自走式甜菜联合收获机自动对行检测装置的设计

甜菜是甘蔗以外主要糖来源之一,在生产生活过程中具有重要地位。为提高甜菜的收获效率,需要研发收获机自动对行控制系统和控制技术,而对行检测是实现甜菜自动对行收获的基础与难点。为此,设计研发了一种适用于自走式甜菜收获机的对行检测装置,并进行了性能测试。实验结果表明:所设计的装置能够精确检测偏离作物行的程度,为实现自走式甜菜联合收获机的自动对行控制奠定了基础。     

牵引式甜菜联合收获机自动对行系统设计与台架试验

为提升中国甜菜收获机械的自动化水平和作业性能,依托前期研制的4LT-A型牵引式甜菜联合收获机和4LTSYT-A型甜菜自动对行收获田间模拟试验台,对自动对行系统进行了总体结构和关键部件设计及参数确定。以漏挖率、破损率和反应时间为自动对行性能指标,以复位弹簧预紧力、前进速度、偏离距离、液压流量、供油压力及株距为试验因素进行了单因素台架试验,分析了各因素对各性能指标的影响显著性和影响规律。方差分析和直观分析结果表明,弹簧预紧力、前进速度、偏离距离和液压流量均对各性能指标影响显著,供油压力和株距对各性能指标影响不显著。随弹簧预紧力的增大（53~346N）,反应时间增加,漏挖率和破损率先减小后增大,当预紧力为198N时,漏挖率和破损率最低,分别为2.34%、3.77%;随前进速度的增加（0.4~2.0m/s）,漏挖率和破损率逐渐增大,反应时间逐渐减小并趋于稳定;液压流量在15~35L/min变化时,漏挖率逐渐减小,反应时间和破损率先减小后增加,当液压流量q=25L/min时,破损率和反应时间最小,分别为3.77%、0.47s;各性能指标随偏离距离的增加而逐渐增加,自动对行系统在偏离距离0~60mm范围内的适应性较好。     

甜菜收获机自动对行液压纠偏执行系统设计与试验

随着农业机械机电液一体化程度以及设备性能的不断提高,甜菜收获机也逐渐向自动化智能化方向发展。为此,设计了甜菜收获机自动对行液压纠偏执行系统总体机构,确定了系统工作原理。通过设计、计算分析,确定了液压元器件的主要结构和工作参数。同时,应用AMESim软件对系统进行了建模与仿真以及动态响应特性分析,确定了液压流量和压力的取值范围。对系统进行了物理样机设计和台架试验,得出了液压流量和压力对性能指标系统反应时间的影响规律和趋势,以及液压流量和压力的最佳取值,即当液压流量为25L/min,供油压力为18MPa时,系统反应时间最小。     

4TX-1型牵引式甜菜联合收获机的设计

甜菜主要在我国北方冷凉地区的黑龙江、内蒙古和新疆等地种植,是我国第二大糖料作物。传统的甜菜收获作业以分段式作业为主,存在着用工量和劳动强度大,机组多次进地能耗高,作业效率低不利于抢抓农时等问题,严重制约了我国甜菜联合收获技术装备整体水平的发展和提升。设计了一种由拖拉机牵引使用的新型甜菜联合收获机,一次进地即可完成自动对行、碎缨除草、仿形削顶、振动挖掘、回转清杂、垂直升运和归箱装车等项作业功能,整机采用全液压驱动的动力型式,结构简洁,使用方便可靠。     

玉米收获机自动对行系统设计与试验

为提高玉米收获机的对行质量,减轻驾驶员的劳动强度,设计了一套玉米收获机自动对行系统,包括自动对行感知系统和路径跟踪控制系统。感知系统由激光雷达、机械式对行传感器、陀螺转角仪等组成,激光雷达检测进入地块前的横向偏差,机械式对行传感器检测收获作业时的横向偏差,陀螺转角仪检测航向偏角。以纯追踪模型作为路径跟踪的控制方法,利用模糊控制原理动态调整纯追踪模型中的前视距离,结合收获机的运动学模型,确定收获机转向轮的期望转角,并通过Matlab/Simulink软件对模型进行仿真分析。将自动对行系统搭载于4YL-6型玉米收获机上进行田间试验,结果表明,激光雷达静态检测试验的偏差均值为0. 077 5 m,标准差均值为0. 130 9 m,偏差在±15 cm和±30 cm内的比例均值分别为80. 5%和95%;激光雷达地头自动对行试验的平均调整距离为7. 89m,平均偏差为0. 146 m;基于机械式对行传感器的收获作业自动对行试验的偏差均值为0. 087 6 m,标准差均值为0. 097 6 m,偏差在±15 cm和±30 cm内的比例均值分别为83. 1%和100%。试验结果满足玉米收获机的对行作业要求,可为玉米收获机的自动对行提供理论支持。     

根茎类作物收获机自动对行系统设计与试验

针对国内根茎类作物收获机械自动化水平低、劳动强度大、对行功能缺失、明薯率低、伤薯率高和漏挖率高等问题,以4UGS2型双行薯类收获机为载体,以垄行截面走向为研究对象,综合运用机械、液压和电子控制等领域关键技术,设计了一种自动对行系统。该系统包括地垄仿形机构、牵引机构、液压系统和控制系统,采用基于PID的速度控制模式实现收获机作业路线实时调整,从而实现收获机行进过程中的自动对行功能,进一步提高了薯类作物收获机械自动化水平。田间收获试验表明：薯类收获机安装自动对行系统后,其平均明薯率为 97.25%,平均伤薯率为1.44%,平均漏挖率为1.57%。通过与人工对行收获试验对比可知,平均明薯率提升了2.16个百分点,平均伤薯率降低了1.40个百分点,平均漏挖率降低了1.81个百分点。     

玉米收获机自动对行方向自校正系统的研究

所研制的自动对行方向自校正系统是玉米收获机自动对行控制系统的执行单元。系统采用PID控制方式调节电液比例方向阀阀芯开度,进而控制液压缸活塞杆的速度和位移,最终控制转向轮的偏转角度和偏转速度。该系统以4YZP-4D型玉米收获机为载体进行田间试验,结果表明:PID参数为KP=800、Ki=0. 5、Kd=0. 1,作业速度为7 km/h时,自动对行方向自校正系统控制效果最好。     

基于ADAMS的花生收获机清选装置设计与仿真研究

花生清选分离是花生收获机作业过程中最重要的项目之一,是收获机的核心部件,其性能的好坏直接关系到收获机的作业质量,其主要的指标是含杂率与损失破碎率。为了提高花生清选分离装置的设计效率、缩短设计周期,提出了一种基于ADAMS的花生收获机清选装置虚拟设计和仿真方法,并对核心部件做了重点设计,包括轮轴和星型轮。利用非自由质点坐标系和广义坐标系,结合拉格朗日方程的位置和速度约束,建立了清选装置的机械系统运动学微分方程。使用ADAMS软件对不同转速条件下的轮轴工作效果进行了动力学仿真,得到了3种不同速度下的Y轴速度曲线,通过比较曲线的震动效果,选择合适的轮轴转速,对花生收获机的优化设计具有重要的借鉴意义。     

甜菜收获机现状与发展趋势

介绍了国内外甜菜收获机械现状,根据收获方法的不同,重点分析了各代表机型的优缺点,总结归纳了国内甜菜收获机械的不足,阐述了甜菜收获机械的发展趋势。     

电动叶菜收获机自动对行控制系统研究

为提高叶菜收获机智能化控制性能、降低劳动强度,设计了一套电动叶菜收获机自动对行控制系统.通过建立电动叶菜收获机转向机构数学模型和设计对行探测机构,采用PID和模糊控制技术建立了自动对行系统控制策略,并进行了仿真试验和田间试验.试验结果表明:在叶菜行发生偏移时,系统能及时调整行走轨迹,实现自动对行功能,提高了电动叶菜收获...     

基于ADAMS的玉米茎秆与收获割台仿真

茎秆折断在玉米收获过程中已成为一个迫切需要解决的问题。为此,通过ADAMS/VIEW拉伸法建立玉米茎秆柔性体模型,利用Pro/E建立割台三维模型,导入Adams后添加相应约束和驱动进行仿真。仿真结果表明:分禾器外表面过渡处越平滑,植株越不易被推倒,减少了玉米茎秆的折断的几率。同时,通过虚拟正交试验,得到拉茎辊转速和机器行走速度的最优组合为n=900r/min,v=2.16km/h,可以降低对玉米茎秆的损伤程度,减少折断玉米茎秆的几率。     

基于ADAMS的玉米收获机传动箱的仿真分析

玉米联合收获机传动箱是玉米收获机的关键部件。应用三维造型软件Pro/E对齿轮箱进行三维实体造型,并将模型通过Pro/E和ADAMS专用接口软件Mech/Pro导入ADAMS中进行仿真分析。根据模型的运动原理,对各部件施加约束、力矩、碰撞力等,以模拟齿轮箱的运动,得到运动学、动力学参数曲线。分析结果表明:该齿轮箱能够满足设计要求,应用仿真分析法得出的结论可为齿轮箱的设计、改进以及优化提供有益的技术和理论支持。     

基于ADAMS的丘陵山地小型玉米收获机仿真

对某小型玉米收获机的整车性能进行了研究。将在Pro/E中建立的整机三维模型导入UG中进行了布尔和运算,减少约束,简化模型。运用ADAMS建立了虚拟样机模型,通过平路上的实车试验验证了所建仿真模型满足虚拟试验要求。利用虚拟样机模型测试了整机的临界侧倾角度和最大爬坡坡度,从而避免了在危险条件下的实车试验。同时利用虚拟样机模型和车辆圆锥指数分析了机器在松软地面上的通过性能。     

基于ADAMS的4GZ-90甘蔗联合收割机动力分配箱仿真研究

动力分配箱是甘蔗联合收割机的核心零部件,影响着整机的工作性能。本文运用CAXA、Solidworks、ADAMS虚拟样机技术建立了4GZ-90甘蔗联合收割机的动力分配箱的虚拟样机,并进行了验证分析,得出了在全功率工况下每一对啮合齿轮间的啮合力及其FFT变换,为以后的动力学、热力学性能分析做好了准备。     

基于ADAMS的摆环机构运动仿真分析

摆环机构是实现往复式切割器运动的一种典型传动机构。运用Solidworks软件对摆环机构进行建模设计,介绍其结构及工作原理。通过ADAMS软件对摆环机构进行模拟仿真,研究其传动方式和运动规律,获得割刀在往复运动方向上的位移、速度、加速度等运动曲线,为农、牧业收获机械中摆环机构的设计分析提供依据。     

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.