温室穴盘钵苗成排取苗移植手部件设计与试验

温室穴盘钵苗成苗后需要从穴盘移植到培养槽孔,但因人工作业效率低,限制了其规模化生产。为实现高效、高质量自动化移栽作业,本文设计一种用于温室穴盘钵苗高速取、放苗移栽作业的爪片插入式成排移植手部件,分析取苗作业过程移植手的受力及取放苗过程移植手的变形,结合ADAMS刚柔耦合仿真试验开展植苗手优化设计,确定爪片尖点拟合曲线及移植手抓取穴盘钵苗的运行轨迹。以移植手取苗深度、基质含水率、升降速度和水平横移速度为试验因素,开展成排移植手部件取、放苗正交试验,并确定最佳参数组合。结果表明,当取苗深度48mm、基质含水率69.9%、升降速度0.24m/s和水平横移速度0.35m/s时,取放苗成功率为97.9%,效率10322株/h,满足高速、高效移栽要求。该研究为温室穴盘钵苗高速移栽部件的国产化开发提供参考。     

自走式植保机实时定位系统的研究

针对田间复杂多变的环境,植保机械在自主导航作业时需要实时高精度的定位信息。文章开发了一种搭载实时定位系统的自走式植保机。该定位系统采用CORS连续运行基准站技术,建立了一个虚拟基准站并和CORS网络,主控制中心以及用户的移动站一起构成实时高精度定位系统。与基于传统RTK的定位系统相比,该系统操作简便,定位覆盖范围广,精度高,实时性与可靠性好。搭载该定位系统的自走式植保机可以实现更加精确的自主导航作业。     

北斗导航农机作业面积管理系统设计与试验

针对农机精准作业规模化管理与农机作业服务计费需要准确的农机作业面积,设计北斗导航农机作业面积管理系统,其中包括北斗导航农机作业面积管理终端和北斗导航农机作业面积管理平台,实现农机作业面积测量与管理。基于北斗卫星导航定位系统、北斗地基增强系统及ARM32位Cortex-M3处理器设计并开发管理终端,采集农机作业位置信息;同时采用C#、JAVA语言及SQL Server 2008数据库设计并开发前后端分离结构的管理平台,实现农机作业监控、面积测量、数据统计等功能。通过田间试验,检验管理终端定位误差和管理平台面积测量精度。试验结果表明,该系统能够实现农机工作时间、工作地点、作业面积、作业轨迹等信息实时记录和回放。北斗导航农机作业面积管理终端水平定位误差仅为2.7 cm,作业面积平均测量误差为1.818%。该系统能够精准测量农机作业面积。     

GPS定位系统在拖拉机上的应用

随着农业技术发展,精准农业在中国近几年也开始走热。这为GPS在农业领域应用提供了广泛的思路。精准耕种,田地整平,规划,翻地、起垄等等,这些都可以用到GPS。自动导航技术是实施精准农业的基础,可保证农田作业时的精准和质量,避免作业过程中产生重漏。应用自动驾驶技术可以提高拖拉机的操作性能,延长作业时间,可以实践夜间作业,大大提高了机车的出勤率与时间利用率。本文就北京合众思壮科技有限公司生产的壁虎GPS卫星导航系统的使用方法及注意事项等进行了阐述。     

如何使用好玉米收获机械

一、作业前的准备 1．田间调查 由于玉米为高秆作物,影响驾驶员视野,所以作业前应对作业地块进行勘查。     

LMJ-1面积测量仪

该机是采用GPS定位系统、嵌入式单片机、高精度算法等先进技术研发而成的野外面积测量仪器，可快速测绘任意形状地块的面积、距离、周长等数据，适用于农田、绿地、森林、水域、滩涂、厂矿等面积的测量，为农业、林业、水利、土管、税务等部门及农机作业收费等提供便捷的测量工具。     

基于嵌入式Web服务器的植物工厂远程监控系统研究与实现

为实现植物工厂内环境参数的远程监控,本文设计了基于嵌入式Web服务器的远程监控系统.文中详细地介绍了嵌入式Web服务器的实现方法,在以S3C2410芯片为核心的FS2410开发板上移植Linux内核和Cramfs根文件系统,搭建嵌入式Linux环境:移植了Boa服务器,使用户可通过浏览器的网页进行远程访问；通过CGI技术,还可实现动态交互.实际运行结果表明,该嵌入式Web服务器切实可行、稳定可靠.     

LMJ-I面积测量仪

该机是采用GPS定位系统、嵌入式单片机、高精度算法等先进技术研发而成的野外面积测量仪器，可快速测绘任意形状地块的面积、距离、周长等数据，适用于农田、绿地、森林、水域、滩涂、厂矿等面积的测量，为农业、林业、水利、土管、税务等部门及农机作业收费等提供便捷的测量工具。     

叶菜种苗移植机器人开发

目前叶菜生产作业环节机械化程度低,国内外针对蔬菜苗由穴盘向栽培槽内移植的自动移植机尚未有研究。本文对叶菜种苗移植机器人进行开发,实现了将叶菜种苗由穴盘向栽培槽自动移植,在保证95%移植作业成功率条件下,移植生产率可达1 500株/h,约为人工移植作业的2倍以上,显著提高了叶菜种苗移栽作业的生产率。     

花卉种苗移植机器人的设计与性能试验

移植机器人是未来智能设施园艺育苗机械化生产的发展方向,具有广阔的应用前景。为了提高花卉种苗移植的自动化水平,针对花卉穴盘种苗,并通过穴盘和苗钵输送机构、机械臂、移植机械手的设计,构建了双移植手花卉种苗移植机器人,实现了穴盘苗钵定位、等距进给动作,可完成穴盘苗由穴盘向苗钵的自动化移植作业。性能试验结果表明:双移植手花卉种苗移植机器人作业生产率可达1772株/h,作业成功率达到91.5%。     

旋转式分插机构运动干涉因素的研究

旋转式分插机构的运动干涉检查是在机构满足插秧作业的运动学和机构的动力学参数优化的基础上,进行选择最优参数的设计步骤.为此,根据非圆齿轮行星轮系旋转式分插机构的运动学模型,建立了栽植臂机构运动干涉点的位移模型,运用正交试验设计的方法对干涉因素进行了分析,提出了影响旋转式分插机构运动干涉的5个因素的主次顺序,为该机构的优化设计及其运动干涉检查提供了依据.     

自动化玉米移栽机送苗装置的运作试验研究

为进一步提升玉米移栽机的移栽效率与自动化水平,结合当前国内外玉米移栽机的研究现状,在玉米移栽机的工作原理与送苗装置的结构组成的基础上,对其展开优化研究。依据横纵向送苗机构的运动协调控制与结构参数设计,加入智能自调节控制程序、相应传感器装置及自动检测系统,实现设计目标并通过给定前置条件进行运作试验。试验表明:X、Y轴送苗方向上的参数均得到理想优化效果,最大提升值分别可达7%、15%左右;优化送苗装置作用下,整体移栽伤苗率小于8%,漏栽率控制在5%之内,成功取苗率达93%以上,符合送苗装置及关键机构的设计优化初衷,试验可靠有效,对玉米移栽机的进一步改进和类似作物移栽机械开发有一定的参考价值。     

水稻插秧机的人机交互智能化应用

针对水稻插秧机设计过程中存在的参数多、交互关系复杂、设计计算繁琐等特点,开发了一种人机交互式智能化设计平台,可缩短设计周期,优化水稻插秧机机构。通过对水稻插秧机的运动过程进行分析,认定插秧株距及插秧深度为插秧过程中的两大核心目标参数,建立各结构参数与目标参数之间的约束关系,并确定优化设计算法。利用优化设计算法,建立人机交互式设计系统,并利用设计系统得出水稻插秧机结构参数。对比分析及试验验证表明:该人机交互式智能设计系统可根据不同的设计需求快速有效地迭代出水稻插秧机结构参数,并进行最优化参数组合,有效地缩短设计计算周期,提高了设计效率及准确性。     

基于PLC的多功能插秧机动力系统优化研究

随着自动化技术在农业生产应用中的不断深入,多功能插秧机已经逐渐取代传统人工插秧作业,其具有自动插秧、插秧质量高等优点,但存在驶速度慢、插秧效率低等问题。为此,设计研究了基于PLC的多功能插秧机动力系统,对传统插秧机动力系统进行优化。在对插秧机工作原理进行深入研究的基础上,完成了插秧机动力系统优化方案的设计,并引入液压驱动系统,完成了液压驱动系统结构设计和工作原理分析。同时,将液压驱动系统与PLC控制相结合,定义系统输入输出信号,完成PLC硬件接线及I/O分配。仿真试验结果表明:验证优化后的多功能插秧机可以完成对动力系统的精准控制,具有更好的动力性能和机动性。     

行星轮系水稻钵苗移栽机构正反求设计方法研究

为了解决现有行星轮系水稻钵苗移栽机构较难同时具备理想的移栽轨迹和姿态的问题,提出了正向设计与局部轨迹微调的反求设计相结合的设计方法。以非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构的设计为例,阐述该方法的实现过程。建立行星轮系水稻钵苗移栽机构设计要求,并分析其工作原理,在前期正向设计的基础上,局部调整其移栽静轨迹,通过反求设计进一步优化设计移栽机构。进行局部反求设计的运动学分析和运动学建模,基于Matlab平台开发计算机辅助设计软件,通过人机交互的方式得到移栽机构的机构参数,使其不仅满足移栽臂移栽的姿态要求,同时获得更理想的移栽工作轨迹。根据最终得到的机构参数设计移栽机构结构,完成三维建模、虚拟仿真试验,加工、装配移栽机构物理样机,完成了高速摄像运动学试验。将移栽机构理论计算、虚拟仿真、样机试验得到的移栽静轨迹比较,同时逐一将轨迹相关参数、取秧角、推秧角、角度差等设计目标参数与相应数值化目标进行对比,结果显示,均满足要求,验证了设计方法的正确性。与以往单一的正向设计、反求设计方法相比,该方法设计的移栽机构不仅具有更优的移栽工作轨迹,也可满足较好的移栽姿态要求。     

夹钵式水稻钵苗移栽机构设计与试验

针对夹苗式水稻钵苗移栽机构取苗易失败,以及推秧爪推秧不充分影响钵苗直立度等问题,根据水稻钵苗移栽机构的工作要求,提出了一种夹钵式水稻钵苗移栽机构。基于Visual Basic 6. 0开发了移栽机构辅助分析优化软件,分析了主要参数对移栽轨迹的影响,通过人机交互方式得到了一组满足移栽工作要求的机构参数。根据得到的机构参数,完成移栽机构的结构设计,进行了移栽机构的虚拟仿真分析,验证了移栽机构理论设计的正确性。设计了水稻钵苗移栽试验台并进行了移栽机构取苗试验,移栽机构回转速度设定为50 r/min时,平均取苗成功率为93. 06%,当转速为80 r/min时,平均取苗成功率为88. 89%,取苗成功率随着转速的提高而降低。研究表明,该机构具有较高的取苗效率和取苗成功率,可应用于水稻钵苗移栽机。     

3DMAX应用下的智能插秧机外观优化

为进一步提高智能插秧机的结构布局协调性与感染力水平,利用3DMAX应用平台进行插秧机外观优化研究。考虑土壤湿润程度对插秧刀具的影响等因素,结合插秧机分插机构传动部件与插植臂等执行部件的相互关系与约束条件,以偏心齿轮啮合传动特性,建立用于智能插秧机外观优化的数学模型,得到关键部件与机构的三维物理模型与无缝装配模型。从结构细化设计与外观造型设计两大角度分别对插秧机体、驾驶座、车轮、插秧装置等曲线参数优化,插秧作业场景与插秧特征提取及组件元素3D建模等操作进行3DMAX场景下智能插秧机的外观呈现与界面设计布局,实现了智能插秧机的3D可视化管理与动画效果展示,且动作一致性较好,设计合理可行。农机三维建模技术对准确实现结构优化有很好的预知功能,对大型农机设备结构设计搭建人机交互虚拟平台有一定的参考价值。     

基于节曲线凸性判别的行星轮系移栽机构解析

为了建立非圆齿轮凸性与理想移栽轨迹之间的直接联系,使行星轮系移栽机构更好地满足作业要求,提出一种基于非圆齿轮节曲线凸性指标的不等速行星轮系机构参数求解方法。根据给定的运动轨迹,建立全局坐标系;将轮系简化为二杆二自由度开链机构（2R机构）,建立基于移栽轨迹的机构运动求解模型,提出非圆齿轮节曲线凸性判定指标,确立轮系中心位置变化范围即解析区域。根据运动学原理,由二杆二自由度开链机构复演理想移栽轨迹,求解轮系传动比,建立不等速传动比计算与分配模型,得到杆长、杆长比、轮系传动比、非圆齿轮节曲线凸性值等移栽机构参数,建立可以形成给定移栽轨迹的移栽机构参数信息图。避免了调试非圆齿轮节曲线的盲目性、优化机构尺寸和结构设计中双臂干涉等问题,为设计可形成特定轨迹的轮系机构提供参考。对几种常见移栽轨迹进行计算分析,以“鹰嘴形”水稻钵苗移栽轨迹为例进行非圆齿轮行星轮系钵苗移栽机构的设计仿真与样机试验,仿真轨迹、试验轨迹与给定理想轨迹基本一致,验证了计算模型的正确性与设计机构的可行性。     

新型高密度灌木幼苗移栽机仿真与试验

针对裸根灌木幼苗具有根系软、乱和股头多等特点,以及已有的链夹式移栽机不能满足小行距高密度移栽要求,提出了一种可用于株距＜200 mm、行距＜160 mm,10行同时移栽的新型灌木幼苗移栽机械。对高密度灌木幼苗的移栽工艺研究后,设计了移栽机栽植机构、放苗机构、起垄机构、旋耕机构及悬挂系统,并进行传动系统仿真,结果表明,移栽机的传动系统达到移栽过程中设计要求。设计了一种新型开沟器,根据开沟器的实际受力特点,运用离散元技术和有限元分析技术对其进行仿真试验,结果表明,开沟器强度满足要求。对新型移栽机的物理样机进行现场移栽试验,结果表明,该移栽机能高效解决根系软、乱和股头多的裸根灌木幼苗移栽问题,并且平行排布、除草方便,适合小行距高密度移栽。幼苗植入深度（移栽深度）7～12 cm,直立度80°～90°,移栽苗成活率90%以上。      

基于PLC的智能插秧机监控系统研究

智能插秧机具有作业效率高、插秧质量高等优点,逐渐取代传统人工插秧作业,但传统的智能插秧机在作业工程中仍然需要人工监控,以便及时处理插秧机出现的故障问题。为此,设计了基于PLC的智能插秧机监控系统,完成了监控系统总体结构的设计,通过硬件选型和软件设计,确定了合理可靠的功能模块。该监控系统能够实时监测智能插秧机的工作状态,远程控制智能插秧机作业,可及时对插秧机的故障进行反馈报警,且结构简单、控制精度高,具有较高的安全性和稳定性,在农业生产上具有一定的推广价值。