XDNZ630型水稻插秧机GPS自动导航系统

以XDNZ630型水稻插秧机为试验平台,采用RTK-GPS定位技术,进行农业机械自动导航试验.增加了插秧机转向机构、变速机构和栽插机构的电控功能,实现了自动控制.根据GPS接收机与车载传感器获取车辆姿态信息,采用PID控制方法,构建转向闭环控制系统,实现插秧机的自动对行导航及地头转向,并进行了插秧机路面与田间导航跟踪试验.试验结果表明,在插秧机对行导航作业中,车辆行进速度不大于0.6m/s时,对行跟踪误差小于10cm,完全可以满足插秧作业精度要求.     

久保田NSD8插秧机遥控插秧档执行机构的设计

为提高插秧机操作自动化水平,实现插秧档的遥控控制,以久保田NSD8插秧机为研究平台,在不改变原插秧机换档机构的基础上设计出一套辅助系统,使改造后的插秧机技能满足自动化需求,又能实现常规的手柄操作。该机构主要由步进电机、滚珠丝杠、滑块机构和末端执行器组成,可实现遥控控制插秧档位的升降,为后期久保田NSD8插秧机的导航设计提供前期理论与实践基础。     

久保田NSD8插秧机遥控插秧档执行机构的设计

为提高插秧机操作自动化水平,实现插秧档的遥控控制,以久保田NSD8插秧机为研究平台,在不改变原插秧机换档机构的基础上设计出一套辅助系统,使改造后的插秧机技能满足自动化需求,又能实现常规的手柄操作.该机构主要由步进电机、滚珠丝杠、滑块机构和末端执行器组成,可实现遥控控制插秧档位的升降,为后期久保田NSD8插秧机的导航设计提供前期理论与实践基础.     

数学建模在水稻插秧机作业优化中的应用

为了降低插秧机的作业故障次数、提升插秧效率和插秧质量，对数学建模在水稻插秧机作业优化中的应用进行了研究。为了有效提升作业效率和作业质量，分插机构的传动部件改进为非圆齿轮行星系，并针对传动装置建立数学模型并分析。为了验证水稻插秧机的结构是否合理，对其进行了仿真试验，结果表明：水稻插秧机的结构合理，可将其应用于实际生产。     

水稻插秧试验装置设计

水稻插秧试验装置可以为水稻插秧机各主要部件技术参数优化设计、成熟产品的性能测试，给可靠性试验提供技术平台。该试验装置在久保田四行水稻插秧机的基础上，保留移箱机构、秧苗箱、秧苗箱滑道、分插机构等核心部件，做出相应改造实现分插机构转数、秧苗箱横向移箱次数、纵向送秧量、秧门宽度、相对秧门分插机构位置、秧苗箱倾斜角度和高度的调节。设计基于PLC可编程序的控制系统，按水稻插秧试验要求开发管理和控制软件，转速、扭矩、功率等数据可自动采集、显示存储，并按标准格式打印。     

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。     

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。     

水稻插秧机自动作业系统设计与试验

为适应现代农机自动作业发展需求,实现插植作业和速度的自动控制,设计了水稻插秧机自动作业系统。以井关PZ-60型水稻插秧机为试验平台,研究了具有CAN(Controller area network)通信接口和手动优先的手自一体插秧机速度与插植机构控制方案,设计了插秧机专家PID速度控制算法和PID插值机构控制算法以及插秧机自动作业联合控制策略。联合导航控制系统分别在水泥路面、泥底层平坦和不平坦的水田进行了速度控制试验,结果表明,速度平均误差分别为3. 25%、5. 40%和8. 01%,速度平均误差不超过10%的概率分别为98. 6%、90. 1%和68. 0%;泥底层平坦水田联合控制试验结果表明,插秧机联合控制与人工操作相当,效果良好。插秧机自动作业系统满足插秧机在无人驾驶时自动作业的需求。     

插秧机非圆齿轮行星系分插机构的虚拟制造与仿真

本论文以水稻插秧分插机构试验模拟机为平台,借助计算机pro/E软件,展开对"非圆齿轮行星系在超级稻高速插秧机分插机构上应用研究"。该研究首先对机构研究人员设计好的非圆齿轮进行建模,然后将整体机构进行装配,得到非圆齿轮行星系分插机构虚拟制造的结果,最后再将其安装到水稻插秧机分插机构试验机器上,通过pro/E软件对其进行仿真,并对仿真结果进行运动学分析,对不符合要求的构件进行修正、完善,最终使其运动轨迹符合插秧的农艺要求。     

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。     

基于GPS导航的插秧机作业控制系统

为了满足农业智能化的需要,实现插秧机田间作业的自动控制,设计了与GPS导航系统相配合的插秧机作业控制系统.系统能够根据处方图的要求实现插秧机栽插作业和行驶速度的自动控制.以洋马VP6型高速插秧机为试验平台,在不影响手动操作的基础上对插秧机进行了电控改造,并与GPS导航系统进行了联合道路试验.试验结果表明,系统能够正确执行处方图既定的插秧任务,速度控制平均误差小于0.0113 m/s,满足了插秧机作业的需求.     

数值迭代算法下的智能插秧机插秧路径规划

为实现智能插秧机的插秧路径规划,提出了基于数值迭代算法的智能插秧机插秧路径规划的方法。该路径规划系统的主要组成为传感器系统、电动方向盘、档位自动化安装系统和油门自动化安装系统。通过改进人工鱼群算法,包括引入禁忌表和公告牌,改进人工鱼觅食和聚群行为的方法,提高了算法的计算速度和精度。对路径规划系统进行试验,结果表明:算法运行速度快,可以较低成本遍历待插秧区域,能够满足插秧机的使用要求。     

插秧机核心部件改进研究

为提高和改善插秧机的工作效率与整体插秧质量,对广泛应用于水稻行业的高速插秧机核心部件进行优化改进。针对插秧机的插秧机构的工作特性,从非圆齿轮机构的运动学与动力学模型角度出发,建立了插秧部件的数学模型,并在此基础上得到整体三维物理模型;对于插秧机的移箱机构核心部件螺旋轴进行结构化参数改进,融入目标函数优化理论利用Mat Lab编制程序得出最优组合。同时,利用ADAMS进行仿真试验,结果表明:在前置条件设置合理与准确的前提下,得出的关键点运动轨迹与速度、加速度及位移等相关参数与改进设计相符,证明插秧机核心部件改进的合理性与可行性。此优化改进方法与结论对于相关学者进行深入研究有一定的参考价值,亦可为实际水稻插秧机制造与创新提供理论依据。     

一种网络算法下的自动插秧机可行性设计

为实现自动插秧机工作过程的可行性,基于网络算法设计一种能够进行前视距离追踪的插秧机自动导航算法。通过建立插秧机运动过程数学模型,建立插秧机直线跟踪过程稳定条件,并以速度和插秧机行走偏差数据为输入参数,以插秧机前视距离为输出参数,建立插秧机前视追踪距离控制算法模型。试验验证表明:该插秧机前视距离追踪控制算法能够有效提高插秧机导航追踪系统稳定性,为自动插秧机的稳定导航可行性提供参考依据。     

2ZT-9356系列水稻插秧机经济效益分析

为验证2ZT-9356系列水稻插秧机的经济效益,进行水稻机插秧作业试验,对比手插秧与机插秧2种方式下水稻的长特性与产量,并进行经济效益分析.结果表明:使用插秧机进行作业,作物生长好、产量高,既节约了水稻种植成本,又提高农民收入,经济效益显著.     

手扶步进式水稻插秧机的常见故障与排除

为了有效减少水稻插秧过程中的人力成本,水稻机械化插秧逐渐代替手工插秧,满足了种植户对插秧机的迫切需求,也极大地提高了水稻生产的经济效益。随着水稻机械化插秧技术的广泛推广应用,也推进了全国商品粮基地县——浦城县水稻生产实现全程机械化。文章对浦城县广泛使用的手扶步进式水稻插秧机在实际操作过程中出现的一些常见故障,从机械部分、田间工作环境部分、插植部分等原因进行分析,并提出相应的排除方法,为插秧机的正常运行提供有利参考。     

高速插秧机自动导航系统软件设计

为研究水田作业机械的无人驾驶系统,在基于高速插秧机激光导航硬件系统的基础上,利用Visual Basic 6.0开发环境开发了高速插秧机的自动导航控制系统软件。软件利用MSComm控件与PC机上的无线数传设备进行数据交换,实现对插秧机的监控。软件系统首先通过遥控插秧机采集田块的轮廓形状;然后,根据获取的田块形状,选择田块的路径规划方案并规划出行走路径;最后,插秧机在监控软件系统自动导航模块的控制下实现无人驾驶。     

水稻插秧机调平装置电气控制系统设计

为了保证秧苗入土深度一致,提升秧苗成活率,对水稻插秧机的调平装置及电气控制系统进行了设计。水稻插秧机的主要组成包括机架、电气控制系统、调平装置、秧箱、取秧和插秧部件、动力系统及传动系统。为了提升调平装置的性能,对液压装置的参数包括最大功率和作业效率进行了设计,并对横向自适应调平装置的电气控制系统进行了设计。为了验证水稻插秧机调平装置的性能,对插秧机进行了液压装置仿真试验和调平装置性能试验。试验结果表明：液压装置的参数可以满足设计要求,调平装置可以满足插秧机的作业要求。     

小型水稻插秧机设计与试验研究

我国山地和丘陵地区由于受地形限制,大、中型插秧设备无法使用,水稻种植多以人工为主,人工种植的方式效率低、劳动强度大,严重制约了水稻种植机械化的发展。针对这一问题,提出了一种适用于山地或丘陵地区的小型水稻插秧装置。装置以人工操作的轻便省力为目标,主要针对移箱机构及插秧机构进行了详细的优化设计,开发了一种操作省力的小型插秧机,并利用有限元仿真对关键部件进行了分析评估。最后,进行了样机测试,结果表明:叶轮取能式插秧机构设计合理,取能平均负载为7.2N,移箱机构工作可靠,平均移箱力为3.4N,移箱步距稳定,为今后小型水稻插秧机的研究提供了参考。     

东洋PF455S插秧机液压控制系统工作原理与故障排除

正东洋PF455S型水稻插秧机是一款适合于我国广大水稻产区使用的步行式四行水稻插秧机,其上安装的单作用式液压装置,主要功用是插秧机在行驶和田间转弯时,使机体上升,在插秧作业时机体自动升降。还有分体式浮板及液压仿形装置,解决插秧机工作时壅泥、栽插深度不一致等问题,确保机插质量的稳定。液压装置主要由油泵、分配器、油缸和传动机构四部分组成。1液压控制系统工作原理液压控制系统主要由液压泵、油缸、控制阀、控