微型甘蔗收获机无线控制系统改进设计与研究

针对目前已有的微型甘蔗收获机无线控制系统成本过高、控制环节较多和设备复杂等问题,对其无线控制系统进行了改进设计。以单片机最小系统为基础,借助按键输入模块和无线传输模块,通过编写程序实现无线控制系统对收获机的操控。在三维CAD软件中建立控制器壳体模型,借助于3D打印技术做出实物并用于安放无线控制系统电路板。对设计完成的无线控制系统进行实地验证,结果表明:系统较好地完成了对微型甘蔗收获机的控制,符合设计要求。     

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...     

整秆式甘蔗收获机输送调控系统设计与试验

针对甘蔗生长的随机性使收获机喂入量随时变化,易导致整秆式甘蔗收获机输送堵塞或工作效率低下的问题,设计了一种整秆式甘蔗收获机输送调控系统。该系统由动态扭矩传感器、PLC控制系统、液压系统、伺服电机系统组成,通过实时调节输送辊转速与喂入速度使得甘蔗收获机输送能力与喂入量相匹配,减少甘蔗堵塞情况。通过搭建甘蔗收获机试验平台,开展甘蔗输送调控试验。甘蔗输送调控试验结果表明,安装了输送调控系统后,各试验水平下的甘蔗平均输送速度为4.06、3.42、3.04、2.42m/s,相比无调控系统有了明显提升,并且收获机输送能力在喂入量峰值过后恢复到初始值,保证了工作效率;调控试验的平均堵塞率降低到5%,输送调控系统对缓解输送堵塞有显著作用。     

自走式甜菜联合收获机自动对行检测装置的设计

甜菜是甘蔗以外主要糖来源之一,在生产生活过程中具有重要地位。为提高甜菜的收获效率,需要研发收获机自动对行控制系统和控制技术,而对行检测是实现甜菜自动对行收获的基础与难点。为此,设计研发了一种适用于自走式甜菜收获机的对行检测装置,并进行了性能测试。实验结果表明:所设计的装置能够精确检测偏离作物行的程度,为实现自走式甜菜联合收获机的自动对行控制奠定了基础。     

甘蔗联合收获机运行工况数传终端的设计与试验

针对现有甘蔗联合收获机信息化水平低、相关参数监测系统缺乏等问题,设计了甘蔗联合收获机运行工况数传终端。通过对甘蔗联合收获机发动机参数、关键工作部件的扭矩与转速信息进行实时监测、自动记录并保存,从而实现作业质量的监测,且数传终端可将数据传至云平台,实现大量数据的存储和处理。试验台试验表明：数传终端能够建立一种连续、稳定、可靠的甘蔗联合收获机多信息采集方法,可有效地对收获机运行工况信息进行管理。     

甘蔗收获机割台随动控制系统设计与试验

针对国内现有甘蔗收获机无法对割台高度实施自动控制的问题,设计了一种割台随动控制系统。系统由自重摆动式仿形机构、STM32控制器、位移传感器、上位机模组、按键模块、电磁阀及驱动模组组成。自重摆动式仿形机构与地面直接接触并保持贴附,实时检测收获作业时的地面起伏变化,同时可以依靠仿形机构外廓曲面减小收获机倒退时地面对自身关键部件的冲击。建立割台高度控制参数模型,运用PID控制算法,有效地实现收获机割台高度的精确控制,进一步提升了甘蔗收获机自动化水平和工作性能。田间试验结果表明,收获机在安装割台随动控制系统后,割台随地形起伏变化而变化,使破头率降低,平均破头率为21%,通过与人工控制收获试验对比,平均破头率下降18.5个百分点。     

玉米联合收获机自动对行控制系统的研究

以自走式玉米联合收获机为载体,研制一种玉米联合收获机自动对行控制系统。系统采用TMS320F2407、XC3S500E作为核心控制芯片,通过触摸屏设置控制参数,采用PID控制方式进行对行调节。试验结果表明,该系统在PID调节速度环为800、轮向轮偏转角度值为800、收获机在一档高速作业时自动对行的效果最佳。玉米联合收获机自动对行控制系统实现了收获机割道与基准玉米行的自动对行功能,提高了收获机的自动化程度。     

小型履带式甘蔗收获机H点位置的计算机辅助求解

在分析了甘蔗收获机行驶和作业特点的基础之上,结合人机工程学的相关理论,提出一种在求取H点范围时应综合考虑人体上下肢舒适性约束的设计思想.为此,利用计算机辅助设计(CAD)技术,建立了坐姿人体数学模型,开发了求解甘蔗收获机驾驶员最佳驾驶位置的H点分布系统.     

小型甘蔗联合收获机的方案研究及仿真分析

阐述了甘蔗在我国南方地区的种植情况以及国内外甘蔗收获机械发展状况,论述了现有甘蔗收获机的特点、存在的缺陷以及对丘陵地带甘蔗收获的不适应性,并探讨小型甘蔗联合收获机的研发方案.根据对蔗地的实际测量、分析收集数据,在前人研究的基础上确定小型甘蔗收获机的设计参数,利用仿真技术对开发小型甘蔗联合收获机的结构进行优化,获得了较好的效果.     

蔗地不平对收获机砍蔗系统影响的仿真分析

甘蔗根切质量是评价甘蔗收获机砍蔗系统好坏的一个重要指标,它直接影响到宿根第2年发芽率,即宿根蔗产量.通过测量蔗地不平整度,获得了第一手甘蔗种植垄沟不平整的数据,利用MATLAB处理数据得到小型甘蔗收获机以0.4m/s工作速度前进时由蔗地不平引起根切器振动的频率与幅值,并通过虚拟仿真软件ADAMS仿真分析蔗地不平对小型甘蔗收获机械砍蔗系统的影响.     

知识库系统在甘蔗收获机械智能设计系统的应用

知识库系统是智能设计系统的核心部分.为此,从知识库系统的实用性及甘蔗收获机设计知识本身的特点出发,提出了知识库系统的总体结构,论述了知识库系统各模块的主要功能,提出了甘蔗收获机设计知识的表示方法以及随着知识库系统的发展而采用的不同知识获取方法.在此基础上,以VC 为程序设计语言完成了甘蔗收获机械智能设计系统的知识库系统.     

玉米收获机割台高度自动调控系统设计与试验

针对目前国内玉米收获机割台操控仍依靠机械调控、调整不便等问题,设计了一种割台高度自动调控系统。该系统包括浮动压紧式仿形机构、STM32控制单元、显示模块、按键模块、电磁阀驱动模块等。浮动压紧式仿形机构由角度传感器、仿形板、扭簧、固定轴等组成,利用ADAMS软件得到了仿形板垂直高度变化情况并设计了扭簧,能够较好贴附地面行走。建立了割台高度自动调控参数模型,采用PID控制算法实现割台高度的自动调控。控制系统通过仿形机构检测割台的离地高度,经STM32控制单元处理后,通过割台油缸自动调整割台的离地高度。测试结果表明,割台在按键模式下调控时平均响应速度为0.42m/s,在自动调控模式下割台实际高度与设定高度的误差在20mm以内,均满足玉米收获机割台调控的需要。研究结果可为玉米收获机智能化设计提供参考。     

小型甘蔗收获机物流防堵机构的设计与仿真分析

多根甘蔗同时进入小型甘蔗收获机剥叶机时,存在卡死剥叶辊,使剥叶机不能正常工作的现象.为了防止小型甘蔗收获机物流堵塞,保证剥叶机正常工作,运用螺旋传动原理,设计了小型甘蔗收获机物流防堵机构,并且在Pro/E软件中建立防堵机构的三维模型,导入到ADAMS多体动力学软件中进行仿真分析.仿真结果显示甘蔗通过防堵机构作用后,由原来的拥挤状态变成了分散排列.得出防堵机构在物流过程中具有良好的分散甘蔗、提高物流通过性作用的结论.     

甘蔗收获机喂入分流系统的设计与试验

甘蔗收获机普遍使用的双圆盘切割台系统在收获过程中存在明显"居中堵塞现象"。为了合理利用收获机物流通道空间,使喂入的甘蔗流主动分流居中并行且均匀输出,设计了一种新型的甘蔗收获机喂入分流系统,通过三维设计软件Pro/E建立了甘蔗喂入分流机构虚拟样机模型,并导入多体动力学仿真软件ADAMS,在不同的分流转速、分流辊上的橡胶管按不同的角度安装及选择不同的橡胶管与甘蔗的摩擦因数进行了虚拟仿真试验并在仿真的基础上进行了物理样机实验。仿真与样机实验表明:当此机构分流辊机构转速为300r/min、分流辊上偏置胶管的偏置角度为30°,且偏置胶管与甘蔗间的静摩擦因数f0=0.3 5、动摩擦因数f1=0.2 5时,在保证甘蔗进给速度的前提下,可以使甘蔗流分布较为理想。     

联合收获机脱粒滚筒的PID恒负荷控制

采用驱动联合收获机脱粒滚筒无级变速液压缸的油压力来表示脱粒滚筒的负荷,并通过对脱粒滚筒无级变速带轮的受力分析建立了脱粒滚筒扭矩与油压力的关系方程;分析了脱粒滚筒负荷与喂入量的关系.建立了脱粒滚筒负荷模型.在此基础上建立了脱粒滚筒PID恒负荷自动控制系统,仿真结果表明.该控制系统有效可行.     

联合收获机脱粒滚筒的模糊恒负荷控制

为使联合收获机脱粒滚筒负荷在预期范围内,采用驱动脱粒滚筒液压无级变速系统液压缸的油压力表示脱粒滚筒扭矩,根据扭矩与联合收获机行走速度之间的关系建立脱粒滚筒负荷模型,设计了模糊控制器并进行仿真,利用PLC建立脱粒滚筒恒负荷控制系统并进行台架试验。仿真及台架试验结果表明,当作物密度产生阶跃时,脱离滚筒的负荷能在数秒内调整到原来数值并达到稳定状态,动态误差小,系统能满足同一地块疏密分布不同的作业要求。     

甘蔗收获机双向变量柱塞泵动态响应特性仿真

采用功率键合图法建立了甘蔗收获机双向变量柱塞泵的数学模型,对其中一些影响较小的非线性因素采用近线性化或忽略的方式进行处理,针对伊顿公司生产的1系列64变量泵,在Matlab/Simulink中通过改变变量泵的斜盘倾角来分析系统的流量、压力响应特性和换向特性,结果表明该双向变量泵系统具有良好的动态特性,能够满足4GZ-56型甘蔗收获机液压行走系统的动力性要求.     

甘蔗收获机入土切割深度控制系统研究

甘蔗入土切割可以有效降低根切破头率,由于西南丘陵山地蔗田凹凸不平,现有甘蔗收获机难以控制刀盘进行入土切割作业,导致甘蔗机收产生大量根切破头。针对以上问题,本文利用自行研制的甘蔗入土切割试验台,基于角度传感器、切割压力传感器,设计了一种多传感器数据融合的入土切割控制系统,开发了基于PID算法的刀盘高度控制策略,运用Matlab/Simulink构建系统仿真模型。仿真结果表明,入土切割控制系统的稳定时间为0.67 s,超调量为8.6%。为验证入土切割控制系统的作业效果,以前进速度、地面波长和地面振幅为试验因素模拟蔗田路面,进行了台架试验。试验结果表明,当前进速度为1 km/h、地面波长为1 m、地面振幅为4 cm时,最小平均入土切割深度误差为3.26 mm。当前进速度为3 km/h、地面波长为1 m、地面振幅为12 cm时,最大平均入土切割深度误差为8.87 mm,刀盘可以保持入土切割。研究可为入土切割控制系统的开发提供数据支撑和理论依据。     

不同土壤对甘蔗入土切割负载压力影响的研究

针对甘蔗收获机入土切割系统负载压力的预测适应性差、准确性低的问题,通过正交试验探究在不同土壤类型下切割系统的负载压力与入土切割深度、土壤含水率、甘蔗密度及土壤硬度等因素之间的关系并对各影响因素的显著性进行排序;根据试验结果搭建基于BP神经网络的负载切割压力的预测模型并进行验证。试验及验证结果表明:各土壤中入土深度、土壤含水率、甘蔗密度对切割系统负载压力影响显著,红壤的土壤硬度影响显著,而冲积壤的入土深度与土壤含水率交互作用影响较大;预测验证得出黄壤、红壤、冲击壤的平均相对误差分别为1.81%、3.46%、3.79%。研究成果可为提高甘蔗收获机入土切割负载压力预测控制系统的适应性、可靠性提供数据支持和理论依据,对其实际应用具有一定参考价值。     

4GQ-1C型甘蔗收获机作业性能试验与分析

针对目前大中型甘蔗收获机不适宜坡地、小行距和小地块蔗地作业问题,研发了 4GQ-1C型甘蔗收获机.为验证机器适应性和可靠性,对比现有机型,进行了田间试验.试验结果表明,4GQ-1C型甘蔗收获机在进行单行种植模式甘蔗收获时,相比132、194 kW两种机型的甘蔗收获机,具有甘蔗含杂率低、损失率低和作业灵活等优点,能适应小...