流变态土壤切削试验用室内土槽与测试系统设计

根据农业机械在水田作业的实际情况,设计了模拟田间实际作业的水田试验土槽.阐述了设计方案及设计过程,提出了解决湿基制备、土壤含水率控制等问题的方法.根据室内试验土糟的功能和特点,开发了与之配套的试验数据实时采集系统.     

室内土槽计算机测试系统的研制

简要介绍了土壤与机器系统力学研究的重要设施──室内土槽的研制情况,对该设施中的计算机测试系统的硬件和软件的研制,以及该系统的实际应用效果作了分析与探讨。     

小型室内水田土槽的研制

在室内土槽中进行试验可以避免田间试验的恶劣工作环境,能有效改善试验环境,提高工作效率。本文针对水田平整机具的设计研制了一种小型室内水田土槽,它主要由槽体、台车及其牵引系统组成,用于初步探讨水田推土板与水田相互作用参数的优化值,为优化平地铲和整机设计提供一定的依据。台车在土槽进行了同工况下的牵引速度试验,结果表明本文设计的土槽,可以模仿水田激光平地机二维推土板在田间的推土作业过程,能够依托它进行水田平整机具的相关试验,满足设计要求。     

环形土槽微耕机试验平台设计

针对传统的微耕机田间试验受多种因素影响,而室内直线土槽无法进行可靠性试验,设计了可连续作业的环形土槽微耕机试验平台。采用闭合式环形土槽及轨道,实现试验平台长时间循环作业。各功能台车分开布置,台车上、下部的六轮行走机构及可转动的侧轮支轴,实现了台车在轨道上平稳运行及顺畅转弯。微耕机试验平台融合了上、下位机的自动控制技术、多传感器技术、无线通讯技术、园林灌溉技术等,实现了田间工况的重复模拟,既可进行性能试验又可进行可靠性试验,并能够对土壤坚实度、土壤含水率、微耕机扶手振动及受力等10余项数据进行实时采集和处理。     

小型试验土槽的设计和研究

针对田间试验容易受到时间、天气、土壤条件和地面平整度条件的影响,提出一种新型的小型试验土槽,为马铃薯等根茎类收获机械的挖掘装置试验研究提供工具.小型试验土槽的核心部件为挖掘测试机构,试验的主要对象为多铲类根茎收获机的挖掘铲,主要测试挖掘铲的材料、磨损程度、安装角度以及受力情况等.使用ANSYS Workbench对挖掘...     

基于STM32的小型环形土槽测试控制系统的设计

针对现有土槽试验台人机交互不直观、数据存储读取不便捷的问题,设计了一种基于STM32的小型环形土槽,土槽使用量程为1000 N·m的DYJN-101型扭矩传感器测量触土部件所受阻力,再将数据通过无线传输模块发送。利用USART HMI与易语言软件进行显示屏模块与上位机程序的编写,实现了测试数据在显示屏上实时显示,并实时储存在上位机中,可根据需要按照时间点查看与导出。通过对马铃薯挖掘铲不同安装角度(15°、20°、30°)的验证实验,小型环形土槽在一定程度上解决了因场地和机具宽度等带来的触土部件不易试验测试的问题,克服了传统土槽人机交互不便捷、存储读取不便的问题,大大提升了实验效率,为更好地分析触土部件的受力以及工作参数提供了一种新的控制测试方案。     

基于PLC的农机试验土槽控制系统的设计

农机试验土槽为新型农业机械的研发和性能测试提供了一个可靠的实验平台.为提高土槽控制系统的自动化程度,设计了以工控机、PLC为控制核心,集变频调速、PXI总线技术、虚拟仪器、图像处理等为一体的自动化控制系统.同时,介绍了系统的组成、控制方案选择、系统的抗干扰和保护措施.     

轮胎摩擦驱动的旋转式圆形土槽试验台设计与应用

为了克服传统直线式土槽试验台的缺点,提出了旋转式圆形土槽试验台的总体设计方案;为补偿大尺寸圆形土槽加工、装配误差和方便后续配合农业机械的模拟田间试验,设计了轮胎摩擦驱动的旋转式圆形土槽试验台的初始安装位置机械式调整装置,并计算了土槽不圆度补偿能力;设计了土槽试验台控制系统,建立以PLC为主控、伺服电机为执行机构的闭环系统,使得该土槽具有平稳的运行速度;经试验发现该试验台能够补偿土槽的不圆度,可以在0~3.8 r/min转速范围内平稳运转,最大速度波动标准差为0.038 r/min,从启动到进入平稳运行所需最长时间为9.8 s;配合栽植机构进行移栽试验,株距变异系数为4.46%,均匀性好,能够满足移栽农艺要求。     

免耕播种机开沟圆盘试验土槽的设计

针对免耕播种机开沟圆盘大田试验效率低、劳动强度大、易造成扬尘污染等问题,设计了免耕播种机开沟圆盘试验土槽,该试验土槽槽体采用梯形状设计.为了便于安装拆卸开沟圆盘,设计分段式圆盘刀架轴,并用卡盘法兰固定开沟圆盘.装置的动力由变频调速电机供给,电机动力通过轴端的V型带传递给刀架轴.为了能够模拟拖拉机工作时动力情况,设计了变频调速电机控制装置.试验表明,该免耕播种机开沟圆盘试验土槽性能稳定,可以有效模拟免耕播种机开沟圆盘的不同作业环境,为免耕播种机开沟圆盘的研究开发提供有效的技术支持.     

微波真空冷冻干燥装置设计与试验

阐述了微波真空冷冻干燥装置的总体结构、工作原理以及微波冻干仓的设计要点,详细分析了微波谐振腔、微波真空屏蔽结构和玻璃真空罩的设计,确定了主要工作部件的具体结构和相关参数。冬枣冻干试验研究表明,整机结构合理,性能稳定,安全可靠;与普通真空冷冻干燥相比,在产品质量相同的条件下,干燥时间节省了40.9%     

微型土槽试验台的优化设计与试验

利用SolidWorks软件绘制了微型土槽试验台的三维模型,并对机架的强度进行了有限元分析,根据分析结果进行了改进设计和有限元分析论证,完成了试验台的制作。选取芯铧式开沟器进行土槽试验台性能验证试验,通过采集的图像及数据可知:芯铧式开沟器开沟稳定,土槽试验台的性能满足试验和设计要求。     

耕作土壤沟形测量系统设计与试验

针对耕作部件作业后土壤表面沟形特征参数测量困难,以及传统测量方法存在测量效率、误差难以兼顾的问题,设计了一种基于激光三角法的耕作土壤沟形测量系统。该系统包括便携式硬件结构和交互式软件系统,硬件结构主要由X/Y轴电动导轨、激光测距传感器、旋转编码器、便携式计算机、水平仪和型材支架组成;基于LabView构建的交互式软件可根据运动控制器和旋转编码器信号对X/Y轴电动导轨实现高精度扫描定位,交互式界面实时显示沟宽、沟深及沟形断面轮廓曲线,获取的点云数据通过空间插值和曲面拟合算法得到沟形三维数字化模型。精度测量试验和田间应用试验结果表明:直径方向测量的平均绝对误差为0. 59 mm,厚度方向测量的平均绝对误差为0. 02 mm;与图像检测法对比,系统测量误差最大降低2. 1%,同时随着沟形断面采样次数增加测量值趋于稳定,测量误差呈指数函数下降;与田间人工测量相比,该系统测量相对误差最大为5. 86%,平均相对误差为3. 37%,能够满足农田土壤耕后沟形自动化测量的需要。     

保护性耕作与传统耕作土壤含水量及土壤硬度对比试验

<正>2003年喀什地区承担农业部保护性耕作项目后,在英吉沙县项目示范区,开展一系列的保护性耕作试验研究工作,收集大量的基础性资料,2006年3月通过了农业部的验收。项目验收后在英吉沙县苏     

Tillage Tool Design by the Finite Element Method: Part 2. Experimental Validation of the Finite Element Results with Soil Bin Test

Laboratory soil bin tests of subsoiler cutting in a sandy loam soil were carried out in order to validate the results obtained from the finite element calculations reported in Part 1 of this study. Measured results of subsoiler draught force and soil failure dimension taken on the surface were presented for four combinations of the subsoiler shank rake angle and chisel angle. Soil bin tests also measured the variation of draught force with subsoiler displacement. It was observed that the angle of both the subsoiler parts affected the dimensions of the surface soil failure and the magnitude of subsoiler draught force.Finite element method predictions of the subsoiler draught force as well as the extent of surface soil failure agreed well with measurements made in the soil bin. The predicted draught force for all subsoiler types exceeded the measured ones. The overprediction error ranged from 11·76 to 20·04%. The finite element model provided a good approximation to the maximum upward soil movement for the experiments. Better finite element method predictions of the front soil failure was obtained for the two subsoiler designs with a small chisel angle of 15° than for the designs with chisel angles of 23 and 31°. Among the four investigated subsoiler types the best subsoiler design was devised, which required the lowest draught and developed good soil loosening qualities as estimated by soil volume change. This subsoiler had a shank of 75° rake angle and an inclined chisel of 15° angle. Keeping a good soil loosening performance was attributed to the smaller shank rake angle of 75°, which indicated that the shank played an important role for the determination of the quality of soil loosening.     

土壤耕作阻力测试系统研制及标定

土壤耕作过程中,土壤对耕作部件的阻力是波动、随机的,测定机械阻力大小可对部件设计的合理性及耕作部件动力配套的选择提供帮助。为实时测定深松铲工作的机械阻力,设计了由牵引机具、深松铲、传感器、应变仪、计算机组成的土壤耕作阻力测试系统。通过静态标定,该系统的线性度、线性迟滞和迟滞均小于1%。     

多功能土槽试验台的结构方案设计

介绍了一种新型土槽试验台的结构方案。该新型土槽试验台能够适应各种行走机构的试验要求,采用测功机和电动机双向加载控制方式,实现行走机构速度、牵引力、滑转率等动力学试验参数的控制要求,具有良好的通用性和实用性。     

悬挂式旋耕机耕深监测系统设计与试验

针对旋耕机作业耕深测量效率低和缺乏有效在线监测手段的问题,以悬挂式旋耕机耕深为检测对象,研究了一种基于旋耕机悬挂姿态的非线性耕深监测系统,以提高旋耕作业质量自动化监测水平。首先,对旋耕机的悬挂姿态进行分析,确定了旋耕机耕深与悬挂姿态之间的数学关系式,综合考虑悬挂式旋耕机组的结构形变和车轮下陷等因素对测量结果的影响,建立了三参数非线性耕深测量模型,该模型通过拟合旋耕机悬挂姿态角和耕深的关系,可实时计算实际耕作状态下的耕深;其次,为验证该模型的测量精度,设计了适用于车载终端的悬挂式旋耕机耕深监测系统,该系统集成卫星定位、实时耕深测量、作业速度测量、作业面积计算、稳定性评估等模块,支持数据云端存储与共享;最后,对模型参数进行标定试验,采用最小二乘法对模型进行参数优化,利用标定后的耕深监测系统开展多组田间试验。与人工测量结果对比显示,耕深最大误差不超过0. 80 cm,均方根误差不超过0. 55 cm,表明该悬挂式旋耕机耕深监测系统精度高、稳定性好。通过耕深质量评估试验生成多组带有位置信息的评估报表,表明该监测系统能够对旋耕耕深质量进行全面评估。     

不同耕整地机械对油菜播种机适应性试验

为了提高北京地区油菜播种质量,参照相关标准,开展了驱动耙和灭茬旋耕机2种耕整地方式下的油菜播种机试验。结果表明:与驱动耙对比,灭茬旋耕机的作业质量好,作业效率高,性能较优,但油耗稍大。综合考虑油菜播种机的播种质量发现,驱动耙耕作方式更适合油菜播种机,在播种机设定的作业条件下,驱动耙耕整地后播种机的播种均匀性变异系数比灭茬旋耕机低25.5%,各行播种量一致性变异系数低1.3%,同时用种量高0.45 kg/hm2,作业速度低0.09 hm2/h。