大豆联合收获机作业参数优化

现阶段国内大豆联合收获机收获作业时由于脱粒、清选系统作业参数调整不当而导致大豆机收损失率、破碎率、含杂率较高。为解决这一问题,该文对影响大豆机收作业质量的相关参数开展田间试验研究,探索各参数对大豆机收作业质量的影响规律,探寻最佳作业参数组合。以机收损失率、破碎率、含杂率为目标,选择脱粒清选系统对作业质量影响较大的前进速度、滚筒转速、脱粒段脱粒间隙、分离段脱粒间隙、导流板角度、分风板角度、风机转速、上筛前部开度、上筛后部开度共9个因素,利用Box-Behnken中心组合试验方法,进行九因素三水平响应面试验,使用Design-Expert对试验结果进行响应面分析,探索各因素对试验指标的影响规律,并构建相关数学模型。试验结果表明:对大豆收获损失率影响较为显著的因素为风机转速、脱粒段脱粒间隙、前进速度、脱粒滚筒转速;对破碎率影响较为显著的因素为脱粒滚筒转速、脱粒段脱粒间隙、前进速度、导流板角度;对含杂率影响较为显著的因素为导流板角度、风机转速、分风板角度、上筛后部开度。通过多目标参数优化,确定最佳工作参数组合为前进速度6 km/h、脱粒滚筒转速450 r/min、脱粒段脱粒间隙25 mm、分离段脱粒间隙20 mm、导流板角度26?、风机转速1 260 r/min、分风板角度11.5?、上筛前部开度19 mm、上筛后部开度11 mm,此时损失率为0.24%、破碎率为0.90%、含杂率为0.14%,田间试验实测损失率、破碎率和含杂率平均值分别为0.24%、0.90%和0.14%,与优化值相对误差分别为0、4.7%和7.7%。研究结果可为大豆联合收获机结构改进和作业参数控制提供参考。     

脱粒滚筒结构形式对大豆机收质量影响的试验研究

为研究不同脱粒滚筒结构形式对大豆机收质量的影响,探索不同含水率下较佳脱粒参数匹配,该研究以不同含水率的大豆为试验材料,提出元件可更换的脱粒滚筒设计思路,选取弓齿、纹杆和杆齿作为脱粒元件,分别组装成纹杆-杆齿组合式、开式杆齿和闭式弓齿脱粒滚筒.以前进速度、滚筒转速、脱粒间隙和导流板角度为试验因素,破碎率和未脱净率为评价指...     

日本洋马乘坐式水稻插秧机关键技术介绍

水稻是中国重要的农作物,水稻机械化种植技术直接关系到水稻的生产质量和产量。目前,中国水稻机械化栽培方式主要有机械插秧、机械直播、机械抛秧等,但相比日本、韩国等机械化程度较高国家来说中国水稻种植机械化技术仍有较大的提升空间。该文以日本洋马乘坐式水稻插秧机为例,介绍其密植育苗、行走控制、插秧作业自动控制等关键技术。     

谷物籽粒损伤研究现状

谷物籽粒损伤影响谷物品质,对谷物损伤相关研究进行分析,可为提高谷物品质,减少谷物损伤提供重要的理论依据。本文在总结和整理现有国内外谷物籽粒损伤研究成果的基础上,结合谷物自身特点,分析和讨论谷物理化性质对损伤的影响、损伤主要表现形式的相关研究、损伤的检测方法、对谷物损伤的研究方法以及机械作业过程中损伤影响因素的研究五个方面的内容,综述了谷物自身含水率和蛋白质占比对损伤影响较大,视觉检测与图像处理法检测损伤应用较广泛,试验与有限元结合是目前常用的研究方法,机械作业过程中参数的优化可有效降低谷物损伤。针对谷物损伤的研究现状和存在的不足,提出培育耐损伤的谷物新品种、完善有限元模拟仿真试验参数、调节机械作业参数等重要策略,以期能有效提高谷物品质,优化机械作业效率。     

大豆玉米带状复合种植喷杆设计与试验

在大豆玉米带状复合种植模式下,大豆和玉米生长过程中植株高度差异大,每段喷杆的高度需要独立调节,以保证喷头与作物距离一致。为此采用机电液一体化控制方法,设计用于高地隙喷杆施药机的每段高度可调的分段式喷杆高度调节机构和控制系统。所设计的四杆升降机构,通过电磁换向阀控制液压油缸伸缩,带动平行四杆机构来实现升降,使喷杆支架能够带动各分段式高度调节机构整体升降。所设计的分段式高度调节机构,通过控制电动推杆伸缩带动剪叉臂绕着各铰接点转动,带动喷杆上下调节,实现每段喷杆独立调节高度。以3WP-1000GS高地隙施药机为试验平台,对喷杆高度调节范围、高度调节一致性等进行对比分析。试验结果表明：平行四杆机构的调节范围为120 cm,最高离地高度可以达到162 cm,最低离地高度为42 cm,符合设计要求,能够满足玉米和大豆田间喷药的要求。分段式高度调节机构的高度调节范围为68 cm,五组分段式高度调节机构的高度调节范围绝对偏差最大值为-0.73 cm,相对偏差最大值为-1.08%。各分段式高度调节机构可调节高度范围大,具有良好的一致性,高度调节过程流畅无卡滞,能够满足大豆玉米带状复合种植模式下田间喷雾喷头与作物距离一致的需求。     

农业机械自动导航系统人机界面研制

精准定位与自动导航是实现农业机械智能控制和精准作业的前提和基础。农业机械自动导航系统主要由人机界面、导航控制器、定位定向装置、自动转向装置等组成。操作人员通过人机界面进行路径规划、参数设置、实时调整和在线监控。因此,人机界面是实现操作人员和农业机械自动导航系统信息交互的主要媒介。本文基于导航控制器所具备的串口通信功能设计开发了具备电阻触摸功能的农业机械自动导航系统人机界面。采用按钮、文本框、指针等多种交互控件与导航控制器进行实时数据交换,对机具参数、车辆参数、导航路径进行设置,并且在自动导航作业过程中实时调整航线偏移量,以保证作业行之间较高的结合精度。将本文设计开发的人机界面同导航控制器连接进行测试,结果表明人机界面能够按照既定的串口通信协议发送操作指令并接收从导航控制器发出的数据和信息,能够满足农业机械自动导航系统对人机交互的需求。     

马铃薯干物质空间分布状态可视化研究

采用可见-近红外高光谱检测系统对马铃薯中干物质进行快速检测,并最终实现其分布状态的可视化。采用9种光谱预处理方法对采集的马铃薯高光谱数据进行分析对比,得到标准正态变量(SNV)结合Savitzky-Golay平滑(SG)和一阶导数(FD)的预处理方法效果最好。经过光谱预处理后,采用正自适应加权算法-连续投影法(CARSSPA)对光谱进行特征变量提取,获得22个变量。对所选变量不同的建模方法进行了比较,以偏最小二乘回归(PLSR)模型预测效果最优,预测集决定系数为0.849,均方根误差为0.878%,相对分析误差为2.312,优于全波段模型。将SNV-SG-FD-CARS-SPA-PLSR模型与高光谱图像结合,得到马铃薯干物质主要分布在内髓与维管束环之间、在内髓位置干物质含量最低、由内髓向外干物质逐渐增加的空间分布。内髓位置干物质质量分数最低,为12.16%,外层最高可达24.62%。结果表明:可见-近红外高光谱技术可准确、快速地实现马铃薯干物质的检测和空间分布的可视化。     

高速插秧机自动转向系统研制

高速插秧机的液压助力转向装置为整体式安装,不能通过并联油路的方式实现其自动转向。为此,研制了以无刷电机作为动力源的电动自动转向系统,主要包括转角传感器、转向控制器、无刷电机及其驱动器和辅助传动机构。转角传感器用以测量高速插秧机的前轮转向角,转向控制器读取前轮的转向角度,基于数字PID控制方法计算无刷电机的旋转速度和旋转方向并将控制信号发送至电机驱动器。田间测试结果表明:自动转向系统在[-10°,10°]范围内的转向控制误差小于1°、均方根误差小于1°,具备良好的控制稳定性和可靠性,能够满足高速插秧机田间自动导航的基本要求。     

大豆联合收获机清选装置与关键技术研究进展

清选装置是大豆联合收获机完成脱粒混合物清选分离的主要设备,其工作性能决定大豆机收的清选作业水平。目前,中国专用于大豆机收的清选装置较少,联合收获机主要采用筛子-气流式清选装置,但该类清选装置与大豆特性的匹配性较低,导致大豆机收清选损失率和含杂率较大。从清选装置与关键技术2个方面综述大豆联合收获机清选装置的研究现状,结合当今世界联合收获机清选装置的先进技术进行总结,分析现阶段中国大豆机收清选装置研究的不足之处,并展望大豆联合收获机清选装置的发展趋势。