对称式二级摇臂喷雾机构设计及运动特性分析

为了减轻当前田间果园施药作业强度,实现高效精准喷雾,文章构建了三自由度对称式二级摇杆喷雾机构的数学模型。在ADAMS环境中创建仿真单元,根据实际约束条件对其进行参数优化和动力学、运动学仿真分析,得出喷雾点的位移和速度变化特性。研究结果表明:该仿形机构运行平稳,能实现立体高效的仿形施药。     

花生播种机仿形机构的运动仿真分析——基于UG

仿形机构是播种机的重要工作机构,仿行机构工作性能的好坏直接影响到播种深度的稳定性。利用UG软件的运动仿真模块对花生播种机仿形机构进行运动学的分析,通过运动仿真动画来观察仿行机构的运动过程,利用开沟器运动轨迹曲线来研究仿形机构的运动规律,并分析影响仿行误差的相关因素,以此来验证仿形机构设计的合理性及优化的方法。     

基于SolidWorks的浮动仿形机构设计与试验

针对牧草收获过程中集拢成条时花叶损失多、对土地破坏大的问题,设计研制出一种左右对称布置浮动仿形机构的牧草捡拾集条机。利用SolidWorks软件建立了浮动仿形机构的三维模型,通过Motion插件对浮动仿形机构进行运动学模拟仿真,以浮动仿形机构上的浮动弹簧为主要研究对象,获取了浮动弹簧作用力、浮动弹簧位移的变化规律。为考察样机的作业性能指标,对样机进行了田间试验,将样机的相关技术指标进行测定。运动学模拟仿真与田间试验结果表明:浮动仿形机构满足设计要求,可保证整机具备良好的田间通过性,牧草捡拾集条机相关技术指标达到标准及设计任务书要求,工作性能稳定可靠。     

悬挂式割草机折叠机构优化与液压仿形系统研究

为了增强割草机在复杂地形条件下的作业能力,开展了割草机折叠机构优化与液压仿形系统研究,使折叠机构具备±30°的摆动范围,液压仿形系统可顺利通过250mm的凸起路面。通过对折叠机构不同工况的姿态分析以及运动学、有限元分析,试制出适用于幅宽3.2m割草机的折叠机构,通过野外试验验证了折叠机构具备±30°的摆动范围。研制液压仿形系统,解决折叠机构刚性连接的问题,通过ADAMS-AMESim联合仿真技术验证液压仿形方案的可行性,结果表明液压仿形系统通过250mm波形路面过程中,蓄能器气囊体积变化范围为0.4～0.7L,切割器接地压力变化范围为1700～2500N。将试制的仿形系统搭载在折叠机构上,在安徽省芜湖市三山区进行田间试验,结果表明：样机能顺利完成割草机折叠动作,满足各种工况下的力学和强度要求;切割器具备了±30°以内的摆动范围;搭载仿形系统的试验样机可以顺利通过250mm高度的波形凸起路面,提高了割草机在丘陵山区作业的地形适应能力,可为悬挂式割草机折叠机构的设计、割草机接地仿形技术提供参考。     

基于ADAMS的播种机仿形机构运动仿真

仿形机构是播种机的重要工作机构.为此,介绍了利用ADAMS软件建立平行四连杆仿形机构仿真模型的过程,并对前仿形和后仿形运动情况进行了仿真分析.结果表明,运行结果与理论分析一致,对播种机仿形机构的设计具有指导意义.     

自走式青饲料收获机仿形系统设计与试验

针对复杂环境下自走式青饲料收获机地形适应性差和留茬高度难控制等问题,采用两点探测-电液控制的方式,设计了一套适用于自走式青饲料收获机的割台仿形系统,并开展仿形系统相关试验。在阐述系统整体架构及工作原理的基础上,通过理论计算确定了仿形探测机构、横向仿形调节机构等主要关键部件的结构参数。建立静应力分析模型,得出割台与喂入箱体连接处相关力学特征。利用ADAMS仿真软件创建油缸负载特性模型,完成仿形系统的设计与相关优化,确定油缸的最佳作业参数范围。为验证仿形系统的功能,将系统搭载在4QZ-30型自走式青饲料收获机上进行试验,以试验过程中割刀前端距地面高度处于100~150mm内的时间所占总试验时长的比率为试验指标,安排道路模拟试验与仿形样机测试,并利用控制系统实时获取割台高度及响应时间,结果表明：仿形探测机构探测高度信息可靠,线性拟合R2为0.9987;仿形调节电液控制系统的响应时间均值在0.16s内;仿形系统能够在行驶速度0~6km/h下,对坡度0°~6°内的地面进行仿形工作,道路模拟试验过程中,割刀前端距地面高度处于标准范围内的时间所占总试验时长的比率β为90.76%,且3组仿形样机测试合格率分别为86.67%、86.67%、93.33%,提高了自走式青饲料收获机的地形适应能力,降低了留茬高度的控制难度,可为自走式青饲料收获机的仿形技术提供参考。     

薰衣草收割机切割高度可调节机构的设计及运动仿真

薰衣草生长期长达十几年,长期农机入地作业造成了地面高低不平,既要花穗收割干净,同时不能伤害保留的茎秆,确保薰衣草后续的生长。为此,设计了高度可调节机构使薰衣草切割后的茎秆保留高度一致。同时,对仿形机构进行了受力分析,确定了影响仿形性能的初始作用角度α、上仿形角α1、连杆长度L1。根据初始工作角和最大下仿形量,设计出的仿形杆长度为440mm,最大上仿形量为214mm。最后,应用仿真分析软件Adams进行运动模拟,结果表明:仿形机构可实现上下仿形和翻转,上下仿形量可达到2 9 0 mm,翻转角度达到9 0°,满足薰衣草收割机的切割仿形量。该机构为研制薰衣草收获机的研制提供了依据。     

果树施药仿形控制系统的设计

介绍一种能够实现果树仿形施药的机械装置及其控制系统.本设计采用由步进电机驱动的仿形推杆作为执行装置,根据不同树冠大小来对仿形机构在水平和竖直方向进行调节,从而达到仿形施药的目的.控制系统选用SILICON公司C8051F020和C8051F340增强型单片机作为主控芯片,采用主从通讯方式,方便有效地控制了执行机构和喷雾参数.     

大蒜仿形浮动切根机构运动特性分析与仿真

为深入研究大蒜仿形浮动切根机构作业机理,进一步提升仿形浮动切根作业质量,开展切根机构仿形浮动作业过程运动学解析,构建切根机构浮动位移量数学模型、回转切刀刃口轨迹曲面数学模型、切刀刃口切割速度数学模型,探明切根机构结构参数和运动参数对仿形浮动切根作业过程的影响;同时,通过ADAMS虚拟样机仿真试验,获取切刀运动轨迹曲线、时间—切割速度曲线和位移—切割速度曲线,分析不同切刀转速、切刀数量、刃口位置点、切刀位移等对切割次数、漏切区、切刀运动轨迹、切割速度的影响。研究结果表明,通过合理设置切根机构结构参数和运动参数,可有效实现机构的仿形浮动切割作业,提升切根作业效果;当蒜株输送速度为1 m/s、切刀倾斜角度为33°、回转切刀转速为2 600 r/min时,根盘处的根系被单个切刀刃口旋转最高点的切割次数可达到2次,且漏切区面积很小;当蒜株输送速度为1 m/s、切刀倾斜角度为33°、回转切刀转速为1 000 r/min、切刀数量为4片时,根盘处的根系被所有切刀的刃口旋转最高点的切割次数为2次,且漏切区面积很小。该研究可为大蒜联合收获仿形浮动切根作业机理研究和机构优化提供理论参考。     

木薯茎秆粉碎还田机刀片离地间隙控制系统设计与仿真分析

针对木薯茎秆粉碎还田机作业效率低的问题,以木薯茎秆粉碎还田机粉碎刀片离地间隙为研究对象,设计一种基于木薯茎秆粉碎还田机的刀片离地间隙控制系统。为实现木薯茎秆粉碎还田机刀片离地间隙精确控制,设计可安装检测装置的仿形检测机构;在木薯茎秆粉碎还田机地轮支撑杆处加装液压缸,可对木薯茎秆粉碎还田机粉碎刀片离地间隙进行调控;在SolidWorks中建立木薯茎秆粉碎还田机垄面作业模型,并利用ADAMS软件对其进行运动仿真分析,结果表明:仿形检测机构仿形范围为375～500 mm时,此时仿形检测机构具有最优仿形效果,设计合理。粉碎刀片距垄面距离为228 mm,满足最优粉碎刀片离地间隙范围要求。     

果树施药仿形喷雾的神经网络统一模型

在果树施药仿形喷雾研究中,为建立反映果树施药仿形喷雾过程参量与分布质量系数之间映射关系的神经网络模型,必须通过不断的尝试,获得合适的网络结构、权值和阈值.然而,由于果树仿形喷雾的影响因素多且重复性差,势必增加计算的复杂度和成本.为此,构建了一种基于面向对象的神经网络统一模型.研究结果表明,该模型具有良好的扩展性和复用性.在系统设计时,运用了不同的设计模式,提高了研究的效率,且代码具有可复用性和重构性.     

数学建模应用的水稻插秧机控制系统优化分析

以水稻插秧机仿形机构作业升降和保持过程为研究对象，采用力反馈和位移反馈相互切换的控制方式构建作业过程控制系统，并利用数学建模的方式搭建仿形机构作业过程控制模型，在MatLab/Simulink环境中建立控制系统模型。采用模糊PID算法对控制系统仿真模型进行优化，仿真结果表明：模糊PID控制算法能够显著提升插秧机控制系统在不同控制阶段的工作性能。     

管道自动顺序喷雾架设计及喷雾有效性试验

管道自动顺序喷雾可解决果园种植管理中病虫害防治作业劳动强度大、效率低及人工喷药中的安全问题。为此,设计了管道自动顺序喷雾架的主体支撑部分及喷头支撑与定位部分,并以满足喷头雾滴范围既能覆盖果树树冠且不能喷在树冠外边为原则,对喷头的布置方式进行了定量的设计及计算。以管道自动顺序恒压喷雾系统为试验平台,在梅州柚子园进行了雾滴穿透性及有效性的田间试验。试验结果表明:树冠的前冠面、中膛、后冠面都有雾滴附着,喷雾有效率分别为88.9%、100%、83.3%;雾滴沉积量分别为0.032、0.033、0.029mL。通过试验,测试了果园管道自动顺序喷雾系统的性能及喷雾效果,为果树病虫害防治减量施药提供了新方法,为管道自动顺序喷雾架的优化和喷头布置的优化提供了参考。     

现代农药喷施技术及装备研究进展

从喷雾器械、喷雾技术、喷雾效果、雾滴分布和沉积等方面介绍了我国在非智能喷雾领域取得的成果;阐述了仿形喷雾、对靶喷雾、变量喷雾和直接施药技术等智能喷雾技术及装备的研究进展;介绍了国外智能喷雾技术和喷雾器械开发情况;最后得出喷施对象生物量的实时检测是目前农药喷施领域的研究难点,基于机器视觉的植物参数检测是研究的热点,自动化、智能化和精确化是现代农药喷施技术及装备的发展趋势的结论.     

新型果树仿形喷雾机控制系统设计

为提高田间果园的喷雾质量和作业效率、提升农业现代化水平,提出一种新型机电一体化仿形喷雾系统。该系统在结构上能够对果树树冠实现大幅度、多自由度、立体式仿形,满足不同种类、不同高度的果树施药要求。本文着重介绍的控制系统,上位机、下位机分别由C8051F340和MC9S12XET256单片机驱动,二者通过串口主从通讯方式,能够在机车驾驶室内根据树冠位置适时有效的调节执行机构的位置参数和喷雾参数,并显示当前的工作状态,整体操作方便、有效、快捷。     

飞机喷雾及影响其喷雾质量的因素

飞机喷雾是一种高效的植保施药方法,具有效率高、速度快、不受地形限制、适宜大面积集中作业等优点,在病虫害短时间内大规模爆发的情况下,相比其他植保施药方法,飞机喷雾具有明显的优势。同时,安装在飞机上的植保施药设备也具有一些明显的特点。此外,飞机喷雾还需要专用的辅助设施。飞机喷雾的质量也受到许多因素的影响,只有将这些影响飞机喷雾质量的因素都研究清楚,才能有效利用这种先进的植保施药方法,飞机喷雾这一高效的植保作业方法也才会得到较大发展。     

基于ANSYS的高构架作业机仿形提升机构设计

由于玉米生长后期植株较高,田间管理作业困难,针对玉米生长后期田间管理作业需求,自主研制了高构架作业机。其工作时每行都需要独立的提升和仿形机构,为满足作业要求,同时考虑机构的简洁性,将仿形和提升装置做成一个组合机构。根据额定载荷和最大载荷对提升仿形机构关键部件进行ANSYS静态分析,以确定应力分布情况和机构薄弱处,根据分析结果改进零件设计,提高设计的可靠性。     

基于Pro/E与ADAMS的喷杆喷雾机升降底盘设计及仿真

本文介绍了一种喷杆喷雾机升降底盘,包括升降机构与行驶机构。通过建立此种设备升降底盘升降机构的运动学与动力学的基本数学模型,研究基本参数对应的运动学与动力学。应用三维设计软件Pro/E对该底盘进行模型建立和组装,并键入ADAMS软件中对其运动学与动力学分别进行仿真分析。分析结果表明,该设计的喷杆喷雾机升降底盘升降装置的位移、速度和加速度以及液压缸的受力和所建立的对应理论数学模型的计算分析相一致,且此底盘最大距地的距离达到了约775.0mm,可进行调节的高度达到了约500.0mm,升降迅速可靠平稳,可以适应于不同作物在不同生长时期的喷雾作业,有效地提高了农用底盘的适应性、整体的喷雾效率与施药利用率。     

5自由度空间并联机构运动学优化设计

定义了一种能综合评价不同位形下并联机构灵巧度的指标——平方平均灵巧度系数,分别考察了4-UPSRPS空间并联机构的定平台和动平台上铰链点的分布角、定平台铰链点分布圆的半径以及动平台铰链点分布圆的半径对平方平均灵巧度系数的影响规律,并据此对这些参数进行优化设计,得到该并联机构定平台铰链点的均布角为π/2,动平台铰链点的均布角为2π/5,定平台上第1个铰链点到定坐标系原点的距离为650 mm,定平台上其余4个铰链点分布圆的半径为800 mm,动平台上铰链点分布圆的半径为160 mm。仿真结果表明,经过优化设计,4-UPS-RPS空间并联机构的平方平均灵巧度系数指标比优化前明显增大,运动学性能得到了较大改善。     

基于MatLab玉米脱粒机清选机构优化设计

为了减小大型玉米脱粒机在工作过程中清选运料机构的振动,提高轴承等机械部件的使用寿命,对5 TY-1 9 0型玉米脱粒机清选机构进行了运动学分析,选用机构的平动性、运动稳定性作为优化目标,以机构的清选筛拉杆的横纵坐标作为优化变量,采用解析法建立了清选运料机构的数学模型。在清选运料机构—曲柄和双摇杆运动分析基础上,利用Mat Lab中Simulink模块进行了运动仿真和优化分析,优化了清选运料机构的机构参数,即当摇杆1为675mm、连杆2为3 425mm、摇杆3为605mm、连杆4为350mm、连杆AB为2 946mm、连杆BC为4 7 9 mm时,机构传递效果最好,振动最小。为了验证优化结果 ,进行了实际脱粒试验,通过对不同结构参数组合整机及运料机构的振动情况来看,优化后的结构参数在脱粒过程中运行平稳、振动小。该研究形成的清选运料机构的运动规律为大型农机具运料机构的运动平稳性研究提供了参考,具有一定的指导意义。