构参数、工作参数以及性能指标。该底盘通过配套水稻收割机试验表明:实现原点转向,回弯半径仅为5.825 m,水田行走不壅泥,通过性好,适用于水田泥脚深度大于200 mm的地块。      

挖掘机的最不稳定姿态研究

提出了利用优化方法分析计算挖掘机在各种工况下的稳定系数和具体解决方法，找出并分析了挖掘机在特定工况下的最不稳定姿态，为挖掘机的稳定性分析提供了理论计算公式和具体分析手段。     

液压挖掘机工作装置整体集成有限元分析

以某挖掘机的工作装置整体为研究对象，在对液压挖掘机的典型工况进行全面分析的基础上，从系统集成的角度建立了完整的工作装置三维集成有限元模型，对工作装置进行了5种典型工况下的强度、变形及模态分析，并结合实际产品开发进行了验证。分析结果表明，基于工作装置整体的集成有限元分析方法极大地降低了因构件简化等原因而造成的计算误差，提升了产品的改进设计水平。     

田间作业机器人电动升降底盘设计

设计开发了一种田间作业机器人电动升降底盘,主要结构包括主机架及安装在主机架上的电源、控制器、行走机构、转向机构和升降机构。介绍了其主要组成和工作原理。该底盘可方便地实现车轮独立驱动、车轮独立转向、车轮距独立可调以及平台自动升降等功能,对我国田间作业机器人产业的自主发展具有重要意义。      

自走式饲草收割打捆机设计

针对牧草、农作物秸秆在商品化和资源化利用过程中存在收集困难的问题,以及我国大部分地区土地分散经营、耕种地块面积小,不适宜牵引式打捆机作业的现状,研究开发了自走式饲草收割打捆机。介绍了设备的总体结构和工作原理,分析了机体底盘、行走系统、切割装置和压缩机构等主要工作部件的功能和结构,确定了主要部件结构及设计参数。      

基于模态分析的液压挖掘机工作装置动态优化设计

建立了液压挖掘机工作装置的结构有限元模型,通过对该有限元模型进行自由模态分析,得到工作装置的各阶模态频率和模态特性,确定影响液压挖掘机工作装置动态性能的关键模态频率,并以此作为优化目标,对主要结构参数进行灵敏度分析,以确定工作装置动态优化的设计变量。以工作装置几何约束、性能约束等为约束条件,采用扩展拉格朗日乘子法进行动态优化设计。实例分析表明,该动态优化方法,提高了工作装置结构的刚度,降低了结构的变形,改善了工作装置动态工作性能与结构稳定性。     

大型液压挖掘机工作特性联合仿真研究

为了研究目前国内最大吨位（斗容量15 m3、机质量260t）的矿用正铲液压挖掘机工作特性,首先在小型挖掘机上对采用的机械系统动力学与液压系统联合仿真方法进行验证,通过对比试验与联合仿真结果,确认了联合仿真研究方法能够较准确地模拟挖掘机的真实工作环境。在此基础上,采用ADAMS和AMESim软件,对斗容15m3矿用挖掘机工作装置与液压系统进行联合仿真研究,通过仿真获得了挖掘机整个挖掘过程中工作部件对各个转动轴的转动惯量,计算出各个液压缸的位移曲线、速度曲线和压力变化曲线以及铲斗齿尖挖掘轨迹。     

基于离散元法的三七仿生挖掘铲设计与试验

为减小三七收获过程中的挖掘阻力,以三七根茎及种植土壤为研究对象,测定本征物理参数,设置Bonding键参数建立三七根茎的离散元模型,分析根土粘结机理,利用Hertz-Mindlin with JKR建立三七根茎-种植土壤离散元复合模型;建立并分析挖掘铲的理论力学模型,确定仿生挖掘铲设计尺寸(长×宽×厚)为：360 mm×150 mm×8 mm、入土角30°、铲尖半角60°;采集野猪头三维模型的点云数据,确定仿生铲的结构曲线方程,建立仿生挖掘铲的三维模型;开展仿生挖掘铲与平面挖掘铲的仿真对比试验,追踪颗粒位移流向得平均位移以及平均挖掘阻力,分析颗粒的速度矢量明晰了挖掘铲面的减阻机理,得仿生挖掘铲的仿真试验减阻率为19.15%;利用高速摄影和阻力采集设备开展土槽试验,结果表明土壤颗粒流向与仿真趋势一致,仿生挖掘铲和平面挖掘铲的平均挖掘阻力为1 207.23、1 594.49 N,仿生挖掘铲减阻率为24.29%,与仿真试验减阻率十分接近,验证了离散元模型准确可靠、挖掘铲力学模型构建准确,仿生结构设计合理。