花生联合收获机柔性夹持装置设计与试验

针对传统花生联合收获机刚性夹持链夹持损失率偏高的问题,提出了三夹持带柔性夹持技术,并设计了三夹持带夹持输送装置.通过试验台试验确定了带型、带距、带速等参数,并通过与刚性夹持链的田间对比试验,对拉断落果率、夹持喂入率、夹断率、去土率、掉株率、掉果率等试验指标进行了综合评价.试验结果表明,三夹持带柔性夹持输送方式损失率较低.     

木薯收获机夹持输送机构设计与力学分析

针对现有挖拔式木薯收获机夹持输送机构出现夹持掉带掉薯、夹持对中困难及木薯茎秆难以进入夹持输送机构等问题,研究设计了夹持输送机构。该机构采用拉簧安装在移动杆凹槽内,移动杆与机架间为移动副连接的方式夹紧木薯茎秆,并将其与摇杆与机架间为转动副连接的方式进行了对比分析。结果表明:移动副连接使拉簧的拉力全部提供为夹持力,无拉力损失,夹持力最大;同时,自动调节带间距,夹持牢固。根据土薯生物环境特性,设计了夹持轮、带轮、夹持带、张紧装置和导向装置等主要结构,并对各结构进行了分析,确定了主要结构参数。根据木薯块根拔起时的速度分解图,建立了块根拔起时的力学模型,且通过分析推导得到了夹持输送机构对块根的拔起力和对茎秆的夹持力计算公式。该研究对于快速拔出、输送薯块、减少薯块损失、降低伤薯率、提高挖拔式木薯收获机整机性能具有重要意义。     

大蒜联合收获机夹持输送机构的设计与分析

针对现有大蒜联合收获机夹持输送机构存在的生产效率低、可靠性差等问题,设计一种柔性夹持输送机构。根据机具性能要求和大蒜的生长环境特征,阐述了夹持输送的结构和工作原理,通过对大蒜在夹持输送过程中的力学特性分析,确定了结构参数和技术参数。所设计的柔性夹持输送机构倾斜角为25°,输送带为B型双联带,夹持高度距离地面162mm可调,生产效率为0.2~0.5hm^2/h。该研究对大蒜可靠输送、降低伤蒜率、减少大蒜输送损失、提高大蒜联合收获机整机性能具有重要意义。     

4UZL-1型甘薯联合收获机刮板链提升机构设计与台架试验

针对4UZL-1型甘薯联合收获机作业过程中损失率大、伤薯率高等问题,本文在分析4UZL-1型甘薯联合收获机整机结构的基础上具体阐述其工作原理,进行该机弧栅交接刮板链输送机构的设计及参数确定,并依托该机和甘薯种植模式搭建弧栅交接刮板链输送试验台。以薯块提升输送过程中损失率和伤薯率为主要评价指标,开展以挖掘输送机构角度、刮板链输送角度、挖掘输送机构速度、刮板链输送速度、刮板角度和弧栅安装距为试验因素的单因素台架试验,并分析各因素对各性能指标影响显著性和影响规律及原因。试验结果表明,挖掘输送机构角度、刮板链输送角度、挖掘输送机构速度和刮板链输送速度对各性能指标影响显著,刮板角度和弧栅安装距对各性能指标影响不显著。当挖掘输送机构角度为24°、刮板链输送角度为60°、挖掘输送机构速度为1.15 m/s、刮板链输送速度为0.69 m/s时,弧栅交接刮板链输送机构效果较好,损失率和伤薯率分别为0.75%和0.13%。研究结果可为甘薯联合收获机的结构完善和参数优化提供参考。     

4HLB-2型半喂入花生联合收获机试

为了提高4HLB-2型半喂入花生联合收获机作业性能,通过单因素试验和两因素全试验,研究了土壤含水率、收获期、夹持高度、清土频率和振幅、摘果辊转速和夹持输送速度对收获损失和含土率的影响。结果表明：收获沙壤土花生的适宜土壤含水率为8％～15％;花生生长后期,清土落果损失率逐渐增加,当根茎拉断力小于5N时,落果损失率大于2％;机器收获的最佳夹持高度为150～200mm,此时清土和摘果效果最佳,其中果实总损失率小于6％,含土率小于4％;清土作业采用低频率、小振幅时落果损失小,但含土率高,采用高频率、大振幅时含土率低,但落果损失大;摘果作业在高摘果辊转速和低夹持速度工况下,摘果段损失率较低,试验中当摘果辊转速为390r/min、夹持速度为0.5m/s时,摘果损失率为     

4HLB-2型半喂入花生联合收获机试验

为了提高4HLB-2型半喂入花生联合收获机作业性能,通过单因素试验和两因素全试验,研究了土壤含水率、收获期、夹持高度、清土频率和振幅、摘果辊转速和夹持输送速度对收获损失和含土率的影响.结果表明:收获沙壤土花生的适宜土壤含水率为8%～15%;花生生长后期,清土落果损失率逐渐增加,当根茎拉断力小于5N时,落果损失率大于2%;机器收获的最佳夹持高度为150～200mm,此时清土和摘果效果最佳,其中果实总损失率小于6%,含土率小于4%;清土作业采用低频率、小振幅时落果损失小,但含土率高,采用高频率、大振幅时含土率低,但落果损失大;摘果作业在高摘果辊转速和低夹持速度工况下,摘果段损失率较低,试验中当摘果辊转速为390r/min、夹持速度为0.5m/s时,摘果损失率为2.79%.     

大葱夹持力分析与力学特性试验研究

针对现有大葱收获机夹持输送机构出现夹断大葱、无法拔起大葱及输送过程中大葱掉落等问题,设计了一种对称式柔性夹持输送机构。采用力学模型分析了大葱所需要的夹持力,并通过大葱拔起试验对力学模型进行验证;然后利用电子万能试验机对大葱茎秆进行拉伸试验和压缩试验,同时利用回归分析的方法分别研究了大葱茎秆直径与拉断力、压断力之间的关系。结果表明:大葱收获所需要拔起力远远小于大葱茎秆的拉断力,所需要的夹持力也远远小于大葱茎秆的压断力,故在收获过程中不会出现大葱被拉断或被夹断的现象。该研究结论能够为大葱收获机夹持输送机构的研制提供理论依据。     

花生收获机的现状与展望

首先,对国内外花生种植与产量进行了概述;然后,对花生机械化收获中的典型分段收获机械与联合收获机械的应用现状进行了深入分析。4H-2型花生收获机采用摆动挖掘原理,将挖掘与分离两大机构融为一体,使花生的挖掘和除土通过一个部件依次完成,简化了机体结构。4HQL-2型花生联合收获机采用一种全新的挖掘组合装置,保证挖掘效果和稳定性;夹持输送部件采用了三带夹持原理,利用柔性夹持方式大大降低了花生的机械掉果率;摘果装置采用全喂入式,利用甩捋式工作原理,提高了鲜湿花生的摘净率。4HLB-2花生联合收获机通过对各个部件的改进,有效地降低了功耗,提高了工作质量。最后,分析了我国花生收获机械化发展面临的问题,并针对这些问题提出了相关建议和对策。     

半喂入式花生联合收获机关键工作参数试验与优化

为提高半喂入式花生联合收获机作业效率,改善其适应性,以前进速度、夹持输送速度、摘果辊转速为试验因素,以损失率和破碎率为试验指标,采用三因素二次回归正交旋转组合试验设计方案,运用Design-Expert 8.0.6软件进行响应面分析,得到响应面模型;对所得到的数学模型进行优化求解,并采用优化后的最佳工作参数组合进行验证试验。结果表明:当前进速度范围为1.0~1.3m/s、夹持输送速度工作范围为1.2~1.6m/s、摘果转速为450、600r/min时,损失率和破碎率均满足作业标准。     

打捆式大蒜联合收获机的研发与试验

针对国内大蒜收获现状及大蒜收获机机械落后的情况,研制了打捆式大蒜联合收获机。介绍了打捆式大蒜联合收获机的主要结构、工作原理和技术参数等。运用Solid Works建立样机的三维模型,对挖掘装置、柔性夹持输送装置、定量打捆装置等关键部件进行了进一步研究。通过对整机的田间试验,结果表明,打捆式大蒜联合收获机的损失率为2.3%,伤蒜率为0.4%,成捆率为97%,均满足技术要求,同时确认了样机的结构合理性与质量可靠性。     

秧蔓夹持输送液压系统性能分析

为实现花生联合收获机的轻简化,设计了花生秧蔓夹持输送液压系统。基于花生联合收获机秧蔓夹持输送系统工作特点,分析了不同夹持输送速度工况下液压系统的工作性能。当秧蔓夹持输送系统驱动马达输入流量17 L/min时,随着秧蔓喂入,系统压力急剧升高,夹持链条出现严重的堵塞现象;当驱动马达输入流量20 L/min时,秧蔓喂入量较大时,系统偶尔出现压力升高点,压力升高点容易出现夹持链条堵塞的现象;当驱动马达输入流量23 L/min时,链条夹持秧蔓比较流畅,无堵塞现象。花生联合收获机秧蔓夹持输送液压系统工作特性分析,可为秧蔓夹持速度控制方法的研究提供理论依据。      

轴流式花生捡拾收获机设计与试验

针对花生全喂入捡拾收获过程捡拾率低、荚果损失率高、生产率低等问题,基于花生生物学特点、荚柄脱离特性及荚果破损机理,设计了一种轴流式花生捡拾收获机。整机采用自走式底盘驱动,配套动力120 kW,主要由捡拾装置、输送装置、摘果装置、清选装置、底盘系统、集果装置等组成,可一次完成对田间条铺花生植株的捡拾、输送、果蔓脱离、果杂清选、提升集果等功能。在分析整机工作原理的基础上,进行了关键部件结构设计及参数确定,通过动量守恒原理和赫兹接触理论建立捡拾过程的碰撞模型和摘果装置关键参数方程,并对荚果破损和荚柄分离力学模型进行了定量分析,确定以弹齿转速、摘果滚筒转速、机具前进速度为主要影响因素,并针对“开农61”品种花生进行试验研究。结果表明,最优参数组合为弹齿转速68 r/min、摘果滚筒转速447 r/min、机具前进速度1.4 m/s,对应的捡拾率为98.62%、荚果损失率为2.11%、生产率为0.61 hm^2/h,捡拾率、生产率比优化前分别提高了2.1、4.5个百分点,荚果损失率比优化前降低了0.9个百分点,综合性能明显提高。     

胡萝卜联合收获机智能监控系统设计与试验

针对目前国内胡萝卜联合收获过程中智能化水平低、无法对机具作业情况进行监测等问题,设计了一种可搭载在胡萝卜联合收获机上的智能监控系统。智能监控系统主要包括胡萝卜联合收获机自适应带速调节模块、胡萝卜堵塞监测模块、胡萝卜果实计数模块、人机交互模块及位置信息模块等。监控系统以STM32F103单片机为主控制器,信息采用CAN总线传输,应用多种传感器融合技术,实现胡萝卜联合收获作业信息采集与调控。胡萝卜联合收获机自适应带速调节模块基于模糊PID控制算法,通过传感器收集机具作业速度、夹持输送带带速及夹持输送装置倾角,采用脉宽调制控制电磁阀开度调节夹持输送带带速,实现胡萝卜收获过程中机具自适应调节作业状态。运用Matlab软件进行胡萝卜联合收获自适应带速调节模型对比试验,仿真试验结果表明,该模型鲁棒性好,超调量低;田间试验表明,各模块监测精度均大于等于96%,自适应带速调节模块误差小于等于0.1m/s,带速响应时间小于等于0.8s,调整时间小于等于1.6s。该智能监控系统满足机具田间作业要求,实现了对胡萝卜联合收获作业的实时监测与夹持输送带带速自动控制。     

胡萝卜联合收获机智能监控系统设计与试验

针对目前国内胡萝卜联合收获过程中智能化水平低、无法对机具作业情况进行监测等问题,设计了一种可搭载在胡萝卜联合收获机上的智能监控系统。智能监控系统主要包括胡萝卜联合收获机自适应带速调节模块、胡萝卜堵塞监测模块、胡萝卜果实计数模块、人机交互模块及位置信息模块等。监控系统以STM32F103单片机为主控制器,信息采用CAN总线传输,应用多种传感器融合技术,实现胡萝卜联合收获作业信息采集与调控。胡萝卜联合收获机自适应带速调节模块基于模糊PID控制算法,通过传感器收集机具作业速度、夹持输送带带速及夹持输送装置倾角,采用脉宽调制控制电磁阀开度调节夹持输送带带速,实现胡萝卜收获过程中机具自适应调节作业状态。运用Matlab软件进行胡萝卜联合收获自适应带速调节模型对比试验,仿真试验结果表明,该模型鲁棒性好,超调量低;田间试验表明,各模块监测精度均大于等于96%,自适应带速调节模块误差小于等于0.1 m/s,带速响应时间小于等于0.8 s,调整时间小于等于1.6 s。该智能监控系统满足机具田间作业要求,实现了对胡萝卜联合收获作业的实时监测与夹持输送带带速自动控制。     

铲筛组合式花生分段收获机的设计与试验

针对我国现有花生分段收获机械化程度低、动力消耗大及工作稳定性差等问题,研究设计了一种铲筛组合式花生分段收获机。该机将花生的挖掘工序和分离工序合二为一,可一次完成挖掘、去土、送秧等工序,采用曲柄摇杆机构驱动分离筛振动,实现了两侧机构等角度、同方向摆动,减小机身侧向力。田间试验测试表明:收获机挖掘深度平均为143mm,落果率平均为0.21%,破损率平均为0.33%,果秧含土率平均为0.31%,耗油量平均为712g/kW·h。     

花生捡拾收获机喂入量检测系统设计与试验

针对花生捡拾收获过程的易堵塞、损失大等突出问题,研发了一种多接口输出的花生捡拾收获过程喂入量检测系统.系统以单片机为核心,利用应变片测量应力来反映喂入量的大小,其数值除了显示以外,还采用模拟量变送、485通讯等接口形式输出.同时,阐述了应力检测的方法和原理,经试验创立了相关的测量数学模型,并设计了测量电路,编写了相应的...     

胡萝卜联合收获机拉齐切割装置设计与试验

拉齐切割装置是胡萝卜联合收获机的重要工作部件,其性能好坏直接决定了秧苗切口位置是否统一平整,切割是否干净。针对我国胡萝卜主产区的种植模式和农艺要求,研制了一种应用于双行胡萝卜联合收获机上的双圆盘刀式拉齐切割装置,该装置主要由拉齐部件、切割部件和水平夹持输送部件等组成,一次作业可完成胡萝卜的拉齐、切割、抛秧等功能。该装置采用双圆盘刀作为切割部件,切口平整美观,切割效果好;采用挡板作为拉齐部件,挡板的高度及中间缝隙的大小均可调;采用上下两层夹持带作为水平夹持输送部件,能够有效防止胡萝卜秧叶倒伏,有利于后续的切割及抛秧作业。该装置的成功研发解决了机械收获时胡萝卜切口不美观、拉齐效果差以及堵秧的问题,有效提高了胡萝卜联合收获机的收获效果。      

链齿式残膜回收输送方式对比分析与试验

针对传统下输送链齿式残膜回收机存在的捡拾效果不佳与输膜不畅等现象,提出了上输送残膜回收方式,并对两种输送方式的残膜回收机在拾膜和脱膜阶段的机理进行了分析;从理论角度分析了两种输送方式的可行性,并对其特点进行了比较。分别设计了结构参数相同但输送方式不同的两台链齿式残膜回收机,一台采用下输送方式,而另一台采用上输送方式。在收获后的花生田进行收膜对比试验,对影响机具作业质量的输送方式、输送链转速和脱膜辊转速3个主要因素进行正交试验,结果表明:输送方式是影响机具捡拾率的主要因素,上输送方式的捡拾率达到91.9%,远高于下输送方式,综合作业质量上输送方式优于下输送方式。该对比试验可为链齿式残膜回收机输送方式的选择和未来的研发方向提供参考。     

花生联合收获机作业在线监测与故障预警系统研究

基于4HBLZ-2型单垄小型自走式花生联合收获机,设计摘果辊、清选筛、夹持轴、夹持链以及各转动部件工况的在线检测方法。利用LabView开发了基于CAN1939总线通信网络的花生收获机械作业在线监测系统,实现了整机控制状态、收获模式、发动机参数、行走轨迹、核心工作部件工况等的实时监测;采用多传感器信息融合算法,建立了作业状态的自诊断与故障预警模型,能够在拨果辊堵塞、跑粮及链条断裂等异常作业工况下为驾驶员提供田间实时报警信息。试验表明,本系统达到了花生收获机田间作业工况实时监测的功能和精度需求,且故障预警的自动诊断时间低于2 min,故障检测准确率大于90%。