浅析谷物联合收获机的喂入量

喂入量是谷物联合收获机的主参数,其对机器的作业性能、整机可靠性以及经济性有着深刻的影响。按照标准规定的方法进行测试是验证谷物联合收获机实际喂入量大小的唯一途径,喂入量的大小也直接影响着补贴额度的大小。     

谷物联合收获机喂入量建模与试验

设计了谷物联合收获机脱粒滚筒液压无级变速系统,对该系统中封闭液压油的压力进行测量,用该油压力表示喂入量。通过台架试验,得出喂入量与油压力之间的关系方程,并与脱粒滚筒转速表示喂入量的方法进行了对比。结果表明：在联合收获机稳定工作,物料物理特性一致时,油压力随喂入量的增加呈线性上升,而此时脱粒滚筒转速可以视为常量,所以油压力能够准确地反映喂入量。     

联合收获机喂入量测量方法

在DF-1.5型物料脱粒分离、清选仿真与控制试验台上对联合收获机的喂入量测量方法进行了试验研究,提出了通过测量喂入主动轴的扭矩,从而间接测定联合收获机的喂入量的方法。在分析了喂入主动轴扭矩与喂入量之间数学关系的基础上,通过试验获得喂入主动轴扭矩和与之对应的喂入量值,得出了喂入量与喂入主动轴扭矩之间回归方程式,为联合收获机喂入量的测量提供了试验和理论依据。     

联合收获机喂入量监测系统设计与试验

为了能够实时、准确地获取联合收获机作业过程中的喂入量信息,设计了基于割台传动轴扭矩的喂入量监测系统,并建立了喂入量预测模型。该监测系统主要由信息感知模块、车载终端和移动终端构成。信息感知模块包括扭矩传感器、霍尔传感器和GPS模块等;车载终端将采集信息本地显示并打包上传;移动终端实现了对联合收获机作业参数的远程监测。在建立喂入量预测一元线性回归模型基础上,对扭矩信号进行了双阈值滤波和低通滤波。田间试验结果表明,该系统运行稳定,通信良好,一元线性回归模型预测决定系数为0. 755。滤波方法能够有效地滤除噪声,滤波后预测决定系数提高至0. 852,能够在一定程度上满足联合收获机喂入量监测的实际需要。     

GPS联合收获机随机喂入量模糊控制技术

阐述了一种由喂入量挤压力测试原理、喂入量测试模型建立和当量喂入量测试方法组成的GPS联合收获机随机喂入量实时测试的理论和技术。应用模糊控制理论,设计了联合收获机喂入量模糊控制器。对改装的JD1065R型试验样机进行了随机喂入量模糊控制田问试验,对喂入量最佳工作状态的模糊控制作了有益的探讨。     

基于功率测量的联合收获机喂入量检测方法研究

为了准确分析联合收获机不同喂入量检测方法的精度,提出基于割台主动轴功率和倾斜输送器功率的2种喂入量检测方法。以河北冬小麦作为试验对象,以新疆3型联合收获机为试验平台,进行了喂入量检测系统田间试验。喂入量检测系统包括割台主动轴扭矩传感器、倾斜输送器动力轴扭矩传感器、割台主动轴转速传感器和车载工控机等。对2种喂入量检测方法进行分析,根据试验数据分别建立计算模型,将2种方法的检测结果与实测结果进行对比,结果表明,基于割台主动轴功率的喂入量检测方法平均相对误差为19.6%,基于倾斜输送器功率的喂入量检测方法平均相对误差为16.1%。2种方法的检测精度在一定程度上能满足田间应用需求,基于倾斜输送器功率的喂入量检测方法检测精度稍高。     

联合收获机喂入量灰色预测模糊PID控制

针对联合收获机控制系统的非线性、复杂性,将灰色预测理论和模糊PID控制设计思想相融合,建立了灰色预测数学模型,设计了灰色预测模糊PID控制器,并将其应用于喂入量的控制.仿真表明,灰色预测模糊PID控制算法可以提高传统PID控制和模糊PID控制的质量及鲁棒性,改善系统性能,获得较好的控制效果.     

喂入量扰动下联合收获机振动特性机理研究

针对喂入量变化引起各工作部件受到变载冲击和不平衡力,导致联合收获机工作时振动突变,影响整机工作稳定性与可靠性,本文基于联合收获机运动平衡方程和外界振动扰动信号相关性分析方法,通过开展田间工况下联合收获机变喂入振动试验,获取不同喂入量下主要工作部件的振动加速度信号。当喂入谷物呈现较强的阻尼特性时,振动加速度信号随之减弱,而收获机工作动力需求增加后,又会进一步导致振动信号增强的现象。通过快速傅立叶变换将加速度信号转换为频域信号,进一步掌握振幅的变化及激振频率特征。喂入量扰动导致的振动主要发生在低频激振频率范围,而喂入量表现出的阻尼特性对高频振幅起减弱作用。喂入量对脱粒滚筒振动影响最为明显,最大振幅由17μm衰减至2.8μm,变化量达83.5%,而割台与输送槽的变化量分别为55.8%和7.69%。脱粒滚筒的最大峰值点也由中频195Hz附近左移至靠近低频的117Hz附近。     

ZKB-5型谷物联合收获机改装青贮玉米收获机

介绍了用ZKB-5型谷物联合收获机改装青贮玉米收获机改装要点,使用效果表明改装后收贮玉米,生产率达0.3-0.4hm2/h,切碎长度1.5～3.0cm,改装投入仅需2.5万元/台,作业二年即可收回投入。     

谷物联合收获机脱粒滚筒功耗模型研究

以脱粒滚筒为研究对象,对脱粒滚筒的工作过程进行分析,得知脱粒滚筒脱粒阻力矩如何形成,从而得出脱粒功率表达式;分析谷物湿度变化对脱粒阻力矩的影响,得出谷物湿度与脱粒功率之间的关系,建立了脱粒滚筒的功耗模型。随着谷物湿度增加,脱粒功率先增加后减小。     

谷物联合收获机工作的调整

该文论述谷物联合收获机工作调整，提高谷物联合收获机的工作效率和质量。主要对联合收获机的主要部件切割器、拨禾轮、脱粒装置等进行工作前的调整。指出做好收获前准备工作的方法。     

基于GWO-MPC的联合收获机喂入量控制方法与仿真实验

收获机作为农业生产的重要生产工具,其喂入量控制一直是自动控制领域研究的热点问题。本文通过分析收获机工作方式,建立收获时收获机喂入量变化模型。设计开发收获机作业参数监测系统,以小麦作为实验对象,在我国华北地区开展田间实验,验证系统喂入量监测精度并同步采集产量、含水率和作业速度等参数,系统喂入量监测平均相对误差为8.55%。以收获机在割台高度不变条件下保持额定喂入量为控制目标状态,收获机作业速度作为控制量,采用模型预测的方法对收获机喂入量进行仿真控制。采用灰狼优化算法优化二次规划的权值矩阵,仿真结果表明,权值矩阵优化后,喂入量控制平均绝对误差小于0.1 kg/s,平均降低38.1%。喂入量控制误差与收获区域的产量成反比,与含水率成正比。在相邻时域内产量、含水率变化较小的收获区域效果更好。     

喂入量传感器测试模型研究

论述了喂入量挤压力测试原理，介绍了喂入量传感器静态标定数学模型和通过要试验建立的喂入量传感器动态测试数学模型，提出了以传感器静态模型为基础，根据同类型传感器动态模型，通过数学推导建立传感器动态测试数学模型的方法。     

基于MobileViT模型的小麦收获机喂入密度分类方法

基于喂入量的作业速度智能化控制技术是优化联合收获机作业效率和质量的重要手段。本文针对传统喂入量自动控制技术时滞明显,在喂入量调整时无法及时适应实际情况的问题,采用基于图像的深度学习方法开展了成熟期小麦植株密度等级分类识别方法研究,通过预先感知作物密度,实现联合收获机作业参数的自动调整。首先基于车载相机和无人机图像构建了小麦植株图像数据集,并细分为低密度、中密度、高密度和特高密度4类;其次构建了基于MobileViT-XS轻量化网络的密度等级识别模型,利用建立的数据集进行模型的训练和测试;最后将其与VGG16、GoogLeNet和ResNet进行了比较。结果表明,MobileViT-XS模型的总体识别准确率达到91.03%,且单幅图像推理时间仅为29.5ms。与VGG16、ResNet网络相比,总体识别准确率分别高出3.51、2.34个百分点,MobileViT-XS模型可以较好的完成小麦不同密度等级的分类识别任务,为实时预测小麦喂入密度提供了技术支持。     

谷物联合收获机脱粒系统研究现状

针对我国联合收获机脱粒系统作业效率和质量不高的问题,从脱粒系统总体结构、关键零部件设计、脱粒系统功耗、脱粒过程理论分析等方面论述谷物联合收获机脱粒系统的研究现状。目前采用轴流式脱粒系统的联合收获机较多,研究主要在提高脱粒系统作业参数可调整性、设计柔性脱粒零部件、脱粒系统工作过程理论分析及智能化脱粒等方面,据此对脱粒系统发展趋势进行分析,未来柔性脱粒系统以及脱粒强度可调的脱粒系统的研究将使脱粒系统作业损失率进一步降低、作业效率进一步提高。对不同作物专用脱粒零部件的研究将进一步深入,脱粒系统对作物的适应性会进一步提高。脱粒系统智能化水平会继续提高,脱粒系统的作业信息感知能力和智能控制水平会进一步提升。     

全喂入玉米联合收获机关键部件设计

我国玉米种植面积大,分布广,玉米机收率提高以后,玉米摘穗收获成为一种过渡收获方式,子粒收获将是玉米收获机的发展方向。玉米子粒收获方式分为两种:一种是摘穗脱粒收获,在欧美国家已成为成熟的玉米收获技术;另一种是全喂入脱粒收获,与其他谷物收获机械一样,将茎秆在脱谷室内打碎排出机外,果穗脱成子粒送入粮仓。该文重点阐述通过改装和换装小麦收获机的部分工作部件,实现全喂入玉米子粒收获这一过程中,几种关键部件的试验、研究和设计结果。      

4LB-0.7小型半喂入水稻联合收获机的设计

设计了一种小型半喂入水稻联合收获机,并对其主要技术参数进行分析与计算,对关键机构进行运动分析和受力分析。该机的各项性能指标均达到了国家标准。     

小型背负式谷物摘穗联合收获机的研究

运用摘穗收获方式，研制了应用在小型联合收获机上的摘穗台，并对影响摘穗台损失的因素进行了研究与分析，在此基础上，开发了小四轮拖拉机配套的背负式谷物摘穗联合收获机，其喂入量达１．９４ｋｇ／ｓ，总损失率２．３７％，具有生产率高，功耗少，结构简单等特点。     

谷物联合收获机筛分系统现状及发展趋势

谷物联合收获机是农业生产机械的重要组成部分,筛分系统是影响谷物收获效率的主要因素。但是,目前谷物联合收获机作业时,谷物籽粒、茎秆等含水率较高,在进行筛分时容易出现湿料堵塞筛孔、造成机械流动性较差,进而影响谷物收获机整体工作效率,严重时还会引起整机故障。针对以上问题,详细阐述目前国内外谷物联合收获机筛分系统的主要类型及应用特点,基于我国现代化农业智能化发展,本研究提出未来我国谷物联合收获机筛分系统主要发展趋势及研究重点,研究结果旨在为提升我国谷物联合收获机筛分系统工作性能提供理论参考。     

谷物联合收获机的使用与调整

对机器正确的调整有利于提高收获效果,延长机器的使用寿命。本文主要论述切割器、输送带和传动带、扶禾器、升降操纵机构几个部件的调整。