潜土逆转旋耕抛土研究

对潜土逆转逆耕过程中刀片的抛土问题进行了分析研究，建立了抛土理论模型并进行了试验验证。     

不动形心线对逆转耕耘抛土性能的影响

在分析逆转旋耕工作的基础上,提出了不动形心线(Fixed Centroid Line-FCL)对逆转耕耘方式影响的思想。在旋耕刀片运动轨迹、逆转旋耕切削角度及逆转旋耕抛土后向性等方面,详细分析了FCL线的影响性质,建立了逆转旋耕被抛土垡瞬时初速度的方向模型,并对模型进行了仿真,为茶园耕作机械的设计提供了参考依据。主要结论:FCL线距刀辊轴的距离小于刀辊回转半径时,旋耕刀片才能够正常工作,且FCL线位于刀辊轴的上方为逆转耕耘方式,位于刀辊轴的下方为正转耕耘方式;在逆转旋耕方式下,当刀片运转到FCL线时,动态切土角最小;当FCL线位于刀辊轴之上,且同时又在地表之下时,逆转旋耕才具有抛土后向性。     

潜土逆转旋耕向后抛土率的计算

提出了表征逆转旋耕作业向后抛土性能的抛土率的概念。通过对逆转旋耕产生向后抛土的条件的分析,给出了抛土率计算的数学模型和方法,并编制了有关程序,实现抛土过程的计算机模拟和抛土率的自动计算。     

遗传算法在潜土逆转旋耕刀参数优化中的应用

将建立的一种基于混合选择机制的遗传机制的遗传算子和引入的小生境技术应用于潜土逆转旋耕刀片几何参数运动参数的优化设计中，给出了潜土逆转旋耕刀片组合参数的功耗模型，优化结果与实验相吻合。     

基于离散元法的甘薯起垄机旋耕刀抛土性能仿真试验

为了验证甘薯起垄机上IT260型旋耕刀的抛土性能,在EDEM离散元软件中进行了仿真试验,将仿真数据与理论数据进行对比.结果 表明,在IT260型旋耕刀前行速度1.54 m/s、转速330 r/min、耕深0.12m的工况下,平均抛土量153.37 kg,满足起垄所需的土壤量需求.建立的三维模型可为今后甘薯起垄机旋耕刀的...     

潜土逆转旋耕刀的三维扫描及数据处理

应用ATOS2系统对旋耕刀进行了三维扫描,获得了潜土逆转旋耕刀外形点云,在此基础上对其进行了反求;应用NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)理论,在PRO/E中进行了重构,得到了符合计算机仿真要求的数字模型,使计算机软件较精确地模拟真实刀具的潜土逆转旋耕成为可能.     

灌渠清淤机的试验研究

采用“轴向喂入、径向抛送”的原理研制而成新型悬挂式灌渠清淤机，实现了有护坡林木沟渠的机械化清淤．具有可进沟作业，不受沟渠护坡林木的影响，机动性好的优点，作业质量完全满足黄灌区排灌渠道清淤作业的质量要求。通过一次回归正交试验找出了影响土量分布范围的主次因素和最佳参数组合，为进一步研究清淤机理和机具提供了依据。     

小麦双轴旋耕播深控制装置设计及试验研究

为解决小麦播种过程中播深一致难以控制的问题,设计了一种具有播深控制装置的双轴旋耕播种机.机组采用前旋耕刀组正转深旋,后旋耕刀组反转浅旋抛土,后置播深控制装置铲土板与旋耕刀组联合作用产生平整种床,后刀轴旋耕刀反旋所抛土壤部分越过挡土板均匀覆盖在种层上完成覆土,实现小麦种子3～ 5mm的播深均匀一致.通过建立刀尖轨迹运动方...     

正反转旋耕灭茬机刀片的功耗分析

旋耕机是一种应用非常广泛的耕耘机械.人们目前使用的大部分都是正转旋耕方式和正转刀片,对反转旋耕方式及其刀片的研究相对较少,并且对其中的一些性能和适用条件尚未完全了解.为此,分析了旋耕过程中不同的旋耕方式对于旋耕功耗以及各种负荷的影响,提出了在一定渠道条件下的旋耕方式,为设计出合理的刀片形状提供理论依据.     

盐田防渗塑料薄膜铺底专机切抛土部件的研究

采用逆转旋耕部件切削、升抛土理论建立了旋耕部件升抛土量的数学模型，并提出了参数选择方法，根据盐田防渗塑膜铺底所需覆土量的技术要求，设计了盐田防渗塑膜铺底专机的切抛土部件，田间试验表明，切抛土部件性能良好，满足盐田防渗塑料薄膜铺底的技术要求，拓宽了农业机械部件的应用领域。     

基于高速图像处理提取被抛土粒三维运动轨迹

为了更好地分析潜土逆转旋耕刀的抛土性能,用两台高速摄像机组成双目立体视觉系统对潜土逆转旋耕机的抛土过程进行同步记录,然后跟踪图像序列中同一土粒的运动轨迹.提出了用BP神经网络建立双目立体视觉模型的方法,利用此模型进行标定,找出物体的图像坐标与世界坐标之间的映射关系,解决了土粒三维运动轨迹的提取问题.     

旋耕还田秸秆空间分布质量离散元分析

秸秆在土壤中的空间分布质量会对秸秆腐解速率、土壤养分分布等产生显著影响。为了探究不同旋耕作业参数对秸秆空间分布质量的影响,本文基于离散元法构建旋耕仿真模型,模拟秸秆旋耕还田作业过程,并结合田间试验对不同前进速度和刀辊转速下的秸秆空间分布质量进行对比验证。对仿真及田间试验区域进行垂直分层和水平划分的空间分割处理,计算各区域内秸秆数量并以秸秆占比变异系数为指标评价不同旋耕作业参数下的秸秆空间分布质量。结果表明,在垂直分层处理中,刀辊转速的增加会使得各层秸秆占比变异系数呈递增的趋势,其中240 r/min时最小,仿真值与试验值分别为60.09%和80.65%,而随着前进速度的增加,变异系数呈先减少后增加的规律,其中0.50 m/s时变异系数最小,仿真值与试验值分别为61.00%和79.90%;在水平划分处理中,刀辊转速的增加对各层秸秆占比变异系数无明显规律性影响,但前进速度的增加可以减小纵向划分区域内的变异系数,最小值为0.75 m/s时的11.36%和20.12%,仿真值与试验值变化趋势基本一致。垂直分布和水平分布秸秆占比变异系数仿真值与试验值间差值平均最大分别为22.13%和12.23%...     

旋耕还田秸秆空间分布质量离散元分析

秸秆在土壤中的空间分布质量会对秸秆腐解速率、土壤养分分布等产生显著影响。为了探究不同旋耕作业参数对秸秆空间分布质量的影响,本文基于离散元法构建旋耕仿真模型,模拟秸秆旋耕还田作业过程,并结合田间试验对不同前进速度和刀辊转速下的秸秆空间分布质量进行对比验证。对仿真及田间试验区域进行垂直分层和水平划分的空间分割处理,计算各区域内秸秆数量并以秸秆占比变异系数为指标评价不同旋耕作业参数下的秸秆空间分布质量。结果表明,在垂直分层处理中,刀辊转速的增加会使得各层秸秆占比变异系数呈递增的趋势,其中240r/min时最小,仿真值与试验值分别为60.09%和80.65%,而随着前进速度的增加,变异系数呈先减少后增加的规律,其中0.50m/s时变异系数最小,仿真值与试验值分别为61.00%和79.90%;在水平划分处理中,刀辊转速的增加对各层秸秆占比变异系数无明显规律性影响,但前进速度的增加可以减小纵向划分区域内的变异系数,最小值为0.75m/s时的11.36%和20.12%,仿真值与试验值变化趋势基本一致。垂直分布和水平分布秸秆占比变异系数仿真值与试验值间差值平均最大分别为22.13%和12.23%,误差在可接受范围内。离散元仿真能够模拟不同旋耕作业参数下的秸秆空间分布状态,可以为旋耕秸秆还田作业质量的快速预测评价研究提供支持,也可为旋耕机械的作业参数选择提供理论依据。     

旋耕深松灭茬起垄机区域分布的影响因素研究

旋耕深松灭茬起垄机在国内的区域分布十分不均衡。由于影响该机区域分布的因素较多,研究上有一定的难度,所以此类研究相对较少。为此,在探讨影响旋耕深松灭茬起垄机区域分布的可能因素的基础上,通过回归分析,确定了农民人均纯收入、农机化资金投入、农机化人员培训是影响旋耕深松灭茬起垄机区域分布的主要因素。     

潜土逆转旋耕被抛土粒与罩壳碰撞分析

研究了潜土逆转被抛土粒与罩壳的碰撞机理,建立了碰撞数学模型,利用计算机进行碰撞过程的动态仿真、分析了罩壳的结构与位置参数对抛土性能的影响,为罩壳的优化设计提供了理论依据。     

圆盘式开沟机抛土性能的研究

近年来,新疆的果园开沟装备较过去人工开沟得到了跨越式发展,一个完备的技术体系正在逐步建立,但受功耗高、效率低、回流多等因素制约,果园开沟装备在稳定性方面仍存在许多不足,严重影响开沟性能。为此,有必要对适用于新疆矮、密种植模式的果园圆盘式开沟技术进行一个系统总结与分析,为后续开沟的技术装备研发指明方向。为此,分析了国内外旋耕机对抛撒轨迹的研究现状,总结了目前已有的正转旋耕模型和反转旋耕模型两种旋耕模型研究现状,分析了基于MatLab、Simulink、高速摄像机、高速数字图像采集和图像处理等技术对盘式开沟机开沟刀具运动、土块单元运动情况,并探究了影响圆盘式开沟机抛洒轨迹的的主要因素,展望了未来果园圆盘式开沟技术装备发展方向。     

基于SPH算法的微耕机旋耕切土仿真研究

运用Pro/E和HYPERMESH软件,建立了旋耕刀辊的有限元模型。通过编辑K文件,建立了土壤SPH模型。应用光滑流体动力学理论,采用MAT147土壤材料,结合DYNA求解器,对微耕机旋耕切土进行了仿真研究。分析了旋耕刀辊切土过程,得到了旋耕刀辊切削力曲线和能量曲线,计算出微耕机在前进速度0.3m/s、旋转速度2.12r/s、耕深110mm、耕宽30mm参数条件下的切土功率为3.45kW,与实际微耕机的使用功率比较接近,验证了仿真的可靠性,可为微耕机整机及其零部件的优化设计提供理论依据。