旋耕机自动调平系统设计与试验

由于农田田面坑洼不平,拖拉机在田间工作过程中左右轮不在同一水平面上行走,导致通过拖拉机三点悬挂机构挂接的旋耕机随着拖拉机的倾斜而倾斜。旋耕机倾斜作业不仅破坏农田硬底层,还影响旋耕机的耕后平整度和耕深等旋耕性能指标,导致旋耕作业效果差、作业效率低。设计了一种旋耕机自动调平系统,由旋耕机构、调平支撑架、液压系统和自动调平控制系统组成。调平支撑架前端与拖拉机三点悬挂机构连接;旋耕机构通过销轴悬挂于调平支撑架后下方;调平油缸一端与调平支撑架侧边铰接,另一端与旋耕机构铰接,通过调平油缸的伸缩实现旋耕机构相对于调平支撑架的左右上下摆动。自动调平控制系统根据拖拉机横滚角度控制电磁换向阀驱动调平油缸伸缩调节旋耕与调平支撑架的相对角度,即旋耕机构与拖拉机的相对角度,通过直线位移传感器测量调平油缸的伸长量,利用旋耕机与调平支撑架的几何关系实现旋耕机构的自动调平闭环控制,使旋耕机始终保持期望的角度进行旋耕作业。对自动调平旋耕机和无调平功能旋耕机在有垄菜田进行了试验,利用水准仪采集试验前后田块地表平整度数据,2台姿态传感器分别采集拖拉机倾角和旋耕机倾角信息,分析了2种旋耕机作业后的平整度和耕深两旋耕性能指标,以及旋耕机自动调平控制系统的性能,结果表明：自动调平旋耕机相对于无调平功能旋耕机耕后地表横向平整度显著提高,前者耕后垄面横向最大高差为1.9cm,后者达9.8cm;自动调平旋耕机横向耕深稳定,耕深横向最大高差为1.8cm,而无调平功能旋耕机耕深横向最大高差达9.7cm。     

温室电动拖拉机旋耕稳定性时序分析与前馈PID控制方法研究

针对温室小型农机对地面平整度敏感,微小的地面起伏便会造成机具俯仰的情况,基于课题组已开发的温室电动拖拉机,将基于时间序列分析的角度预测方法引入前馈PID控制(Angle prediction and feedforward PID,APF-PID),解决了温室旋耕作业中因机具俯仰而出现的响应性差、耕深不稳定和功率突变的问题。建立了温室电动拖拉机旋耕作业的功率模型,并建立了俯仰角-耕深的转换矩阵,得到了旋耕系统实际耕深的转换值;采用时间序列分析预测机身俯仰角,并作为旋耕系统的扰动输入;结合耕深的转换值和预测得到的扰动,采用APF-PID控制器调节旋耕系统的提升机构,将旋耕机维持在目标耕深;在温室内未旋耕和已旋耕的两种地块进行实车试验。结果表明：俯仰角时序预测模型的相关系数可达0.983 2;APF-PID控制的控制性能优于PID控制,在目标耕深6 cm的测试路面中,APF-PID在两种试验地块上的平均耕深分别为6.47 cm和6.44 cm,均方根误差为0.80 cm和0.72 cm,绝对平均误差为0.67 cm和0.58 cm,耕深稳定性系数为89.95%和91.30%,消耗的总能量较...     

灭茬旋耕机的技术原理及使用方法分析

灭茬旋耕机集灭茬、旋耕整地功能于一身,能够显著提高农业耕整地作业效率,并创造良好的耕地土壤条件。通过对旋耕灭茬机基本原理的介绍,说明了旋耕灭茬机的作业优势及使用方法,并希望能够提高旋耕灭茬机的使用率。     

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。     

水田激光耙浆平地机设计

水田在大型农机具的碾压下造成泥脚深浅不一,田面变得高低不平,严重破坏了水田生态环境。由于田地的不平整,带来作业时拖拉机和耙浆机的倾斜,形成耕深不一致,无法保证后期插秧作业质量。针对以上情况,将耙浆埋茬机与激光平地机集成,同时借助现代测控技术,设计开发了具有自平衡性能的耙浆平地机。作业中,耙浆机可自动调整左右水平方向角度和平地铲垂直姿态,显著提高了全幅宽耙浆作业深度一致性和田面平整度。一次下田完成耙浆、埋茬、平地作业,大大提高作业效率。     

双轴旋耕压槽播种开沟匀覆土作业机设计与试验*

针对目前小麦播种机械存在的播种质量差、播深稳定性差、复式作业程度低等问题,设计一种双轴旋耕压槽播种开沟匀覆土作业机,分析机具的工作原理,并根据实际作业需要,设计一种传动系统,计算出整机传动效率为0.716。为稳定开出5 cm宽,1~3 cm深的小麦种槽,设计一种特型的开槽轮,保证播种深度,提高播深与播宽稳定性;根据作业幅宽3 500 mm以及播种深度1~3 cm,确定绞龙长度与直径的参数,设计一种开沟匀覆土装置,采用左右两段绞龙机构,提高耕幅范围内的土壤平整度,并同样分左右两段绞龙机构,设计一种清土装置。田间对比试验表明样机的准确度为88.67%、离散度为45.45%、均匀度为73.74%,普通播种机的准确度为78.72%、离散度为39.38%、均匀度为44.83%。     

基于角度检测的拖拉机悬挂耕深电液监控系统研究

针对长江中下游农业区土壤黏重潮湿、机具碾压导致地表平整度差、耕作时耕深不稳定等问题,提出了一种基于拖拉机车身俯仰角与悬挂装置提升臂转角的耕深监控方法。首先,对旋耕作业机组姿态进行分析,确定了耕深与角度之间的几何关系,建立了耕深控制模型,并利用角位移传感器和倾角传感器分别测量提升臂转角和拖拉机车身俯仰角的变化,从而间接确定耕深;然后设计了耕深电液监控系统,该系统可预设耕深和实时显示耕深;最后,选用Simulink软件通过仿真对耕深电液监控系统进行响应速度检验,仿真结果显示,系统能在0.6s达到稳定状态,满足耕深控制要求。进行了耕深自动监控系统准确性试验,结果表明,系统能检测因倾仰导致的三点悬挂下拉杆悬挂点高度的变化量,调控高度稳定在设定值,验证了系统的准确性。为检验耕深电液监控系统田间作业性能,选择所设计的电液监控系统与原机械调节系统进行了对比试验,结果表明,利用电液监控系统进行旋耕作业时,其在各工况中耕深稳定性变异系数不超过4.28%,耕深标准差和耕深稳定性变异系数均低于机械调节系统。     

巧调旋耕机好使不伤机

使用前能否合理调整旋耕机，直接关系到旋耕质量和旋耕机的使用寿命。因此，对旋耕机应注重以下调整。（１）左右水平调整将旋耕机支离地面，检查左右两端刀尖离地面高度是否一致，可通过右提升杆摇把进行调整，保证左右耕深一致。（２）前后水平调整先将旋耕机下降到要求的耕深，改变上调节杆（中央拉杆）的长度，使中间传动齿轮箱呈水平状态。（３）提升高度的调整万向节的倾斜角度太大时，容易损坏万向节和动力输出轴。因此，要求万向节在升起时的倾斜角度不超过３０°。一般刀尖离地面约２０cm即可转弯和空行。为了方便操作，田间作业时…     

反转灭茬旋耕施肥播种机秸秆全量还田旱直播水稻试验

反转灭茬旋耕施肥播种机是一种多功能多重复合作业机械．它由一个通用反转灭茬机平台、与之配套的播种装置、与之配套的深施肥装置组成。反转灭茬机平台与施肥播种装置组成后可完成旋耕、施肥、播种复合作业．留全量秸秆．通过该机一次性作业能够完成旋耕深施肥复合作业．     

旋耕机的用前调整

旋耕机使用时能否合理调整，直接关系农田旋耕质量和使用寿命。因此，旋耕机工作时应注重以下调整：１．左右水平调整将旋耕机支离地面，检查左右两端刀尖的离地面高度是否一致，可通过右提升杆摇把进行调整，保证左右耕深一致。２．前后水平调整先将旋耕机下降到要求的耕深，改变上调节杆（中央栏杆）的长度，使中间传动齿轮箱呈水平状态（或使中央传动输出轴相平行）。３．提升高度的调整万向节的倾斜角度变大时，容易引起万向节甚至动力输出轴的损坏。因此，要求万向节在升起时的倾斜角度不超过３０°。一般刀尖只需离地面约２０cm左右即…     

电动旋耕培土机的田间性能试验研究

针对目前大多中耕培土作业机械依靠燃油作为动力源严重污染环境且作业成本高等问题,通过替换动力源的方式,设计了电动旋耕培土机。试验结果表明:作业耕深稳定性、培土高度合格率、培土角度合格率及碎土率等作业性能指标均能达到国家相关标准规定,同时其经济性优于同功率燃油机械。     

旋耕机安全使用注意事项

1.作业前应将旋耕机升起,锁好拖拉机液压升降操纵手柄。 2.对旋耕机进行左右水平调整和前后水平调整,以保证耕深一致和万向节与机组作业时受力合理。 3.作业时应先接合动力输出轴,使刀轴转速达到额定转速时,方可边前进边使旋耕刀缓慢入土,直至达到要求耕深。严禁旋耕刀入土后再接合动力或     

反旋深松联合作业耕整机设计与试验

针对现有深松旋耕联合作业机多为深松部件在前、旋耕部件在后的组合结构,较少考虑各工作部件作业时之间的相互影响,本文基于深松部件、旋耕部件作业之间的交互作用,设计一种用于深耕的反旋深松联合作业耕整机,通过旋耕、深松、镇压多工序实现表层土壤细碎、秸秆埋覆,深层土壤疏松目的。整机以提高作业质量、减少作业阻力为设计目标,运用离散元仿真与正交试验、有限元仿真结合进行整机参数优化。离散元仿真结果表明:机具作业速度v_m为1.8 km/h、刀轴转速n为350 r/min、旋耕刀类型X为IIT195弯刀时,机具作业壅土量为5 283个土壤颗粒,植被覆盖率为98.37%,此时综合作业质量较优;有限元仿真结果验证了深松铲设计强度满足作业要求。以较优参数组合为基础的田间试验结果表明:反旋深松联合作业耕整机旋耕深度、深松深度、地表平整度、土壤膨松度分别为182.8 mm、388.4 mm、18.3 mm、17.22%;旋耕深度稳定性、深松深度稳定性、植被覆盖率均在90%以上,完全满足深层土壤整地需求;与深松旋耕联合整地机相比,反旋深松联合作业耕整机在不影响作业效果前提下,提高了耕深稳定性、植被覆盖率,同时使牵引阻力降低了16.21%,作业稳定性、可靠性较好。     

2.9千瓦手扶自走式旋耕机

最新式2.9千瓦手扶自走式旋耕机主要由发动机、传动系统、旋耕刀组、运输轮、操纵系统、阻力铲等部分组成。主要用于塑料大棚和温室的耕耘作业,也适应于小面积的菜地、水旱田的旋耕,还可用来抽水,进行田间灌溉。该机亩耗油0.5千克,作业幅宽为0.65米,最大耕深为0.18米,小时作业效率     

湿烂田块智能化小麦旋耕施肥播种机结构设计

针对近年来小麦播种季节常遇连续降雨,土壤湿度大,现有的小麦施肥播种机存在机具易堵塞、工作阻力大、镇压辊黏连土壤严重,造成漏播漏施等问题,设计一种适用于湿烂田块的小麦旋耕施肥播种复式作业机,可一次完成秸秆旋耕还田、智能化施肥播种、播后镇压等多道作业工序。介绍整机结构及其工作原理;确定旋耕部件传动系统和旋耕刀排列形式;设计GPS种肥智能调速装置,实现施肥播种量与机具行进速度精准匹配;在镇压辊上方设计一种螺旋刮土装置,解决镇压辊在湿烂田块易粘土抱死问题。在连云港市赣榆区塔山镇小官庄村进行作业机的田间作业性能试验,结果显示,该机具工作性能优良,播深合格率达86.7%,耕深稳定性系数达91%,各指标均符合旋播机行业标准要求。     

耕深测量装置研究与多元线性回归模型预测分析

针对耕作环境复杂、旋耕机耕作深度测量作业影响因素多等特点，设计了一种自动化测量、省时省力、精度高的便携式耕深深度测量装置。装置搭载于旋耕机后，通过磁致伸缩位移传感器、超声波传感器、姿态传感器和GPS模块等传感器采集数据，结合装置数学模型，融合相关数据，有效获得准确的耕深数据。对超声波传感器和磁致位移传感器采集的数据进行S-G滤波加权融合，有效应对测量过程中泥土飞溅或越坎等数据波动，减小外在因素对测量精度的影响，提高测量的精度。结合多元线性回归预测模型，对滤波融合后的数据进行预测分析，准确预测耕深数据变化值并辅助旋耕机调整机身姿态。试验结果表明：在3组16cm预定耕深下，磁致位移传感器直接采集的数据可以准确地反映数据的变化和趋势，且超声波传感器数据间接辅助磁致伸缩位移传感器数据，还原数据真实变化趋势。研究结果表明：多元线性回归模型预测数据与实际测量的数据之间的平均绝对百分比误差分别为0.03%、0.26%、3.16%,能准确反映实际旋耕机作业耕深数据情况，实现耕深测量预测。     

双轴旋耕施肥播种复式作业技术研究与试验

针对秸秆全量还田对耕深的要求,分析了双轴分层旋耕技术的可行性,设计了一种双轴旋耕施肥播种复式作业机。该机采用双轴Z形阶梯状立体空间布置结构和双轴分层旋耕切土工艺,实现了深旋耕及秸秆深埋技术的突破,平均耕深大于20cm,耕深稳定性约为90%。该机实现了深旋耕、碎土、施肥播种一次性作业,大大节省了耕作能耗和成本。     

微型电动拖拉机驱动系统设计

提出了以电动机作为动力的微型电动拖拉机驱动系统方案,在对微型电动拖拉机牵引作业和旋耕作业工况特性进行分析的基础上,给出了电动机所需功率的计算方法,选配了相应的电动机和调速装置;确定了传动系统的传动比,设计了传动系统机械结构;所设计的驱动系统依靠调节电动机的控制装置能实现微型电动拖拉机常用工作速度之间的无级变化。计算结果表明,所设计的电驱动传动系统能满足不同工况下的需求。     

基于土槽试验的两型旋耕机能耗对比研究

研究利用土槽试验台车对不同厂家的两种型号旋耕机的动力输入能耗进行对比试验。在对土槽土壤进行调整后,统计测量了表征土壤状态的含水率和坚实度参数以确定旋耕前土壤状态一致性,旋耕后分别测量耕深、耕后土层厚,测算不同机具作业后的膨松度、单位幅宽和耕深截面的功率消耗数据,对两型旋耕机能耗进行对比,指出了将能耗参数纳入旋耕机质量检验与评价的必要性。     

烟田双螺旋旋耕起垄机的设计

烟田旋耕起垄机在旋耕起垄作业过程中存在机具振动大、耗油量高、土壤破碎率不均匀等现象,主要由刀座安装角度及螺距分布不合理、刀轴受力不平衡等因素引起,而通过采用双螺旋变螺距刀片排列形式和对刀座安装角度进行优化的设计方案,经试验表明:改进后耕深稳定性、垄高合格率、垄顶宽合格率、垄间距合格率、平均故障间隔时间分别提高了3.6%、2.4%、2.6%、3.4%、11.0%,机具耗油量降低了10.6%。