水平旋转搂草机设计与试验

针对目前国内生产的水平旋转搂草机结构、性能较差,研制出适用于天然草场和人工种植草场的高效低损的多功能水平旋转搂草机。该机采用模块化结构,能够完成优质青干草的搂、摊、翻等多种工序的作业。为此,论述了9LS-6.0型水平旋转搂草机的整机结构及工作原理,完成了搂草装置、地面行走仿形机构等关键零部件主要参数的设计,并对整机进行了试验。试验结果表明:该机具各项技术性能指标均符合设计要求,可满足优质饲草的收获要求。     

播种机单体仿形装置高度探测机构的设计

针对玉米精播机电液仿形地面高度信息探测机构采集精度低、稳定性差、容易受到地表杂物影响等问题,设计了玉米精播机电液仿形系统地面高度信息探测机构,包括红外地面信息采集组件和Arduino控制器程序。通过对红外测距传感器的性能研究及对玉米种植整地后的地面情况分析,确定了采用多点数据采集的探测方案。试验结果表明:该机构精度为1mm,可对采集到的地面高度变化信息数据进行处理过滤,实现了避免非必要仿形的功能。该地面高度信息探测机构的研究为电液式仿形系统地面高度变化系信息采集机构设计提供了参考。     

指盘式搂草机研究

本文揭示了一种指盘式搂草机主要结构及工作原理,指盘式搂草机主要由仿形轮,牵引梁,机架,指盘,伸缩装置等组成。此种搂草机可将牧草搂集成均匀、干净的草条,对牧草作用力小,保留牧草较高营养成份;对地面仿形较好,不易破坏草场地面表皮。     

大豆播种机电液仿形机构研究

利用电液控制技术对传统播种机仿形机构进行了革新,采用单独仿形,且对地表的起伏及土质软硬的仿形敏感度亦可独立设定及调校,在仿形运动中能够提供较高的仿形精度,保持动力机稳定负荷的同时,克服了整体仿形或若干前后部件组合仿形时动作提前或滞后所造成的仿形失真问题.该仿形机构可以取代传统的阻力感应方式的机构装置,更加灵敏地感应地面起伏的变化,大大提高种植深度的控制精度.     

智能花生收获机地面仿形及试验平台机构研究

挖掘铲对地面仿形的响应速度对花生收获机收获质量有着重要的影响。为此,针对一垄两行收获模式,设计了先导型传感机构及仿形试验平台。通过基于单片机的数据采集处理系统,将地形数据通过CAN总线发送到上位机。仿形平台试验证明:该仿形传感机构能够迅速真实地反映地形数据,为挖掘铲动作提供了数据依据,提高仿形精度。     

非平行四连杆仿形机构在地膜机上的应用

<正>农一师九团修造厂生产的2BM—8B型系列地膜棉播种机的前框架采用非平行式四连杆仿形机构与主梁纹接,此机构是为提高地膜机对不同地面的适应性而研制设计的,它突破了其它地膜机和农机具长期采用平行四连杆机构仿形的惯例,解决了平行四连杆机构所存在的“仿形过敏”问题,从而使2BM—8B型地膜机对不同地表地面的适应性,通过性、工作稳定性大幅度提高。这是该厂2BM—8B型系列地膜棉播种机与其它地膜机不同的显著特点。 前框架上由前向后依次安装整形轮、开膜沟圆片、顺膜轮,在顺膜轮前上方装有导膜棍和刺膜轮。工作中,当过坡沟时,整形轮首先上坡,由于非平行     

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。     

残膜回收机自动仿形系统设计与试验

目前残膜回收机已经成为新疆棉田回收残膜的主要方式之一。在残膜回收机回收残膜的过程中,由于棉田的环境复杂多变,而现有的残膜回收机无仿形功能,导致入土部件的入土深度不稳定,这就造成残膜拾净率达不到预期结果等问题。4JSM-2.1A型棉秸秆还田及残膜回收联合作业机存在同样问题,所以根据此机型设计一套机—电—液配合的自动仿形系统,对地面仿形传感机构的运动进行分析,确定机械部件的关键参数,并对仿形系统进行场地试验和田间试验。结果表明,该机工作稳定可靠,整体仿形稳定,在机具作业速度为6.5～7 km/h时,其入土部件的入土深度平均值为91.6 mm,其标准差为3.13 mm,残膜拾净率达89.5%。     

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。     

93ZF—650系列粉碎机的改进

新疆机械研究院自主开发研制的自走式双割台饲草收获机,于2002年9月试制生产样机一台,在新疆屯河农场农业示范基地进行了田间试验。立式割台采用了机械仿形机构,田间试验工作状况良好,该产品及主要性能指标处于国内同类产品先进水平。现介绍该机机械仿形机构的结构和工作原理。1机械仿形机构的结构(图1)图1仿形机构结构简图1.割台2.上拉杆3.调节丝杠4.转臂5.拉伸弹簧6.连接叉7.下拉杆8.支架9.液压油缸10.拉伸弹簧调节杆机械仿形机构结构的割台与动力机采用了四连杆机构的连接方式。由杆AB、BC、CD、DA组成四连杆机构,A、D两点铰接于动力…     

农用全地形仿形行走底盘地面力学特性

针对减少农田土壤机械压实的技术措施,在常规轮式行走机构的基础上,提出配备超低气压轮胎的农用全地形仿形行走底盘的解决方案.建立了超低气压轮胎的地面力学模型,研究了配备超低气压轮胎的农用全地形仿形行走底盘的地面力学特性,并与现有的四轮驱动拖拉机进行对比分析,结果表明,农用全地形仿形行走车能够有效减小土壤机械压实,且牵引性能良好,满足现代农业的发展需要.     

水平旋转搂草机减速箱匹配设计

水平旋转式搂草机凭借较高的作业质量和作业效率,正在逐步站稳国内高端搂草机装备市场.以一种单盘水平旋转搂草机的开发过程为例,基于减速箱配套厂家的图纸和相关数据,阐述如何围绕该减速箱进行整机匹配设计,有针对性地提出了与之相关系统的设计要点,对相关搂草机设计开发具备一定参考价值.     

甘蔗收获机割台随动控制系统设计与试验

针对国内现有甘蔗收获机无法对割台高度实施自动控制的问题,设计了一种割台随动控制系统。系统由自重摆动式仿形机构、STM32控制器、位移传感器、上位机模组、按键模块、电磁阀及驱动模组组成。自重摆动式仿形机构与地面直接接触并保持贴附,实时检测收获作业时的地面起伏变化,同时可以依靠仿形机构外廓曲面减小收获机倒退时地面对自身关键部件的冲击。建立割台高度控制参数模型,运用PID控制算法,有效地实现收获机割台高度的精确控制,进一步提升了甘蔗收获机自动化水平和工作性能。田间试验结果表明,收获机在安装割台随动控制系统后,割台随地形起伏变化而变化,使破头率降低,平均破头率为21%,通过与人工控制收获试验对比,平均破头率下降18.5个百分点。     

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。     

2BQM-6型免耕播种机设计及播种深度控制研究

根据北方地区免耕作业的农艺要求,设计了2BQM-6型气吸式免耕播种机,实现了破茬、开沟施肥、播种及覆土镇压等联合作业。在此基础上,针对免耕条件下作业地面平整度较差等因素所造成的播种深度变动大的问题,研究了播种深度调节机构和相应的参数。通过ADAMS软件对播种单体进行建模分析,研究其仿形机构不同参数对仿形效果的影响,寻求最佳仿形时的最优参数范围,以满足不同农作物种植深度不同的要求。该调节装置具有调节范围广、灵活及易于操作等特点。     

基于TRIZ理论的采茧机器人创新设计

针对采茧机采茧质量差、效率低等问题,基于TRIZ理论设计一种采茧机器人。采用九屏幕分析法、组件分析法和因果轴分析法,得出采茧机效率低、质量差等问题的根本原因：存在下茧、适应性不足、顶杆维修效率低等;运用技术矛盾法、物理矛盾法和物—场模型法对采茧机存在的问题进行求解,创新设计执行器、姿态转换器、仿形压头及剔茧装置等关键部件,并结合实际工况完成采茧机器人的整机设计。利用有限元仿真软件,进行顶杆与仿形压头采茧试验,分析蚕茧的变形和动力学响应,结果表明：采用仿形压头采茧,蚕茧总变形最大值减少96%,等效应力最大值减少91.7%,等效弹性应变最大值减少88.2%。     

丘陵山区农用仿形行走动态调平底盘设计与试验

针对丘陵山区农业机械通过性差、车身难以保持水平、机械化薄弱的问题,设计了一种丘陵山区农用仿形行走动态调平底盘。底盘4组调平悬架的悬臂夹角可精确调节,不仅能在崎岖地面上实现全时多轮驱动、多自由度仿形行走,而且通过悬架悬臂夹角调节实现车体调平控制,同时解决丘陵山区农用动力底盘行走、作业的两大难题。底盘在仿形行走过程中,倾角传感器实时测量车身倾斜角度,并计算出各悬架悬臂夹角瞬时调节量,精确调整各悬架悬臂夹角实现底盘动态补偿调平。参照中小型东方红500型农用拖拉机设计底盘样机,建立虚拟样机三维模型,并导入动力学分析软件ADAMS中进行仿真分析,底盘在多自由度仿形行走过程中,可在0.5°精度范围内实现动态调平。研制小比例样车,通过土槽试验验证底盘在多自由度仿形行走过程中,可在1°精度范围内实现动态调平。仿真、土槽与自然地面试验验证了理论分析和计算结果,为丘陵山区农用仿形行走动态调平底盘应用提供参考。     

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。