果园作业平台倾翻失稳预警系统设计与仿真试验

针对我国丘陵山区地形复杂、坡度较大,果园作业平台在山地地形行驶具有较大安全隐患,易倾翻等问题,设计一种果园作业平台的倾翻预警系统,系统采用稳定系数法进行分析,通过对果园作业平台在坡度地形上的受力分析来确定机械倾翻临界点,通过对稳定系数K值的判定来实现机械的倾翻预警。由于果园种植地的山地地形坡度不超过30°,果园作业平台最大加速度不超过3 m/s~2,通过对果园作业平台的实际测量,确定机械重要部分的质量和机械各个部分与倾覆线之间的距离,利用Matlab和Adams软件对其进行仿真分析并结合样机进行试验。试验结果表明:系统设定稳定系数K=0.85作为倾翻阈值,能够较好的实现果园作业平台的倾翻预警。当机械在坡度不大于30°的斜坡上以不超过3 m/s~2的加速度启动时,机械可以正常运行;当机械静止时,可以在坡度为35°的斜坡上驻留,不会发生倾翻现象。满足设计要求。     

基于GPRS的果园管理机安全智能预警系统

针对目前果园管理机作业环境复杂、事故率居高不下的情况,设计了基于单片机和GPRS无线技术的果园管理机安全智能预警系统,主要包括主机和副机,以角度传感器监测果园管理机倾斜程度,以压力传感器检测果园管理机倾翻情况,主机实时发送果园管理机作业状态,副机收到信息后做出判断,做到及时处理果园管理机发生的意外。该预警系统有效避免了事故的进一步扩大化。     

高秆禾草履带收获机防倾翻预警系统研究

针对高秆禾草收获机在南方山坡地带作业易发生倾翻的问题,设计了防倾翻预警系统.该系统主要由上位机、控制器和传感器组成,通过倾角传感器和压力传感器共同监测,实现防倾翻预警功能.对整机质心进行了测量,测得整机质心与驱动轮轴之间的水平距离为944.5 mm、质心高度为1080.4 mm、质心与纵向中心平面的距离为27.9 mm...     

高地隙田园管理机倾翻预警研究

在山地、丘陵等复杂作业工况下,农机失稳倾翻的事故频频发生。为了减少侧翻事故发生并提供侧翻预警,针对高地隙田园管理机,建立了整机三自由度侧倾动力学模型和基于动态横向载荷转移率(Lateral-load Transfer Ratio,LTR)的侧翻评价指标;选择鱼钩转向典型工况进行Simulink仿真,基于Labview开发侧翻预警系统并进行了实车试验。试验结果表明:侧倾动力学模型及其评价指标能够较好地实现侧翻预警,实车试验与仿真结果契合度较高;开发的侧翻预警系统具有较好的实时性和准确性,为高地隙田园管理机应用于现实复杂工况的行驶、作业提供了安全保障。     

基于PLC的果园气爆松土注肥机控制系统设计

针对目前果园施肥作业人工成本大、工作效率低等问题,设计了一种果园气爆松土注肥机控制系统,旨在实现钻土、松土、注肥及回收全过程自动化,提高机具作业效率。该系统使用西门子S7-200PLC作为核心控制器,通过接收外部传感器信号完成数据采集;结合液压控制技术,通过控制继电器、电磁阀的通断,实现控制机具动作;使用SolidWorks三维软件建立果园气爆松土注肥机构模型,并使用STEP 7 Micro-WIN软件编写程序;最终进行了样机试验,验证了果园气爆松土注肥机控制系统的可行性。     

果园管理机存在的问题与对策研究

果园管理机作为辅助果农日常管理的多功能机械,在解决我国当前果园机械化率严重偏低的问题上具有突出优势。但由于缺乏技术和研发投入,果园管理机的发展较为缓慢,在车辆通过能力、作业功能、智能化和协同作业方面还有很大的发展空间。研究小组通过对果园管理机的发展趋势与现存问题进行分析,并就优化果园管理机的相关性能提出了提升山地通行能力、完善功能模块、提高智能化水平、增强产品协同性等对策建议,以期促进果园管理机更好地发展与普及,推动果园管理现代化,让广大果农从科技发展中享受到农业现代化带来的红利。结果表明,我国未来将出现标准化果园和传统果园共存的局面,果园管理机在我国的发展前景光明。     

链刀前置后倾式开沟机的平衡理论

设计了一种用于果园的链式施肥开沟机。根据动力学原理,导出了开沟机工作状态的运动方程,获得了开沟机前后轮所受外力的数学表达式;对其可能的纵向滑移、前倾和横向倾翻条件进行了讨论,为开沟机的总体设计提供了理论依据。     

自主导航果园作业机器人设计——基于自适应遗传算法和样条曲线

为了提高果园精细作业的自动化程度、降低作业成本、推动机器人产品的应用,设计了一种新的果园作业和管理的履带式移动机器人,并提出了一种基于自适应遗传算法和样条曲线的机器人自主导航算法,开发了基于VC++6.0编程的机器人PC控制器。机器人通过对位置角速度和姿态角速度的标定,在控制器中对信号进行处理,并发出控制信号,提高了机器人轨迹控制的精度。对果园作业机器人进行了测试,结果表明:果园机器人在不平整路面上的作业稳定性较好,将速度控制在0.15m/s时,机器人在20m的行驶过程中,其横向最大偏差仅为0.016m,控制精度较高,对果园复杂地形的适应能力较强,满足了果园作业机器人的设计需求。     

丘陵山地拖拉机姿态主动调整系统设计与实验

为保证拖拉机在丘陵山地的安全作业,并提高作业效率及乘坐舒适性,设计了基于双闭环PID算法的丘陵山地拖拉机姿态主动调整系统。首先,根据丘陵山地特定作业需求设计了姿态主动调整系统,包括姿态调整机构、液压驱动系统和控制系统;然后,建立了系统动力学模型,通过数值分析验证了该自动调平控制算法的有效性;最后,在山东五征集团生产的拖拉机上安装此系统,并进行了实验验证。结果表明:所设计的姿态主动调整系统在±10°的坡地上调平时间为7. 5 s,最大调平误差小于0. 5°,左右摆动机构摆角绝对值的差在±1°以内,能有效满足丘陵山地作业需求。同时,该拖拉机在高低起伏较大的坡地上以1挡速度(1. 98 km/h)行驶时,车身倾斜角可控制在±3°范围内,左右摆动机构摆角绝对值差在±5°范围内。所设计的姿态主动调整系统能适应恶劣作业环境的作业需求。     

果园智能化作业装备自主导航技术研究进展

果园生产管理主要包括喷药、施肥、割草、修剪、授粉、疏花和采收分级等作业环节,需要大量的人力投入,随着我国人口老龄化程度加剧,亟需果园生产管理由机械化向智能化转型升级。自主导航技术是果园机械化装备实现智能化的关键技术。本文围绕果园智能化作业装备导航控制需求,结合国内外研究现状,分别阐述了包含导航定位信息和障碍物信息的果园作业场景感知技术,导航地图构建、导航路径提取和路径规划技术,行走底盘运动学模型构建、运动控制技术,多机协同控制、远程交互控制技术等。随着智慧农业发展,智慧果园已成为果园未来发展方向,果园智能化作业装备是智慧果园建设必不可少的关键环节,在此基础上,归纳了我国果园智能化作业装备自主导航技术发展面临的问题为：环境感知能力不足、路径提取不稳定、局部路径规划不灵活、导航系统环境适应性欠缺、多机协同和远程控制不成熟等,提出了多传感器融合的环境感知与路径提取、完整路径规划、强通用性果园导航、大型果园多作业环节的多机协同与远程操作等未来发展方向。     

基于BDS的果园施药机自动导航控制系统

根据果园施药机自动导航喷药作业需求,设计了一种基于北斗卫星导航系统(BDS)的施药机自动导航控制系统。该系统主要包括RTK-BDS接收机、导航控制器、转向控制器、电控气动转向系统和三轴电子罗盘。其中转向控制器、电控气动转向系统和三轴电子罗盘构成转向角闭环控制回路,该回路可根据导航控制器发送的施药机期望转向角实现转向角的随动控制。将施药机的运动学模型和纯追踪模型相结合,设计了施药机直线跟踪导航控制器,输入为位置坐标和方位角,输出为期望转向角。针对果园地形特点对施药机进行了导航路径规划,并在果园进行现场试验。试验结果表明:所设计的导航控制系统,在施药机行进速度为2 km/h时,直线跟踪最大误差不大于0.13 m,平均跟踪误差不大于0.03 m,能满足果园自动导航作业精度要求。     

多功能果园作业平台安全性研究进展

多功能果园作业平台主要应用于梨、苹果等容易因碰撞造成表皮损伤的鲜果采摘,同时兼有果品运输、枝干修剪及疏花疏果等运载平台功能,可显著提高果农工作效率和降低劳动强度。近年来,随着我国果园轻简化管理技术的推广应用,多功能果园作业平台设备快速发展,因平台上作业属于半高空和高空作业,其安全性备受关注。基于多功能果园作业平台的通过性、升降机构、自动调平技术及防侧翻4个方面的研究进展,介绍了履带式及轮式行走装置的优缺点及在国内外的具体应用,套缸式、剪叉式、曲臂式及链式升降机构应用场景,自动调平技术的研究进展及在果园应用中的调平水平、平台侧翻评价指标,以及利用该指标进行侧翻预警和主动防侧控制的方法,并提出多功能果园作业平台农机农艺融合、导航技术及智能机械手等多技术融合方向发展趋势,以期为提高作业平台的技术水平及安全性提供参考。      

果园开沟施肥机控制系统的设计

针对果园开沟施肥作业的实际需求,设计了一种基于单片机的开沟施肥机控制系统,并探讨了开沟施肥机施肥作业中开沟深度和施肥量的检测和控制方法.系统以STM32F103VET6微处理器为核心,利用各传感器采集车辆工作参数,通过控制开沟刀盘升降油缸和排肥门开度实现开沟深度和施肥量的实时调节.田间试验结果表明:开沟深度稳定性系数均...     

基于Android终端交互的果园变量喷药控制系统设计

开发了一套基于Android终端交互的果园变量喷药控制系统,采用流行的安卓手机或平板电脑作为人机交互界面,上位机与下位机通过蓝牙模块进行无线通讯,实现了通过手机或平板等智能终端对喷药阀门的控制及相关参数显示;采用mega128微控制器作为系统控制核心,实现喷药参数监测和单位面积施药量的自动变量控制;进行了变量喷药试验,结果表明:系统根据作业速度实时调节阀门开度,可以较高的精度和较快的速度完成对单位面积施药量的精确控制。     

果园自走式电动底盘控制系统设计与试验

为解决果园作业机械化设备少、效率低,大型机械不便作业的问题,研制一机多用的果园自走式小型灵活的电动底盘,设计其核心部分控制系统。依据果园作业环境,提出设计目标性能要求和整体结构方案;分析电控系统的电机驱动器、整车控制器、遥控器各自应具备的功能,进行硬件电路设计和软件编程;最后调试和实地试验。试验结果表明:所设计的果园自走式电动底盘控制系统能够使电动底盘满足最高车速为6.72 km/h,通过圆直径2 740 mm,具备通过30%坡度路面的能力,续航里程可达17.5 km,无线遥控距离达到200 m,符合果园作业性能要求。     

基于Qt5.0的机器人姿态检测与控制系统的设计

针对农业上降低生产安全危害、减少生产成本及节约劳动力的需要,提出了机器人远程控制的精细化要求,即快速性、可靠性。本设计上位机选用基于QT5.0的开发平台,无线通讯方面选用NRF905无线通讯模块作为通讯手段,选用MPU6050作为姿态传感器采集机器人的实时姿态数据。经验证表明:该控制系统平台的反应速度较高,且能准确传回姿态数据,达到了短距离无线控制与检测姿态的目的,为农业大棚采摘定位提供了技术保障。     

超短低矮型果园管理机的设计与田间试验

针对现有果园管理机在乔化密植果园作业时，存在机型过高、无法进入树冠下作业、配套农机单元后整机过长地头转弯困难，以及因地势起伏、动力不足、开沟深度、施肥均匀性难以保持稳定和人机无法分离等问题，设计了一种超短低矮型果园管理机，集成遥控技术，可实现远程操作。通过对其传动方式和履带行走系统张紧装置的优化，可实现整机轻量化和小型化。田间试验表明，研制的超短低矮型果园管理机整机高度680mm,长度1950mm,开沟深度稳定性97.8%,排肥一致性变异系数1.9%,达到设计参数值，可满足乔化密植果园作业要求。     

微型果园机械远程控制系统的研究与实现

微型果园机械大都在环境恶劣的条件下工作,为了提高操作方便性和舒适性,实现现场无人操作,研制了一套基于监控端/被监控机械的远程控制系统。该系统将微型果园机械上采集的工作环境图像信息通过无线局域网传输到监控端,控制人员借助实时图像信息将控制信号通过串口以及无线通讯模块发射出去,实现了对微型果园机械的远程(5km)实时控制,包括对主机的行走控制和对工作机的作业控制。实验结果表明,该系统运行稳定、实时性较高(延迟≤500ms),能满足微型果园机械作业要求,提高了操作的方便性和舒适性。     

展商风采

正广西合浦惠来宝公司惠利-HL254P山地铰接轮式拖拉机产品适用于丘陵山地、水田、果园、大棚等旋耕、犁、耙、播种、施肥、除草和短途运输等作业。广西玉林市德高机械有限公司果园多功能管理机在原3ZP-0.8FC自走式中耕培土机基础上,技术改进发明了新一代的果园综合管理机械,保留了万向节连接及液压升降系统,而驱动方面配备了履带式行走方式,操纵转向方面由方向盘控制变成了手柄控制。在座椅的后方加装了一个施     

农机田间作业事故分析及预防措施

据不完全统计,近几年江西吉水县共发生11起农机田间作业事故,其中机器倾翻事故4起、操作者扎伤手指事故2起、伤脚事故2起、维修保养时伤人事故1起、机具作业转移途中机损人伤事故2起.机手操作技术生疏、安全意识差,11件事故有9起为无证人员操作所致.这些事故给机手本人和家庭造成了严重损失和影响.因此,我们必须认真贯彻实施<农业机械安全监督管理条例>,采取有效的预防措施,减少农机事故的发生,确保农民群众的生命财产安全.