牵引式甜菜联合收获机自动对行系统设计与台架试验

为提升中国甜菜收获机械的自动化水平和作业性能,依托前期研制的4LT-A型牵引式甜菜联合收获机和4LTSYT-A型甜菜自动对行收获田间模拟试验台,对自动对行系统进行了总体结构和关键部件设计及参数确定。以漏挖率、破损率和反应时间为自动对行性能指标,以复位弹簧预紧力、前进速度、偏离距离、液压流量、供油压力及株距为试验因素进行了单因素台架试验,分析了各因素对各性能指标的影响显著性和影响规律。方差分析和直观分析结果表明,弹簧预紧力、前进速度、偏离距离和液压流量均对各性能指标影响显著,供油压力和株距对各性能指标影响不显著。随弹簧预紧力的增大（53~346N）,反应时间增加,漏挖率和破损率先减小后增大,当预紧力为198N时,漏挖率和破损率最低,分别为2.34%、3.77%;随前进速度的增加（0.4~2.0m/s）,漏挖率和破损率逐渐增大,反应时间逐渐减小并趋于稳定;液压流量在15~35L/min变化时,漏挖率逐渐减小,反应时间和破损率先减小后增加,当液压流量q=25L/min时,破损率和反应时间最小,分别为3.77%、0.47s;各性能指标随偏离距离的增加而逐渐增加,自动对行系统在偏离距离0~60mm范围内的适应性较好。     

基于ADAMS的甜菜收获机自动对行探测机构仿真

设计了土下果实收获机械自动对行机构。应用UG建立了自动对行机构三维模型,并将其导入机械系统动力学仿真软件ADAMS中构建了虚拟样机模型。通过设置模型参数,添加约束和驱动,以甜菜为收获对象,实现了在ADAMS/View环境下自动对行的运动仿真。以自动对行机构复位弹簧的刚度、预紧力和作业前进速度为影响因素,以角度传感器获得的角速度为目标函数表征自动对行灵敏度及漏挖率,对影响自动对行的参数进行了虚拟正交试验研究,并进行了田间验证试验。结果表明,复位弹簧刚度的影响不显著,当复位弹簧预紧力为200 N、作业前进速度为1.5 m/s时,漏挖损失率最小。     

甜菜收获机自动对行液压纠偏执行系统设计与试验

随着农业机械机电液一体化程度以及设备性能的不断提高,甜菜收获机也逐渐向自动化智能化方向发展。为此,设计了甜菜收获机自动对行液压纠偏执行系统总体机构,确定了系统工作原理。通过设计、计算分析,确定了液压元器件的主要结构和工作参数。同时,应用AMESim软件对系统进行了建模与仿真以及动态响应特性分析,确定了液压流量和压力的取值范围。对系统进行了物理样机设计和台架试验,得出了液压流量和压力对性能指标系统反应时间的影响规律和趋势,以及液压流量和压力的最佳取值,即当液压流量为25L/min,供油压力为18MPa时,系统反应时间最小。     

4TX-1型牵引式甜菜联合收获机的设计

甜菜主要在我国北方冷凉地区的黑龙江、内蒙古和新疆等地种植,是我国第二大糖料作物。传统的甜菜收获作业以分段式作业为主,存在着用工量和劳动强度大,机组多次进地能耗高,作业效率低不利于抢抓农时等问题,严重制约了我国甜菜联合收获技术装备整体水平的发展和提升。设计了一种由拖拉机牵引使用的新型甜菜联合收获机,一次进地即可完成自动对行、碎缨除草、仿形削顶、振动挖掘、回转清杂、垂直升运和归箱装车等项作业功能,整机采用全液压驱动的动力型式,结构简洁,使用方便可靠。     

履带式再生稻联合收获机自动对行系统研制与试验

为适应我国再生稻头季稻收获要求,针对国内再生稻头季收获对行功能缺失、碾压率高等问题,以沃得旋龙4LZ-3.0E型水稻收获机为载体,综合运用机械、液压、电子控制等领域关键技术,设计了一种履带式再生稻联合收获机自动对行系统。系统应用在宽窄行种植模式下,可保证收获机履带行走在宽行中央,避免碾压到再生稻留茬,影响再生稻第二季产量,主要由对行检测单元及对行控制单元组成。田间试验表明:再生稻联合收获机安装自动对行控制系统后,对行收获过程中的前进速度、三位四通阀通电时间、节流阀开度分别设置为0.556m/s、1.5s、“中位”时,其对行效果最佳,碾压率降低至5.6%～5.8%。     

玉米收获机自动对行系统设计与试验

为提高玉米收获机的对行质量,减轻驾驶员的劳动强度,设计了一套玉米收获机自动对行系统,包括自动对行感知系统和路径跟踪控制系统。感知系统由激光雷达、机械式对行传感器、陀螺转角仪等组成,激光雷达检测进入地块前的横向偏差,机械式对行传感器检测收获作业时的横向偏差,陀螺转角仪检测航向偏角。以纯追踪模型作为路径跟踪的控制方法,利用模糊控制原理动态调整纯追踪模型中的前视距离,结合收获机的运动学模型,确定收获机转向轮的期望转角,并通过Matlab/Simulink软件对模型进行仿真分析。将自动对行系统搭载于4YL-6型玉米收获机上进行田间试验,结果表明,激光雷达静态检测试验的偏差均值为0. 077 5 m,标准差均值为0. 130 9 m,偏差在±15 cm和±30 cm内的比例均值分别为80. 5%和95%;激光雷达地头自动对行试验的平均调整距离为7. 89m,平均偏差为0. 146 m;基于机械式对行传感器的收获作业自动对行试验的偏差均值为0. 087 6 m,标准差均值为0. 097 6 m,偏差在±15 cm和±30 cm内的比例均值分别为83. 1%和100%。试验结果满足玉米收获机的对行作业要求,可为玉米收获机的自动对行提供理论支持。     

甜菜联合收获机输送升运装置设计

甜菜收获季节性强,劳动强度大,作业效率低,甜菜联合收获机能减轻劳动强度、提高作业效率,是甜菜机械化生产机具的发展趋势。设计了甜菜联合收获机输送升运装置,解决了甜菜收获作业的关键技术,有效降低了甜菜含杂率和粘土率,对甜菜收获机的发展起到巨大的推动作用。      

根茎类作物收获机自动对行系统设计与试验

针对国内根茎类作物收获机械自动化水平低、劳动强度大、对行功能缺失、明薯率低、伤薯率高和漏挖率高等问题,以4UGS2型双行薯类收获机为载体,以垄行截面走向为研究对象,综合运用机械、液压和电子控制等领域关键技术,设计了一种自动对行系统。该系统包括地垄仿形机构、牵引机构、液压系统和控制系统,采用基于PID的速度控制模式实现收获机作业路线实时调整,从而实现收获机行进过程中的自动对行功能,进一步提高了薯类作物收获机械自动化水平。田间收获试验表明：薯类收获机安装自动对行系统后,其平均明薯率为 97.25%,平均伤薯率为1.44%,平均漏挖率为1.57%。通过与人工对行收获试验对比可知,平均明薯率提升了2.16个百分点,平均伤薯率降低了1.40个百分点,平均漏挖率降低了1.81个百分点。     

玉米收获机自动对行方向自校正系统的研究

所研制的自动对行方向自校正系统是玉米收获机自动对行控制系统的执行单元。系统采用PID控制方式调节电液比例方向阀阀芯开度,进而控制液压缸活塞杆的速度和位移,最终控制转向轮的偏转角度和偏转速度。该系统以4YZP-4D型玉米收获机为载体进行田间试验,结果表明:PID参数为KP=800、Ki=0. 5、Kd=0. 1,作业速度为7 km/h时,自动对行方向自校正系统控制效果最好。     

甜菜联合收获机分离输送装置设计与试验

为解决甜菜联合收获机分离输送过程中甜菜块根含杂率高、损伤率高的问题,设计了一种六行甜菜联合收获机的三级分离输送装置,阐述了该装置的主要结构及工作原理,并确定关键参数。通过对分离输送过程中土壤、甜菜的运动学分析及甜菜在碰撞过程中的能量分析,确定了影响甜菜含杂和损伤效果的主要因素及各因素的试验取值范围。以拨送板转速、杆条式链筛输送速度和橡胶尾筛倾角为试验因素,以含杂率和损伤率为试验指标,进行二次回归正交旋转组合试验,利用Design-Expert 8.0.6软件对试验结果进行分析,得到试验因素与各指标的回归方程。通过响应面分析各因素对评价指标的影响规律,得出优化参数组合为：拨送板转速100.0r/min、杆条式链筛输送速度1.4m/s和橡胶尾筛倾角39.0°。验证试验结果表明,经过三级分离输送后甜菜含杂率为3.4%,损伤率为2.6%,各项指标均符合国家行业标准要求。     

履带自走式分拣型马铃薯收获机设计与试验

丘陵山区和小地块是国内马铃薯的主要种植区域,针对这类地形的马铃薯机械化收获技术与装备匮乏的瓶颈问题,并结合马铃薯种植农艺和收获需求,采用自动对行挖掘-薯土分离-人工辅助捡拾相结合的马铃薯机械化单行收获方案,设计了一种履带自走式分拣型马铃薯收获机。该机主要由履带式底盘、自动对行挖掘装置、分离装置及分拣装置等关键部件组成,具有附着力大、高频低幅振动碎土、自动对行挖掘、人工辅助分拣和液压驱动模式等技术优势。在阐述总体结构及工作原理的基础上,结合马铃薯运动学模型和碰撞特性分析,确定了分离筛倾角为30°,分离筛末端与分拣筛始端之间的跌落高度为120mm等关键部件的结构参数和运行参数。由于采用人工辅助分拣的集薯方式,减少了薯块跌落与翻滚次数,缩短了马铃薯的分离行程。田间试验结果表明：样机作业速度为1.0、1.2km/h,分离筛运行速度分别为0.61、0.72m/s,分拣筛运行速度分别为0.42、0.50m/s时,生产率分别为0.10、0.12hm2/h;利用电子马铃薯采集的碰撞加速度平均值分别为51.02g、51.85g,碰撞加速度峰值均小于马铃薯临界损伤阈值,没有出现薯块漏捡和薯块表皮破损情况,收获效果良好,各项性能指标均满足相关标准的要求,研究可为马铃薯收获机分离分拣装袋工艺和马铃薯收获机的结构优化改进提供参考。     

大中型自走式谷子联合收获机设计

为了提高谷物收获过程中的自动化程度,提升谷物质量,针对谷子的生长特性,对大中型自走式谷子联合收获机的割台、脱粒滚筒、清选筛及凹板等关键部件进行优化设计,并生产样机。以谷子损失率、破碎率和含杂率为试验指标对整机进行田间试验及性能检测,结果表明:该样机基本解决了割台丢穗掉穗的问题,降低了割台损失率;在保证脱粒作业效果同时,避免了滚筒内堵塞和谷子夹带问题;降低了谷子的破碎率和清选损失,提升了谷子清选率,检测结果符合国家标准。     

自走式玉米联合收获机的设计

美国、法国、乌克兰等国家,玉米的收获已基本上实现了机械化。由于其多为一年一季种植,他们玉米收获都采用直接收获方式,一次作业可完成摘穗、脱粒,而对秸秆处理质量要求不高。这种收获方式不适应我国国情,尤其是小麦、玉米一年两熟种植区,一方面玉米收获时籽粒含水率高达35％以上,直接收获籽粒破碎率高达30％,总损失率达20％,农民无法接受;另一方面,玉米能否及时收获,还影响下茬小麦播种,因此对玉米秸秆粉碎质量又提出了较高的要求。4YF－－3、4Y－－3型自走式玉米联合收获机正是根据我国国情而设计的。一、结构特点这两种…     

电动叶菜收获机自动对行控制系统研究

为提高叶菜收获机智能化控制性能、降低劳动强度,设计了一套电动叶菜收获机自动对行控制系统.通过建立电动叶菜收获机转向机构数学模型和设计对行探测机构,采用PID和模糊控制技术建立了自动对行系统控制策略,并进行了仿真试验和田间试验.试验结果表明:在叶菜行发生偏移时,系统能及时调整行走轨迹,实现自动对行功能,提高了电动叶菜收获...     

棉花打顶机自动对行装置设计与试验

为了提高棉花打顶机的自动化水平,以高地隙底盘棉花打顶机为载体,利用传感器技术、电机控制技术和PLC控制技术,结合机采棉品种棉花种植模式,设计了棉花打顶机自动对行装置.该装置主要由检测机构、对行机构、电机控制系统、电子控制系统和控制软件组成.采用RecurDyn软件对检测机构进行运动仿真,探究运动规律,为角度传感器选取提...     

Grimme公司Maxtron 620新型自走式甜菜挖掘收获机

简要介绍了德国Grimme公司Maxtron 620新型自走式甜菜挖掘收获机的各主要部件结构特点和技术性能,为我国农机行业在研究和开发新型自走式甜菜挖掘收获机新产品时提供技术参考和借鉴。      

甜菜收获机齿板式切顶装置设计与试验

针对甜菜机械化收获切顶过程中存在的漏切、少切及块根损伤等问题,研究了一种齿板式甜菜切顶装置。对切顶过程中甜菜进行受力分析,明确了切顶装置运动的随机特性及其关键影响因素。结合切顶装置的工作原理及运动空间,确定了仿形器的连架杆为300mm、连杆为220mm、齿板间距为40mm、限位板高度为100mm、超前量为25mm、安装角为45°。根据切顶器工作的特殊位置点,确定了齿板的轮廓曲线,提高了切顶装置的工作适应性。借助Design-Expert软件进行试验设计及数据处理,获得切顶装置各因素与评价指标的数学回归模型,明确了前进速度、弹簧力对切顶合格率、多切率的影响规律,并确定了较优参数组合。进行了田间试验验证,结果表明,当前进速度为1.0m/s、弹簧力为23N时,甜菜切顶合格率为99.6%,比平板式切顶装置提高6个百分点,多切率为0.95%,比平板式切顶装置降低1.15个百分点,符合甜菜切顶收获指标要求。     

自走式柠条饲料联合收获机设计

设计了一种自走式柠条饲料联合收获机。该机可一次性完成柠条的平茬、输送、切断和装箱联合作业,采用了自动化程度较高的液压行走系统和基于DSP的满负荷喂入与行走速度匹配的智能化控制技术。介绍了该机的工作原理,并对主要工作部件结构进行了设计。田间测试证明,整机性能指标达到任务书要求,符合国家有关标准和地方标准的要求。      

4YZP-3型自走式玉米收获机设计

针对黄淮海地区和冬麦区玉米栽种特点,借鉴已有的经验,研制了4YZP-3型自走式玉米联合收获机,并介绍了整体机型、传动系统和关键部件的结构设计和技术特点。割台部分采用新型拨禾链分离装置,可将不对行玉米植株及时抓取并稳定送入到摘穗装置中;对剥皮机进行了优化设计和合理配置,大大提高了果穗剥净率,降低了籽粒破碎率和损伤率。田间试验和分析表明:其各项性能指标均符合玉米收获机行业标准,研究成果可为玉米收获机械的研究和发展提供借鉴。     

小型甜菜收获机的研制

针对目前国内甜菜收获现状,研发设计了一款小型甜菜收获机,它采用类似于联合收割机的机身外观以及大前轮驱动和小后轮转向的驱动技术,将我国传统单一工作流程的甜菜收获机系列化组合在一起,提高收获效率并减少收获成本。该甜菜收获机可以对不同的地质进行高效率收获作业,解决了进口甜菜收获机械不适合我国土壤条件下的甜菜收获作业问题,保证了甜菜收获质量、出糖率,大大降低了甜菜的收获成本。小型甜菜收获机的开发和利用有较好的市场前景和实用价值,同时可带动甜菜收获全程机械化的发展。