外槽轮排肥器排肥离散元仿真及排肥舌参数优化

为通过优化外槽轮排肥器排肥舌结构,以提升其排肥均匀性,利用EDEM建立外槽轮排肥器的离散元仿真模型,对其排肥作业过程进行模拟仿真,通过肥料颗粒运动状态仿真结果验证肥料颗粒流动特性。应用虚拟试验方法,分析排肥舌倒角结构参数变化对肥料颗粒流动特性的影响。结果表明:排肥流量变异系数随着排肥舌倒角的增大而先减小后增大,两者间呈负抛物线型二次函数关系,且在排肥舌倒角弧长与单个凹槽弧长比值为0.85时,外槽轮排肥器排肥质量波动最小,排肥均匀性最佳。验证试验结果表明:配装最优结构排肥舌的外槽轮排肥器排肥流量变异系数最小,具有最佳的排肥均匀性,比传统平端排肥舌排肥流量均匀性提高了49.9%。     

小型变量施肥机变量施肥研究

[目的]在吉林省中部地区玉米种植模式中实施精准农业,实现变量施肥。[方法]采用步进电机作为小型变量施肥机变量施肥系统动力,用4种代表性肥料作为试验材料,研究排肥轮长度、排肥轮转速和排肥量等因素。[结果]采取控制排肥轮转速和排肥轮长度的方式能够有效控制排肥量。[结论]该方式能够实现精准农业意义上的变量施肥,保证变量施肥系统的稳定性及精密播种准确性。     

外槽轮排种器结构的改进

在结构上从3个方面对现有外槽轮排种器进行了改进，并选取了3种排种器参照对比，通过室内和田间性能测试，各行排量一致性变异系数、总排量稳定性变异系数、种子破损率和田间出苗均匀性变异系数以及断条率等性能指标均优于其它同类型的排种器。     

水稻芽种直播槽轮排种器排种仿真与试验

为获得水稻芽种直播机排种性能良好的槽孔形状、槽孔螺旋角、槽轮工作转速,运用离散元分析软件EDEM对半圆形、"V"形、梯形、钩勺形4种槽孔槽轮排种器的排种性能进行仿真分析和台架试验验证。结果表明:当槽轮槽孔形状为钩勺形、槽孔螺旋角为13.46°、槽轮工作转速为21.09 r/min时,排种器排种穴径合格率为96.37%,穴粒数合格率为95.43%,伤芽率为6.54%,可满足农艺要求。     

间隙啮合渐开线齿轮排肥器的结构优化仿真及试验

为解决排肥器排肥不均匀的问题,设计了间隙啮合渐开线齿轮排肥器,为考察排肥齿轮结构参数对排肥均匀性的影响规律,在理论分析的基础上应用离散元法对排肥过程进行仿真分析。以排肥轮齿数、排肥轮间隙、轮齿压力角为试验因素,以排肥均匀度变异系数为评价指标进行正交优化试验,结果发现,影响排肥均匀度的因素大小为排肥轮齿数排肥轮间隙轮齿压力角,其中,排肥轮齿数对排肥均匀度有显著影响(P0.05),排肥轮的最优结构参数组合为排肥轮齿数12、排肥轮间隙6 mm、轮齿压力角25°,此时排肥均匀度变异系数最小,为17.59%。加工最优结构参数组合下的间隙啮合渐开线齿轮排肥器,并进行台架试验,试验结果显示,台架试验排肥量与理论排肥量相对误差为-0.95%,与仿真值相对误差为-2.41%,台架试验均匀度变异系数为19.01%,与仿真值基本一致,同等条件下外槽轮排肥器的变异系数为31.96%,台架试验排肥器变异系数比外槽轮排肥器变异系数小12.95个百分点,结构优化提高了排肥均匀性,符合设计要求。     

气送式集中排肥器螺旋排肥装置的改进与试验

针对现有气送式集中排肥器螺旋排肥装置稳定性和均匀性较差的问题,提出"排肥装置集中对行排肥+气力输肥"的排肥方式,应用离散元法和台架试验对螺旋排肥装置进行改进.采用EDEM仿真分析型孔截面形状(对称截面、倾斜截面、直行截面),型孔深度和型孔数量对排肥速率、均匀度和各行排肥量一致性变异系数的影响.结果表明:1)当排肥轮转速...     

玉米变量穴施肥控制系统的设计与试验研究

为了降低化肥土壤污染,执行国家绿色减排文件要求,设计了一套玉米变量穴施肥的控制系统。建立自主穴施和同步穴施两种模式,采用圆盘结构挡片与步进电机配合完成玉米穴施肥,利用玉米排种器检测装置实现种肥同步作业。针对两种模式的不同功能,采用模块化设计与程序编写,完成了控制系统的设计。另设计了配套试验台对两种模式进行性能试验,试验结果表明：自主穴施和同步穴施模式的施肥变异性系数平均值分别为2.53%和2.2%;自主穴施模式的穴距合格指数为96%,同步穴施模式的种子与化肥间横向距离合格率为95%,整体施肥变异性系数均满足国家要求。该控制系统具有较高的稳定性与可靠性,为后期玉米穴施肥控制奠定基础。     

铰链杠杆式肥箱排肥量监测系统设计与试验

为实时监测施肥量以提高施肥精度,设计了一种可对肥箱剩余肥量实时监测的铰链杠杆式肥箱排肥量监测系统。该监测系统由称质量、多路排肥量监测两部分组成。其中,称质量部分主要由铰链杠杆机架、平行梁称质量传感器等组成,以平行梁称质量传感器为工作元件,承载并测量安装在铰链杠杆机构上方的肥箱以及肥箱内实时肥料质量。多路排肥量监测部分由控制器、排肥量监测、数据通讯、监视器等模块组成,负责收集各称质量传感器获取的排肥量信号,并将其处理后传输至监视器交互界面便于对施肥系统作业参数实时查看、配置。田间试验结果表明,该排肥量监测系统可对各肥箱排肥量独立、同步实时测量,其监测相对误差最大为4.79%,最小为3.55%。     

变量悬耕施肥机结构及工作原理

该文介绍了一种适合水田和旱田旋耕作业,应用精准农业原理可与国产拖拉机配套实现旋耕作业的变量旋耕施肥机,该施肥机在GPS导航系统的帮助下可以按照预先设计的处方图在旋耕作业的同时实现变量施肥。机械采用普通的国产外槽轮排肥器作为变量施肥机的肥料计量装置,通过调整外槽轮的转动速度达到调整肥料量的目的。该机作业幅宽为2m,配套动力为50马力以上中型拖拉机。施肥机械在田间的作业原理和基本的结构也进行了详尽的介绍。     

圆弧齿轮排肥器设计与仿真试验

针对外槽轮式排肥器存在排肥流量均匀性较差的问题,设计一种圆弧齿轮排肥器。对排肥轮结构进行理论分析,建立排肥量数学模型,并确定在结构参数不变的情况下,影响排肥器排肥量的工作参数。设计仿真试验,研究工作参数对圆弧齿轮排肥器排肥量的影响、对比圆弧齿轮排肥器与外槽轮式排肥器排肥流量均匀性高低;设计验证试验,检验仿真试验可靠性;结果表明:1)因调肥隔板与排肥轮间存在间隙,导致肥料堆积产生滑移现象,排肥器无法通过改变工作槽段长度对排肥量进行稳定调节,但排肥轮转速可线性改变排肥器排肥量,且排肥轮转速与排肥流量间存在线性关系;2)圆弧齿轮排肥器较外槽轮式排肥器排肥流量变异系数平均减小30.14%,排肥流量均匀性有了较大的提高;3)台架试验值与离散元仿真值相对误差值均小于2.5%,离散元仿真试验结果可靠。     

叠片式啮合圆弧齿轮排肥器设计与仿真试验

为达到稳定排肥、排肥流量可调控的目的,设计了改善排肥流量均匀性的叠片式啮合圆弧齿轮排肥器。通过对排肥器结构设计与理论分析确定影响叠片式啮合圆弧齿轮排肥器排肥量的主要因素为排肥器工作槽长与排肥轮转速。设计仿真试验研究排肥器排肥量随影响因素变化规律,对结果进行台架试验验证。结果表明：选取排肥量变化曲线拟合斜率表征排肥流量,发现排肥流量可调控且与工作槽段长度、排肥轮转速存在线性关系,线性拟合结果显示校正决定系数分别为0994、0990;试验值与仿真值相对误差值较小,仿真试验结果可靠;与外槽轮式排肥器相比变异系数平均减小65%,排肥流量均匀性有了较大的提高。该结果对排肥器的创新设计与理论研究提供了参考。     

外槽轮排种器性能检测及分析

采用机器视觉方法,检测了外槽轮排种器的排种过程,以期对该排种器性能进行较精确地评价。小麦试验结果表明,排种量呈某种性质的离散分布,其条形图一般非对称,峰值偏左。排种器转速和槽轮工作长度愈大,则排种均匀性愈好,条形图趋于对称。两个参数对排种能力及排种均匀性均存在极为显著的影响,显著性检验尾概率的最大值分别达0 0007和0 0016,效应模型的决定系数最小值为0 9185。排种量的均值达17 0343粒/s～165 9395粒/s,标准差达13 6025粒/s～27 4819粒/s,变异系数达15 6797%～79 8534%。排种量的极差变化较小。槽轮工作长度值18mm可能处于排种量跃升的临界状态附近。     

基于离散元法的螺旋式排肥器性能模拟试验

为提高螺旋式排肥器对颗粒肥料的排肥稳定性与均匀性,采用离散元仿真软件EDEM对排肥器结构参数进行数值模拟并进行仿真试验,分析螺旋叶片直径、螺距和排肥轴转速对排肥器排肥性能的影响,获得排肥器工作参数与排肥量和排肥稳定性变异系数的回归数学模型。仿真试验结果表明:影响螺旋式排肥器排肥量的因素主次依次为排肥轴转速、螺距、螺旋叶片直径,排肥量最大为221.2 g/s,最小为54.76 g/s;影响排肥稳定性变异系数的因素主次依次为排肥轴转速、螺距、螺旋叶片直径,通过Design–Expert 8.0进行参数优化,确定排肥器最优参数组合,即螺旋叶片直径100 mm、螺距60 mm、排肥轴转速15 r/min,此时排肥稳定性变异系数达到最小值,为8.48%,排肥器排肥性能较为稳定均匀。     

烟草起垄施肥机排肥机构的设计

改进设计了烟草起垄施肥机的排肥机构，采用大直径拔杆轮弹片式排肥器，较好地解决了烟草种植中化肥颗粒大、排肥量大、化肥潮湿易架空堵塞等问题。通过田间测试，满足实际需要。     

螺旋槽轮式排种器的研究

介绍了螺旋槽轮式排种器的结构和工作原理以及充填机理。将两个不同螺旋角的螺旋槽轮和直槽轮进行了比较研究。说明了槽轮的螺旋角度和转速对排种性能的影响。性能实验论证了螺旋槽轮式排种器的播种均匀性系数低于0．505，达到了小麦精量播种要求。     

风送式集中排肥系统的设计与试验

针对外槽轮排肥装置施肥作业均匀性不高的问题,设计一种风送式集中排肥装置及同步施肥控制系统。通过台架试验比较直槽、交错槽和螺旋槽3种排肥轮结构的排肥性能,并建立排肥轮转速与排肥速率的线性回归方程;基于北斗+GPS系统和限幅平均滤波算法提高行驶速度的监测精度,并据此开发施肥控制系统。结果表明：1)排肥轮转速为10～60 r/min时,螺旋槽结构排肥轮具有较好的排肥性能,排肥量稳定性变异系数和各行排肥量一致性变异系数分别为0.15%和1.57%,排肥量均匀性变异系数<4%。2)排肥轮转速<60 r/min时,施肥控制系统的施肥调整响应时间<0.85 s;当理论施肥量和平均作业速度分别为300～600 kg/hm²和5.22 km/h时,施肥准确率>95%。该风送式集中排肥装置及施肥控制系统可以实现同步、精量和均匀施肥作业。     

基于EDEM的水稻槽轮排种器排种仿真与试验研究

为适应水稻穴直播的种植要求,设计了4种不同结构槽轮排种器。借助离散元分析软件EDEM对4种不同结构的槽轮排种器进行仿真分析,并进行试验验证。台架试验结果表明：当排种轮槽孔形状为钩勺型槽孔、槽孔螺旋角为14.01°、排种轮工作转速为21.09 r/min时,得到最佳穴径合格率和穴粒数合格率分别为96.42%、95.23%。用EDEM仿真与台架试验结果基本相同,表明用离散元法对槽轮排种器进行仿真分析具有可行性。     

排肥器性能检测装置的设计与研究

设计了一种排肥器性能检测装置,并对其主要结构进行了详细介绍。针对检测装置参数的智能控制,结合其机械结构和控制要求,确定了控制系统方案的确定。同时,开展了机架的固有特性研究,在建立机架的三维模型基础上,采用有限元软件Workbench对机架进行了模态分析,得到了机架的低阶振动频率和振型。     

基于小波变换的颗粒肥流量信号处理研究

针对在精准变量施肥中对排肥信号精度要求较高,受外界因素干扰较多导致排肥信号不精确的问题,本试验提出了对颗粒肥流量信号进行去噪处理的小波阈值去噪和小波包阈值去噪2种方法。为了验证2种方法的正确性,本研究以不易变形且摩擦力度小的大颗粒尿素为研究对象,利用排肥试验台对颗粒肥展开排肥试验;然后,利用微波多普勒传感器采集颗粒肥的流量信号;最后,通过2种去噪方法对多普勒信号进行仿真,结果表明:对信号进行多尺度小波变换后,低频小波分解重构可以更有效地去除噪声。     

变量播种施肥技术研究

由于种子的播种量不精确,化肥的施用存在利用率低、污染环境等问题。为了解决这些问题,必须进行精准变量播种施肥,变量播种施肥技术是精准农业的重要内容之一。文章介绍了精准农业的基本概念,并以精准农业为背景,介绍了变量播种施肥的概念及关键技术,探讨了当前变量播种施肥技术存在的问题及未来的发展前景。