仿形棉花打顶机的设计研究

打顶是棉花生产过程中的一项重要农艺要求。针对人工打顶作业劳动强度大、效率低的情况,设计一种小型棉花打顶机。通过仿形控制装置及时反馈棉株高度,控制打顶高度,使打顶前后棉株高度轨迹趋于一致;设计防重复切割罩,解决了高棉株被重复切割的问题。该打顶机结构简单、质量轻、成本低,可满足棉花打顶农艺要求。     

棉花打顶机自动对行装置设计与试验

为了提高棉花打顶机的自动化水平,以高地隙底盘棉花打顶机为载体,利用传感器技术、电机控制技术和PLC控制技术,结合机采棉品种棉花种植模式,设计了棉花打顶机自动对行装置。该装置主要由检测机构、对行机构、电机控制系统、电子控制系统和控制软件组成。采用RecurDyn软件对检测机构进行运动仿真,探究运动规律,为角度传感器选取提供理论依据;利用角度传感器获取棉株偏行量,建立检测杆转动角度与步进电机步进量和转动方向之间的对应关系,通过控制步进电机的步进量和转动方向实现对偏行棉株的精确打顶;通过人机交互界面对控制系统进行实时监测,以提高驾驶直线度。为避免侧枝干扰,对两侧低侧枝情况控制系统采用位置信息对比方法获取主茎秆位置;对单侧低侧枝情况按原程序执行,田间实测表明该误差可忽略。田间试验表明,与人工对行相比,自动对行平均偏行量减小了8.08cm,同比降低56.62%,无偏行率同比提高275%。     

基于超声波技术的棉花打顶装置设计

棉花打顶机械是棉花高效生产急需配套解决的主要技术装备之一。应用三维参数化设计软件Solidworks设计一种基于超声波技术的棉花打顶装置,介绍该装置的总体结构和工作原理,阐述该装置的总体及关键部件的设计方案。使用该装置可实现棉花精确打顶。     

棉花打顶机打顶高度自动控制系统的设计

介绍了一种基于STC89C52单片机的棉花打顶机高度自动控制系统.同时,分析了3MD-12型滚筒式棉花打顶机的工作原理,针对控制系统的要求,设计了打顶高度自动检测装置.在棉花打顶机上应用该控制系统,可以使打顶机按照作物高度的变化自动调节打顶高度.     

3MD-12型棉花打顶机的试验研究

就3MD-12型棉花打顶机田间作业性能以及机械打顶对棉花生长发育和产量的影响进行了试验与研究。研究表明：3MD-12型棉花打顶机基本能够满足棉花机械打顶的农艺要求，在大幅度提高棉花打顶效率的同时，不仅不影响棉花的产量，而且可使棉花吐絮高峰提前，有利于机采棉的应用与推广。     

棉花打顶机应用现状与发展趋势的研究

棉花打顶作业是整个棉花生产中的中心环节,可以极大地促进棉花生产全程机械化。为此,分析了目前棉花打顶机的应用现状及发展趋势,得出了应用棉花打顶机可以大大提高打顶的效率、降低劳动强度、增收、增产,可为兵团棉花生产奠定良好的基础。     

3MD—12型棉花打顶机的研究设计

介绍了3MD—12型棉花打顶机的主要技术参数、总体设计和主要部件的设计及结构特点。试验结果表明机具结构简单,使用方便,能够满足棉花打顶的农艺要求。     

农作物打顶机夹持打顶机构的设计与试验

目前,我国烟草、棉花打顶主要依靠人工,存在劳动强度大和效率低的缺点;现有的机械打顶主要采取割刀向前滚动切割的方式,存在打顶不精确、烟花无法收集等弊端。针对这些问题,设计了一种夹持打顶机构,主要由左右扶禾器、夹持皮带、浮动张紧轮、浮动张紧轮摆动铰链、切割刀、弹簧、直流夹持电机和割刀电机组成。该机构可实现烟芽的收拢、夹持切割、割刀消毒及抑芽剂喷施等作业,具有结构紧凑、功能齐全的优点。同时,通过烟草茎秆切割力学特性试验,得出剪切规律,为烟草打顶切割力的研究提供了试验依据。田间试验结果表明:该机构打顶准确率为97%,夹持准确率为98%,能够满足使用要求。     

棉花打顶机切割器高度自动控制系统的设计

针对3MDZK-12型棉花打顶机利用机械仿形机构或人工方法来调节切割器的工作高度,其自动化水平较低,且实时性和精确性较差的问题,设计了一种基于AT89C52单片机的棉花打顶机切割器高度自动控制系统.同时,分析了液压升降机构以及切割器与棉株高度间的相互关系;根据控制系统的要求,设计了棉株高度和切割器高度自动检测装置.在3MDZK-12型棉花打顶机上使用该控制系统,可使切割器按照棉株高度的变化进行自动调节,降低劳动强度.     

3WDZ-型自走式棉花打顶机设计

阐述了3WDZ-型自走式棉花打顶机的主要技术参数和主要部件的设计及结构特点。论述了打顶机械系统的特点,研究开发了棉花打顶装置高度自动升降闭环控制系统。采用激光、超声波传感器对带茎秆的棉花进行了打顶高度测量试验,试验结果表明激光传感器比超声波传感器测量的棉株高度误差小,打顶控制系统和打顶机械系统能够满足棉花打顶的农艺要求。     

基于UG的棉花打顶机的整体运动仿真

介绍了一种棉花打顶机的整机结构、工作原理和仿形机构,利用Unigraphics软件对棉花打顶机的整机进行运动仿真分析.同时,详细阐述了整机运动仿真的方法和运动分析方案及连杆和运动副运动驱动的设置;介绍了工作部件距地面高度的调整方法,建立了机具前进速度、工作部件旋转速度与棉株间距之间的关系,为机具的设计提供必要的理论依据.     

棉花打顶机宽幅仿形机架的越障仿真试验

利用仿真软件ADAMS建立了3 MDZK-12棉花打顶机的虚拟样机模型,并对打顶机机架进行了越障分析。通过分析得出：打顶机在低速作业条件下能减少机架的纵向跳动量;仿形地轮采用弹性支撑比采用刚性支撑更有利于打顶机的平稳作业,同时有利于提高打顶的作业精度;对所建立的虚拟模型进行了试验验证,物理试验的结果与仿真试验的结果吻合较好,说明虚拟模型的真实性较高,能够满足仿真研究的要求,为打顶机机架和工作参数的优化提供了参考。     

基于机器视觉的双圆盘式棉花打顶装置设计与试验

为降低人工打顶的劳动强度，减少化学打顶的环境污染，改善“一刀切”式打顶机构的过打顶情况，通过分析手工打顶过程，设计了一种双圆盘式打顶机构，并基于机器视觉，设计打顶装置单行样机，实现棉花打顶的全程自动化控制。该装置主要由打顶机构、视觉检测机构、运动机构和棉花顶尖识别及控制系统组成。基于棉田调研、结构计算和预试验，确定了打顶装置的整体结构和关键部件尺寸。结合视觉识别研究基础与实际应用，选用YOLO v3算法搭建棉花顶尖识别及控制系统，实现棉花顶尖的识别定位，完成打顶机构的运动控制。以打顶期棉花为研究对象，进行棉花顶尖识别试验、打顶机构性能试验和田间试验，结果表明：棉花顶尖识别试验平均识别率为93%;打顶机构性能试验平均打顶率为94.67%;田间试验平均识别率为85.33%,平均打顶率为78.22%。研究结果可为棉花精准化与智能化打顶的研究提供参考。     

基于机器视觉的棉花氮素营养诊断系统设计与试验

采用数码相机和CCD数字摄像头为图像监测设备,融合机器视觉技术,集成数字图像处理技术、农业物联网技术、Web远程控制技术、信息传输服务技术和数据库管理技术等构建了远程服务系统平台。通过2年试验对棉花的生长状况进行实时跟踪监测,获取其冠层图像,运用数字图像处理技术对棉花群体冠层图像进行分割,筛选棉花长势监测与氮素营养诊断反应敏感的特征颜色参数覆盖度,构建了覆盖度与棉花地上部总含氮量间的关系模型。研究结果表明,覆盖度与棉花地上部总含氮量间指数函数模型相关性最高,其决定系数为0.978,根均方差为1.479 g/m~2。依据棉花覆盖度与氮素营养诊断的最佳模型,搭建了棉花长势长相监测中心(田间监测)、网络信息服务控制中心(服务器)、图像分析与数据处理中心、决策诊断与评价中心以及用户浏览中心,形成一个大型环式"一网三层五中心"棉花监测管理诊断体系,初步实现对棉花生长信息和氮素营养状况快速准确的监测与诊断。     

棉花打顶机滚筒式切割器运动分析与仿真

通过建立棉花打顶机滚筒式切割器三维模型,根据滚筒式动刀丝运动方程,结合棉花打顶技术要求,推出了滚筒式切割器不漏割一般条件式。利用Pro/E与ADAMS无缝连接,把滚筒式切割器的Pro/E三维模型导入ADAMS进行多动刀丝单点运动轨迹仿真分析研究,验证了不漏割一般条件式的先进性,为棉花打顶机滚筒式切割器结构和运动参数设计与优化提供依据。     

棉花中耕培土施肥一体机设计与试验

针对棉花中耕培土机械普遍存在的功能单一、作业效率低、培土效果差等问题,设计了集棉花行间施肥、松土、除草以及培土多功能于一体的棉花中耕培土施肥一体机,并对机具关键部件进行设计与分析,确定了中耕施肥仿形单体、回转式培土装置、施肥装置的结构与工作参数.在设计分析的基础上进行了田间试验,结果表明:所研制的棉花中耕培土施肥一体机...     

3MDZK-12型棉花打顶机机架的力学分析与优化

利用有限元分析软件ANSYS12.0对现有的3MDZK-12型棉花打顶机机架进行分析计算,结果显示:工作时机架的最大应力分布在主梁中部,最大变形在后梁中部,与实际观测变形位置相符.为此,以计算结果为依据,对机架进行了大量的计算机处理的应力值比较,进而对机架的结构进行了改进优化.计算分析结果为棉花打顶机的设计和使用提供了理论支持.