大豆联合收获机田间清选作业参数优化

为了改变国内大豆联合收获机田间作业时因清选装置的参数调节缺乏相应理论指导,造成清选参数调控不及时与不精确而导致大豆机收清选损失率和含杂率均较高的现状,该研究利用多参数可调可测式清选系统进行了大豆机收清选参数优化田间试验,分析了大豆机收时清选参数(作业速度、鱼鳞筛筛片开度、风门开度、风机转速和振动筛曲柄转速)对清选指标(清选损失率和含杂率)的影响规律,求解出最佳清选参数组合,完成大豆机收最佳清选参数组合的田间验证试验。试验结果表明,清选参数对清选损失率影响大小排序为振动筛曲柄转速、风机转速、作业速度、风门开度、鱼鳞筛筛片开度,清选参数对含杂率影响大小排序为鱼鳞筛筛片开度、风门开度、风机转速、作业速度、振动筛曲柄转速。求解出清选损失率偏小和含杂率偏小且喂入量偏大时最佳清选参数组合为作业速度6 km/h、鱼鳞筛筛片开度32 mm、风门开度17°、风机转速1 310 r/min和振动筛曲柄转速410 r/min,此时清选损失率为0.25%,含杂率为0.61%,与模型优化值的相对误差分别是0.250%和0.113%,对比常用清选参数条件下大豆联合收获机田间试验的清选指标,清选损失率下降了0.05%,含杂率下降了2.09%。研究结果可为大豆联合收获机田间作业时清选参数的设定与调控以及自适应清选系统调控策略的研发提供理论依据。     

大豆收获机纵轴流柔性脱粒装置脱出物分布规律

为探究纵轴流柔性脱粒装置工作参数对脱出物分布的影响以及脱出物分布规律,在自行研制的纵轴流脱粒分离清选试验台上,以滚筒转速、脱粒间隙、喂入量和导流板角度为试验因素,对纵轴流柔性脱粒装置脱出物在轴向和径向的分布变化进行单因素试验,结果表明:1)随着工作参数的变化,轴向和径向脱出物分布趋势变化不明显;2)纵轴流柔性脱粒装置的轴向脱出物、籽粒分布规律符合指数函数分布,豆荚、轻质杂余分布规律符合三次函数分布;3)径向脱出物、籽粒、豆荚、轻质杂余的分布规律符合系数不同的多项式形式。     

拖拉机滑转率实时测量中的车速测量方法

拖拉机只有工作在容许滑转率条件下才能充分发挥自身的驱动能力,保证较高的牵引效率和工作效率.为了使作业人员能够及时获得滑转率信息,以保证拖拉机工作在容许滑转率附近,必须对拖拉机滑转率进行实时测量,而车身速度的实时与准确测量则是拖拉机滑转率测量的关键.传统的采用五轮仪测量拖拉机车身速度的方法只适用于测试实验系统,而不适合控制系统.为此,针对滑转率测量要求和拖拉机的复杂工作环境,介绍了车速的实时测量方法以及相应的测量原理和测量过程.在此基础上,对各种测量方法的实用性进行了分析,以期对相关领域的工作人员在以后的研究工作和实际应用中有所帮助.     

基于PWM的电控精量喷雾控制系统设计与试验

针对现有变量喷雾系统精准化程度低、农药有效利用率低等问题,设计一种基于PWM的电控精量喷雾控制系统。该系统以PIC18F258单片机为核心,主要由上位机、喷雾控制器、电子开关、电控喷嘴体组成。采用HMI串口屏作为上位机,接收用户设置的喷药量,通过CAN总线通讯实时发送到喷雾控制器;喷雾控制器根据接收的施药量计算出对应喷头的PWM占空比,实时调节各个喷头单位时间的通断时间,从而实现喷头的独立控制。为验证系统控制的精确性,在脉冲频率为10 Hz,系统压力分别为0.3 MPa、0.4 MPa、0.5 MPa时,测量喷雾系统在单个周期内的喷雾时间、系统响应时间以及不同占空比下的喷头流量。试验结果表明：在系统压力分别为0.3 MPa、0.4 MPa、0.5 MPa下,喷头流量与PWM占空比之间均为线性关系,线性拟合度均大于0.95。电控喷嘴体通断时间误差最大值分别是2.5 ms、2.98 ms、2.9 ms,相对误差最大值分别是6.6%、6.6%、6.8%,RMS误差分别为2.37 ms、2.54 ms、2.27 ms,喷雾系统最大响应时间分别为0.179 s、0.176 s、0.167 s。     

基于多元非线性预测马铃薯加工品质特性

为快速准确检测马铃薯加工品质,对希森3号及希森6号马铃薯的加工品质指标干物质和还原糖在马铃薯内部的分布规律进行研究。通过试验得出两种马铃薯干物质在马铃薯中呈与马铃薯形状相似的椭球分布,在中心部位有最小值。采用拟牛顿算法和通用全局优化算法结合对试验数据进行多元非线性回归分析,得出希森3号和希森6号马铃薯干物质含量关于检测点坐标值x、y和z的回归模型,决定系数分别为0.9099和0.9123,均能有效预测马铃薯干物质含量。马铃薯还原糖含量在马铃薯中心位置含量最高,由中心向表皮还原糖含量逐渐降低,在马铃薯茎部的还原糖含量低于马铃薯顶部关于中心对称位置的还原糖含量。两种马铃薯还原糖含量的多元非线性回归模型,决定系数分别为0.8336和0.8246,可预测马铃薯内部各点还原糖含量。通过对实验数据归纳分析得出马铃薯靠近表皮位置干物质含量高,还原糖含量低,适合加工薯片薯条。     

基于占空比测量的谷物联合收获机产量监测系统研究

针对谷物联合收获机产量监测系统成本高、结构复杂和稳定性较低的问题,设计了基于占空比测量的谷物联合收获机产量监测系统,由对射式光电传感器、GPS模块、数据处理单元、数据存储单元和可视化单元组成。系统工作时,通过对射式光电传感器监测刮板上谷物遮挡与不遮挡两种电压信号,通过软件系统处理信号中高度对应的占空比,利用占空比与产量计量模型的关系获得产量数据,并连同系统的绝对时间、GPS数据存储到系统中。通过EDEM仿真和理论模型分析,推导了占空比测量值与谷物质量的正比例关系。利用台架试验对占空比测量值与谷物质量进行了全局模型和局部模型拟合,决定系数R²均不小于0.988。随后通过台架试验对全局模型和局部模型进行模型分析,台架试验结果表明,虽然局部模型可能对固定转速下的测量数据更优,但全局模型更具有通用性。随着系统测量数据的增加,相对误差逐步减小。田间试验中对系统测量的异常信号进行了统计和分析,为了减少异常信号对测产误差的影响,对系统测量值与实际产量进行了标定。田间试验结果表明,产量监测系统测产最大相对误差为3.83%,平均相对误差为0.40%,系统整体误差和误差波动均较小。     

黄淮海地区大豆品种生物及力学特性研究

为研究大豆品种收获时期生物学及力学特性,对黄淮海地区12个大豆品种收获期的植株高度、底荚高度、蓬面直径、豆荚长度、豆荚个数、草谷比、百粒质量、豆粒厚度方向直径、籽粒和茎秆含水率进行测量。结果表明:收获期黄淮海实际种植的主流品种平均植株高度78.3cm,平均低荚高度18.9cm,平均蓬面直径10.0cm,豆荚平均长度4.9cm,豆荚平均个数61个,平均草谷比1.40,平均百粒质量19.9g,籽粒厚度方向平均直径5.7mm,大豆平均含水率12%,茎秆平均含水率28.4%。在含水率为13.0%,加载速度10、30、50mm/min条件下,运用万能材料试验机对不同大豆品种进行植株力学特性试验,分析了植株豆荚脱离和炸荚所需破坏力、破坏能与加载速度的关系。试验结果表明:单个大豆植株豆荚脱离和炸荚所需的破坏力和破坏能比较小,且在不同的加载速度下区别不大;豆荚炸荚时所需破坏力小于豆荚脱离时所需破坏力,在大豆收获过程中,避免炸荚、减少炸荚损失应是重点。     

日本洋马半喂入联合收获机关键技术介绍

联合收获机作为提高农业生产效率的关键设备,集收割、脱粒、清选、秸秆切碎还田等功能于一体。其收获过程工序较多、各工作部件需要实时调节,对操作人员的熟练程度要求较高。随着静液压驱动技术和自动控制技术在联合收获机上的实际应用,各工作部件的关键参数能够根据作业状态自动调节,大大提高了发动机输出功率的利用效率、保证了机器工作的可靠性。本文以日本洋马半喂入联合收获机为例,介绍其自动化关键技术以及以降低损失率为目标的柔性脱粒控制策略。     

基于感性工学的拖拉机造型设计研究

为设计出满足用户感性需求的拖拉机,为以后的拖拉机造型设计或改进提供一定的参考。本文运用感性工学的产品设计方法,设计出针对拖拉机的感性工学设计框架,通过调查分析等多种方法确定出拖拉机的典型样本和具有代表性的感性词汇,结合语义差分法对用户的感性需求进行量化,获得典型样本感性词汇的平均值,运用SPSS 25.0进行意象描述统计、因子分析和主成分分析,得出感性词汇数据的公因子方差表、解释的总方差表、碎石图和成份矩阵和旋转后的成分矩阵表。通过SPSS分析得出"整体感受"与"局部感受"两类设计核心语义词,其中厚重的—轻巧的,稳健的—动感的,圆润的—硬朗的,几何的—无序的四对词汇的因子载荷系数分别为0.971、0.866、0.922、-0.858,对拖拉机造型设计影响较大。通过对用户感性需求的研究为拖拉机的创新设计提供新的思路,并提出拖拉机的设计方案,使得拖拉机产品更符合用户的感性需求。