拖拉机悬挂机构提升性能的研究分析

建立了拖拉机悬挂机构提升能力的数学模型,计算了所设计的悬挂机构的全行程的提升性能,并分析了提升铰接点位置与提升杆长度对提升能力的影响。结果表明,所设计的悬挂机构符合要求,提升杆长度对提升能力影响不大,提升铰接点位置对提升能力有较大影响。     

两种吊杯栽植器性能对比

对单吊杯栽植器和多吊杯栽植器在结构特点、运动轨迹、动力学特性、接苗准确性以及最高工作效率几个方面进行了分析比较。单吊杯栽植器通过合理设计曲柄连杆的参数可以得到理想的栽苗轨迹,能有效减小吊杯栽苗时对土壤的干扰,接苗准确性高,而且质量小,但工作时运动冲击大,不适合高速作业。多吊杯栽植器吊杯随驱动装置做余摆线运动,工作时运动冲击较小,株距适用范围更广,能进行高速作业,适用于效率高的自动移栽机,缺点是吊杯尺寸通常比较小,而且整体质量较大。      

拖拉机电动悬挂机构性能分析及参数优化

以某国产26 kW拖拉机悬挂机构为研究对象,在ADAMS/View中建立基于电动推杆的拖拉机电动悬挂机构模型对其进行动力学仿真分析,得出运动过程中电动推杆出力变化曲线图。选择提升臂长度、提升杆长度、上拉杆铰接点位置、提升杆与下拉杆铰接点位置、电动推杆与提升臂铰接点位置为变量,采用单因素和多因素组合试验设计法对电动悬挂机构结构参数进行优化,分析5个参数变化对电动推杆出力变化的影响规律,并优化确定悬挂机构的最佳结构参数组合。结果表明,优化前后推杆出力最大值降低36%,平均值降低51%,为电动悬挂机构选型试验研究提供依据。室内台架试验结果表明:电动悬挂装置提升时间小于等于3 s,提升行程大于420 mm,最大提升力大于5.8 kN,满足设计要求同时也验证仿真分析的正确性。     

链排式喂苗机构抛投穴盘苗运动分析与试验

为了获得吊杯式移栽机投苗杯向吊杯喂苗的最佳抛投效果,探究抛投过程中穴盘苗运动规律,为喂苗机构与吊杯间的匹配关系及结构设计提供基础数据。在自制吊杯式移栽试验台进行了穴盘苗抛投试验,采用高速摄影机对喂苗机构抛投穴盘苗过程进行了跟踪拍摄,通过Tema控制软件对图像进行捕捉、分析和计算,分析了穴盘苗在抛投过程中位移与时间关系,得到了抛投穴盘苗的运动方程,结果表明:抛投速度对穴盘苗竖直方向运动影响较小,对水平方向运动影响较大。同时,分析了不同抛投速度对接苗准确性影响,提出了吊杯准确接到穴盘苗的条件,给出吊杯接苗角及安装角计算公式。     

悬杯式移栽机栽植系统的优化设计与运动仿真

针对钵苗在栽植过程中保持直立的农艺要求,将悬杯式移栽机栽植机构的工作原理作为栽植系统的优化设计基础,对机构进行优化设计。通过分析得到了机构的运动方程以及相关参数,并以零速投苗为目标函数,建立了栽植系统的优化数学模型,利用Matlab软件对影响零速投苗的因素进行了优化计算。在Solidworks软件环境下,对移栽机栽植系统进行运动仿真分析,表明优化后的栽植机构工作参数符合需求。     

水稻插秧机秧针运动轨迹模拟——基于MATLAB及COSMOSMotion

建立了水稻插秧机分插机构秧针运动的数学模型,利用所得方程借助MATLAB软件编制程序,分别精确模拟出秧针端点的理论运动轨迹,并应用与SolidWorks无缝集成的COSMOS Motion三维动力学仿真软件对分插机构进行了模拟,得到分插机构秧针前端点运动轨迹图对理论运动轨迹加以验证,为选择合理的分插机构的结构参数提供依据.     

七杆式移栽机栽植机构运动学分析--基于 MATLAB

分析了鸭嘴移栽机栽植机构的工作原理与过程,建立了七杆栽植机构的运动学模型。借助 MATLAB 软件对数学模型进行求解,对相关参数进行了优化计算,得到了主要参数的最佳组合,并模拟出栽植点的作业轨迹曲线,对栽植点运动轨迹特点进行了研究,从而直观地分析其作业性能。研究表明,所设计的七杆栽植机构具有良好的移栽性能,能满足移栽作业的农艺要求,为移栽机设计中栽植机构的运动参数和结构参数的确定提供了依据。     

非圆齿轮行星轮系分插机构运动分析

为提高插秧机作业效率和质量,对非圆齿轮行星轮系分插机构的运动特性进行了研究。建立了机构运动数学模型,对该机构进行了位移和速度分析,求出了机构参数对分插机构秧爪的绝对运动轨迹和速度的影响规律,为采用非圆齿轮行星轮系分插机构的高速插秧机的设计提供了理论依据。     

曲柄滑块式烟苗移栽机栽插机构运动分析

根据烟苗移栽的农艺要求以及曲柄滑块式栽插机构的结构和工作原理,建立了该机构的Pro/E三维模型.运用Pro/E软件机构仿真技术分析了各主要参数曲柄长度厶、鸭嘴连杆长度L2、齿轮箱中心距L3、齿轮箱和滑轨中心的偏距e、曲柄和齿轮箱安装初始角α与运动轨迹高度、轨迹形状、洞口大小、烟苗垂直度之间的影响关系.通过Pro/E参数分析结果进行了机构优化和仿真,并选取了一组较优的参数:L1=107mm,L2=135mm,L3=70mm,e=10mm,α=3°.针对这组参数,对栽插机构的水平速度、速度、加速度进行了运动学分析,分析结果表明,机械机构的运动学特征能够满足烟苗移栽的农艺要求,机构工作稳定.     

基于Pro/E吊杯式栽苗器的三维建模与运动仿真分析

吊杯是吊杯式移栽机的核心部件,其运动过程将直接影响到秧苗的移栽质量。因此,对于吊杯的运动分析显得尤为重要。目前,许多学者已研究了吊杯运动的轨迹对移栽质量的影响,但吊杯的杯嘴运动对于栽植效果的影响并未进行相关研究。为此,基于Pro/E完成了吊杯式栽苗器各零部件的三维实体建模,并进行吊杯式移栽器的虚拟装配和运动仿真分析。仿真结果:测得了杯嘴运动过程的位移-时间特性曲线,分析得到了栽苗器杯嘴的最大开口宽度和杯嘴的开口运动时间,为优化吊杯式栽苗器的结构提供了基础数据和理论依据。     

县域循环畜禽养殖主体种养结合意愿——基于烟台市牟平区养猪户实证分析

循环农业是实现产业模式生态化,推进乡村绿色发展的重要途径。作为粪污资源化利用的主体,养猪户种养结合模式的采用意愿对循环农业发展具有重要意义。基于山东省烟台市牟平区210份调研数据,运用Logit-ISM模型,确定影响养猪户种养结合意愿的主要因素并分析各影响因素之间的层次关系与作用路径。结果显示：对养猪户种养结合意愿具有显著性影响的因素有养猪户年龄、预期收益、资金支持、配套土地、减少污染、节约资源、促进就业、环保监管压力。其中,养殖户认为种养结合有利于减少污染与预期收益属于直接因素层；养殖户认为种养结合有利于促进就业与节约资源、养殖户是否有足够的资金与土地属于间接因素层；年龄与环保部门监管压力属于底层因素层。并基于以上分析提出建议,以期为政府部门制定相关政策提供参考。     

手扶式移栽机栽植机构优化设计与试验

为使移栽机具备较好的栽植性能，提出一种凸轮摆杆式栽植机构，为保证良好的栽植直立度、均匀性以及栽植深度合格率，需要对栽植机构连杆部分的长度及位置进行分析，在该栽植机构工作原理的基础上建立相应的数学模型，通过分析得到相应的设计变量、约束函数以及栽植点的目标轨迹函数，利用MATLAB优化工具箱中fgoalattain求解移栽机栽植机构复杂的多目标非线性规划问题，可以得到一组较为完善的设计变量参数组合［L1、L2、L3、L4、L5、L6、θ2、θ3、γ］的优化数据，经过迭代计算最优参数组合为［128 mm；52 mm；150 mm；120 mm；336 mm；60 mm；256π/180；316π/180；8π/180］，进而可以得到栽植点的轨迹曲线、摆角曲线、速度曲线以及加速度曲线，以株距变异系数、直立度、栽植深度合格率为评价指标，记录相应的移栽数据，当速度为300、400、500 mm/s时，移栽合格率及优良率分别达到90%、80%以上，相较于优化前可以更好满足移栽作业的要求。     

水稻插秧机路径追踪设计——基于SOPC嵌入式视觉导航

针对水稻插秧机路径追踪问题,利用SOPC嵌入式和视觉导航技术,以FPGA为硬件核心,利用3×3窗口模块、中值滤波、Sobel边缘检测和Hough变换进行移动路径图像信息处理,并结合齐次变换法将图像位姿信息转换到空间坐标系中,为插秧机进行路径导航。同时,通过人工设置标志线对水稻插秧机进行路径导航和追踪试验,结果表明:该系统在一定干扰环境下,水稻插秧机移动路径最大偏差为18cm,平均偏差为6.9m,基本达到预期目标,实现了路径追踪功能,而且可以根据偏差自动进行调整,具有精准度高、灵活性强等优点,应用前景非常广阔。     

Deform-X柔性铰链设计与分析

设计了一种Deform-X柔性铰链,利用微积分的思想分析了其等效刚度,推导了Deform-X柔性铰链弯扭耦合等效刚度的理论计算公式。通过一组实例的理论分析和ABAQUS仿真分析,验证了Deform-X柔性铰链等效刚度理论计算公式的正确性。选取外形尺寸相同的X型柔性铰链与Deform-X柔性铰链进行了性能比较分析,在相同转矩作用下,Deform-X柔性铰链弯曲变形转角约为X型柔性铰链的3倍。分别对X型柔性铰链和Deform-X柔性铰链进行了弯曲失效分析,结果表明Deform-X柔性铰链的可使用范围大于X型柔性铰链。设计了基于Deform-X柔性铰链的平面折展四杆机构的实物模型,通过实物测试和仿真分析表明Deform-X柔性铰链能够实现预期变形。最后,对尺寸相同的基于X型柔性铰链的四杆机构和基于Deform-X柔性铰链的四杆机构在相同力矩作用下的变形进行了分析,结果表明基于Deform-X柔性铰链的四杆机构变形更大。     

偏心—椭圆齿轮行星轮系栽植装置动力学优化与试验

为获得偏心-椭圆齿轮行星轮系栽植装置最优的机构参数,在建立其动力学分析模型的基础上,以一个作业循环中支座垂直方向所受作用力的峰值力和波动最小为目标建立其动力学优化模型。为验证所建立的动力学分析模型的可靠性,以该装置满足理想栽植要求的非劣解集为约束条件,运用所建立的动力学优化模型优化得到该装置最优的机构参数,进而基于最优机构参数搭建试验台进行动力学特性测试,测得了该栽植装置在工作转速为40 r/min时一个工作循环中支座垂直方向受力与行星架转角的关系,通过试验结果和理论结果的对比分析,表明其动力学分析模型是可靠的,可为其动力学优化提供可靠数学模型。     

膜上移栽钵苗栽植机构运动分析与参数优化

针对吊篮式钵苗移栽机膜上移栽易撕膜的问题,设计了一种鸭嘴式钵苗移栽机.建立了该机栽植机构的运动数学模型,并以此为依据在ADAMS中对栽植机构进行了参数化建模.利用参数化模型,分析了主要参数对机构运动特性的影响.在保证钵苗直立度较高的同时,以产生的穴口尽量小为优化目标,获得了一组最佳参数组合.此组合下,形成的穴口大小约为1.8 mm,鸭嘴栽苗后的运动轨迹垂直度较高,满足膜上移栽钵苗直立度高、不撕膜的农艺要求.     

机插秧技术在榆树市推广的可行性及制约因素

水稻是榆树市主要的粮食作物之一,全市水稻种植面积855.67万hm2,水稻育苗和栽植机械化是农机推广工作的重点和难点,经过榆树市各级农机推广机构和生产企业的联合与探索,榆树市水稻种植业正从传统的人工插秧技术模式向钵盘育苗和机插秧模式转变,并取得了较好的经济效益和社会效益.     

A step towards new irrigation scheduling strategies using plant-based measurements and mathematical modelling

Because of the increasing worldwide shortage of freshwater and costs of irrigation, a new plant-based irrigation scheduling method is proposed. In this method, two real-time plant-based measurements (sap flow and stem diameter variations) are used in combination with a mathematical water flow and storage model in order to predict the stem water potential. The amount of required irrigation water is derived from a time integration of the sap flow profile, while the timing of the irrigation is controlled based on a reference value for the predicted stem water potential. This reference value is derived from the relationship between midday values of maximum photosynthesis rates and stem water potential. Since modelling is an important part of the proposed methodology, a thorough mathematical analysis (identifiability analysis) of the model was performed. This analysis showed that an initial (offline) model calibration was needed based on measurements of sap flow, stem diameter variation and stem water potential. Regarding irrigation scheduling, however, only sap flow and stem diameter variation measurements are needed for online simulation and daily model calibration. Model calibration is performed using a moving window of 4 days of past data of stem diameter variations. The research tool STACI (Software Tool for Automatic Control of Irrigation) was used to optimally combine the continuous measurements, the mathematical modelling and the real-time irrigation scheduling. The new methodology was successfully tested in a pilot-scale setup with young potted apple trees (Malus domestica Borkh) and its performance was critically evaluated.     

甘蓝基质块苗移栽机双排链式栽植装置设计与试验

针对甘蓝传统栽植装置存在栽植深浅不一、倒伏率及伤苗率高、影响机收作业性能的问题，以甘蓝基质块苗为对象，设计了一种双排链式栽植装置，通过对该装置及关键部件进行理论分析，确定装置的工作参数。搭建甘蓝基质块苗双排链式栽植装置试验台，以前进速度、栽植频率、栽植器内夹板夹力为试验因素对倒伏率和伤苗率进行三因素五水平二次回归正交旋转组合试验：通过Design-Expert 8.0.6软件建立回归模型，分析了各因素对指标的影响关系，同时采用响应面法对影响因素进行了综合优化，得到最优参数组合：前进速度1.6 km/h、栽植频率57株/min、内夹板夹力91.83 N,对应倒伏率2.9%、伤苗率2.83%。对参数组合进行台架试验验证，结果为倒伏率3.13%、伤苗率3.07%,与优化结果基本一致，验证了所建模型与优化参数的合理性。田间试验结果为：倒伏率3.35%、伤苗率3.14%,与两指标的优化结果相对误差分别为0.45%和0.31%,表明该装置具有较高的稳定性。     

转向杆系空间结构非线性建模与分析

运用空间RSSR四杆机构的旋转矢量法,建立了某8×4型重卡双前轴转向杆系的空间结构非线性模型。以方向盘转角为输入,各转向轮转角为输出,依据角位移传递的过程将转向杆系分解为6个空间RSSR四杆机构,分别建立每个RSSR四杆机构的运动模型,再进行综合得到各转向轮的转角关系。仿真与试验结果表明:空间模型相对于平面投影模型一、二轴右轮Ackerman转角误差分别降低50%和28.6%;与试验值相比,各转向轮转角误差中,空间模型最大转角误差为1.8°,平面投影模型最大转角误差为3.9°,在方向盘的整个转角范围内,空间模型具有更高的分析精度,该空间模型清晰地表示了各构件运动的数学关系,可以为悬架与转向杆系的运动干涉分析以及转向杆系的优化设计提供理论依据。