基于PID调控的割台仿形高度控制系统的设计

为降低谷物联合收获机收获作业时因割台高度不当造成的粮食损失，减少割茬高度过高对后续播种环节的影响，利用传感器监测地面起伏变化，设计了一种基于PID调控的割台高度自适应控制系统；设计了基于角度传感器的地面仿形监测机构与割台高度反馈机构，标定并拟合出割台高度与传感器电压信号的线性关系；加装集成式电磁比例阀替换原有割台控制电控换向阀，并进行PWM控制试验。同时，分析了整套自适应控制系统的结构与电液控制原理，并进行了多组田间对照试验，结果表明：设计的基于地面仿形的割台高度自适应控制系统具有稳定的响应速度和理想的控制效果，在平原地区作业时相较于传统人工控制割台的方式有明显的优势，能适应平原地形环境下5～11km/h收获作业速度的要求。研究结果为后续无人驾驶谷物联合收获机的研发设计提供了割台装置控制策略的理论依据。     

联合收割机割台地面仿形控制系统设计及试验

为了提高联合收割机自动化水平、降低劳动强度,研发了割台地面仿形控制系统,设计了割台地面仿形机构,采用角度传感器获取其随地面的浮动情况,并结合位移传感器检测割台油缸伸缩量,来推算得到割台高度信息,并进行了田间试验研究。试验结果表明:该系统结构简单,性能稳定,割台高度控制误差不大于12mm,满足联合收割机田间作业要求。     

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。     

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。     

穗茎兼收鲜食玉米收获机割台自适应仿形系统研制

为了解决穗茎兼收鲜食玉米收获机割台仿形存在的问题,基于超声测距原理,研制了一种穗茎兼收鲜食玉米收获机的割台自适应仿形系统。该系统中,超声波测距传感器安装在割台分禾器前端,用于实时检测割台分禾器与地面高度差,将高度差信号传输至玉米收获机的中心控制终端,由控制终端发出相应调整指令,控制割台调整液压系统进行割台高度调整,实现玉米收获机在作用过程中的割台自适应仿形。以190kW四行的穗茎兼收鲜食玉米收获机为样机,搭载所研制的割台自适应仿形系统,开展仿形系统验证试验,玉米机作业行走平均速度4km/h,割台转速400r/min,安装在2个超声波测距传感器,割茬高度控制在90-110mm范围内,试验结果显示,在累计作业8小时的整个过程中,割台调整平稳,割台无触地现象,试验结果验证了所研制的割台仿形系统的有效性。     

218挠性割台收获大豆技术

约翰·迪尔佳联收获机械有限公司生产的218挠性割台是专为收获大豆配备的先进工作部件,具有独特的纵横双向仿形的功能,切割器自身按地面仿形范围达102mm,割茬高度在30mm左右,可适应各种地面条件的收割要求,割茬低、损失小、避免产生“泥花脸”,并有效地提高收获效率。1挠性割台工作原理普通割台的切割器是刚性联接在割台上,而挠性割台的切割器是柔性联接在割台上。工作时切割器拖板始终与地面接触,既能上下仿形,也能左右相对仿形,并且可以局部仿形。仿形部分的重量由地面和弹簧板的弹力支撑。当降低割台时,弹簧板变形量减小,此时拖板对地面…     

自走式青饲料收获机仿形系统设计与试验

针对复杂环境下自走式青饲料收获机地形适应性差和留茬高度难控制等问题,采用两点探测-电液控制的方式,设计了一套适用于自走式青饲料收获机的割台仿形系统,并开展仿形系统相关试验。在阐述系统整体架构及工作原理的基础上,通过理论计算确定了仿形探测机构、横向仿形调节机构等主要关键部件的结构参数。建立静应力分析模型,得出割台与喂入箱体连接处相关力学特征。利用ADAMS仿真软件创建油缸负载特性模型,完成仿形系统的设计与相关优化,确定油缸的最佳作业参数范围。为验证仿形系统的功能,将系统搭载在4QZ-30型自走式青饲料收获机上进行试验,以试验过程中割刀前端距地面高度处于100~150mm内的时间所占总试验时长的比率为试验指标,安排道路模拟试验与仿形样机测试,并利用控制系统实时获取割台高度及响应时间,结果表明：仿形探测机构探测高度信息可靠,线性拟合R2为0.9987;仿形调节电液控制系统的响应时间均值在0.16s内;仿形系统能够在行驶速度0~6km/h下,对坡度0°~6°内的地面进行仿形工作,道路模拟试验过程中,割刀前端距地面高度处于标准范围内的时间所占总试验时长的比率β为90.76%,且3组仿形样机测试合格率分别为86.67%、86.67%、93.33%,提高了自走式青饲料收获机的地形适应能力,降低了留茬高度的控制难度,可为自走式青饲料收获机的仿形技术提供参考。     

收获机割台高度无触点式传感器

前言为了适应收获大豆的需要,JD1075型联合收获机配有200系列大豆挠性收割台,并装有割台高度自动控制系统。该系统能降低割台高度,减少大豆收获损失,提高收获机的作业效率,并降低驾驶员的劳动强度。但由于原割台高度传感器为塑料壳体及触点式结构,在大豆收获作业中传感器壳体不仅容易破碎,而且触点易磨损而损坏,影响割台高度自动控制系统的正常使用,使可靠性下降。因此有必要对其割台高度传感器进行改进,研制新型无触点式传感器。1　触点式传感器存在的问题JD1075型联合收获机割台高度自动控制系统传感器的结构为触点式,由壳体、转臂、覆…     

大豆收获机割台高度自动控制系统设计与试验

针对现有大豆收获机割台高度自动控制系统成本较高、可靠性较差的问题,研制一种基于恶劣环境运动控制器的割台高度自动控制系统。该系统由割台、仿形机构、ECU控制单元、液压系统和HMI触摸屏等组成。在阐述控制系统工作原理的基础上,设计仿形机构及硬件电路。为提高系统可靠性,选用SPC-SFMC-X2214运动控制器为ECU,基于CODESYS软件编写自动控制程序,基于工业触摸屏开发人机交互界面。田间对比试验结果表明,开启割台高度自动控制系统作业时,割茬平均高度与设定的割茬高度偏差4 mm,割茬高度变异系数为0.1,相比人工对照组降低28.6%,割台高度控制精度为93%,相比人工对照组提高32.9%,该系统提高大豆割茬高度的整体稳定性,控制精度高,工作稳定性较好,能够满足大豆低割收获要求。     

青贮饲料收获机割台高度固定控制装置的设计及应用

针对青贮饲料收获机作业过程中割台高度调节主要依靠驾驶员手动控制液压油路和视觉经验的现状,设计了一种割台高度固定控制装置。通过角度传感器来获取割台高度信息。根据田间作业需求,实现一键智能调节割台高度。通过田间试验和结合用户实际需求,制定了可靠详尽的控制流程。该装置结构简单,控制流程安全可靠,能有效减少驾驶员的工作量,降低劳动强度,提高青贮饲料收获机的作业效率。      

基于超声波传感器的割台高度控制系统设计

传统联合收割机割台利用机械仿形机构或人工方法来调整工作高度,其实时性和准确性较差,且不能进行割台高度数据的获取和分析.为了适应联合收割机智能化的发展要求,设计了基于超声波传感器的割台高度控制系统.该系统以AT89C52单片机为控制中心,通过液晶显示模块LCM1602动态显示割台高度.采用此系统可在工作过程中全程监控联合收割机的割台变化情况,并能简化联合收割机的机构,提高其自动化程度.     

改装见效益──E512收获机前轮加宽

改装见效益──Ｅ５１２收获机前轮加宽（黑龙江省密山市八五七农场农机科计仁忠，甄鸿翔，周伟，陈真广，纪军）Ｅ５１２联合收获机配置挠性割台收获大豆能在地势变化平缓情况下较好地随地面仿形，保证稳定的割茬高度，并比普通小麦割台降低割茬，减少漏收损失。但在“三...     

218型挠性割台的使用与调整

218型挠性割台是佳木斯联合收割机厂引进美国约翰·迪尔公司技术生产的一种大豆专用割台。具有横纵双向仿形、适应地面条件广、割茬低、损失小、割幅宽和较明显地提高收获效率的优点。     

挠性割台收获大豆技术

约翰·迪尔佳联联合收割机有限公司生产的218挠性割台是专为收获大豆配备的先进工作部件,联合收获机配备上挠性割台,割台的仿形功能得到充分地体现,可以有效地降低收割损失率。选择大豆黄熟中期至黄熟末期采收,籽粒破碎率可以达到最小,效果最佳。1.挠性割台工作原理挠性割台工作时拖板始终与地面接触,并推倒一定量的松土,仿形部分的重量由地面和弹簧板的弹力支撑,当降低割台时,弹簧板变形量减小,此时拖板对地面的压力变大,反之当升高割台时,弹簧板变形量增大,此时拖板对地面的压力变小。因此,根据地面的松软程度,适当提升或降低割台,从而使…     

割台机械悬挂式仿形的探讨

本文就割台机械悬挂式仿形进行探讨。首先概述了割台自动仿形的特点,主要是靠拖板和悬挂杆件的配置来实现仿形的;然后以“收获-4.0”前悬挂割晒机为例,提出了割台自动仿形的条件。这项研究已在实践中得到了证实。     

播种机单体仿形装置高度探测机构的设计

针对玉米精播机电液仿形地面高度信息探测机构采集精度低、稳定性差、容易受到地表杂物影响等问题,设计了玉米精播机电液仿形系统地面高度信息探测机构,包括红外地面信息采集组件和Arduino控制器程序。通过对红外测距传感器的性能研究及对玉米种植整地后的地面情况分析,确定了采用多点数据采集的探测方案。试验结果表明:该机构精度为1mm,可对采集到的地面高度变化信息数据进行处理过滤,实现了避免非必要仿形的功能。该地面高度信息探测机构的研究为电液式仿形系统地面高度变化系信息采集机构设计提供了参考。     

小型割草压扁机仿形装置设计与仿真

为解决山地丘陵地区苜蓿收获出现的割茬高度不一致等问题,依据苜蓿初花期收获农艺技术要求,设计一种集分草、仿形、割茬调节等功能于一身的多功能挡草板。借助SolidWorks中的Simulation模块对多功能挡草板进行静力学分析,分析结果表明,整个模型应力最大值为159.6 MPa,低于选用材料Q235的屈服强度235 MPa;整个模型最大的变形量1.183 mm,变形部位主要是分草板主板的前端。利用ADAMS软件,模拟仿真多功能挡草板在正弦起伏路面的运动情况,结果表明,多功能挡草板具有良好的仿形功能,能够保证割茬高度一致。     

智能玉米籽粒联合收获机设计与试验

籽粒收获是我国玉米收获发展方向,但黄淮海地区高含水率夏玉米脱粒收获时籽粒破碎率、损失率和含杂率高。为推动高含水率玉米籽粒收获机械化进程,研制一种智能玉米籽粒联合收获机,设计一种低损摘穗与秸秆处理一体化割台,通过摘穗板间隙、拉茎辊转速、割台高度等主要参数调整,实现割台高效低损摘穗;设计一种适于高含水率玉米的纵轴流脱粒滚筒结构,通过优化脱粒滚筒、分离凹板和顶盖结构,调整脱粒系统工作参数,提高脱净率,降低破碎率;开发玉米收获机精准智能控制系统,集成导航定位、基准行自动引导作业、割台高度自动仿形、关键部件转速实时监测、故障报警等技术。田间试验表明:该机生产率0.73 hm~2/h,总损失率1.32%,籽粒破碎率4.47%,籽粒含杂率2.1%,满足设计与使用要求。     

马铃薯挖掘机挖掘铲电液仿形系统的设计分析--基于 STC89 C52 RC

介绍了一种基于 STC89 C52 RC单片机和 GP2 Y0 A21 YK 红外测距传感器的马铃薯挖掘机电液仿形系统,它可以实现将传感器离地高度随地面起伏变化的信号控制液压缸活塞杆升降的功能。试验结果表明,仿形系统控制过程简便易行,满足农业技术要求。     

一种高度可智能调节的农业喷杆控制系统设计

为了提高农药喷洒效率并防止当地面不平时喷杆倾斜与地面发生碰撞,设计了一种高度可智能调节的农业喷杆控制系统。该系统以单片机MSP430F149为核心控制系统,包括超声波传感器测距设计、PWM驱动设计、PID变速调节设计及防抖动干扰设计。该系统可以进行地面仿形工作,根据地面高度来快速调节喷杆高度,以保证喷头处于合适的喷洒位置,从而提高了喷洒效率,也避免了喷头被碰撞损坏。通过实验可以看出:超声波测距结果在误差范围内可以接受,且当地面高度发生变化时,控制喷杆高度的电机转速也会发生变化。该系统的研究与设计在农业实践中具有重要的意义。