稻麦变量施肥机控制系统设计与试验

针对稻麦变量施肥智能化程度低、通信系统可靠性和兼容性差等问题,研究设计了一种稻麦变量施肥机控制系统。该系统以CAN总线通讯作为现场总线,实现各控制节点之间的实时通信;通过GPS导航和处方图得到当前位置需肥量,根据变量施肥数学模型,通过步进电机节点实时调节外槽轮排肥器开度,实现施肥变量调节。试验结果表明:该系统机械结构设计合理,动作响应迅速,定位精准,各行排肥器之间排肥量变异系数最大为1. 78%,变量施肥精度达97%以上,作业效果良好。其控制程序稳定可靠,各控制节点之间通信及时、准确,整机设计合理,系统工作稳定,智能化程度高,各项技术指标满足农艺要求。     

多段曲线拟合弹齿式枝条捡拾参数反求法求解

为了达到矮砧集约栽培种植模式果园行间果树枝条高效还田处理的目的,研究了拖拉机悬挂式枝条粉碎设备的关键部件—弹齿滚筒式枝条捡拾器。通过分段设计弹齿在空间的理想运行姿态及运动轨迹,来满足捡拾枝条过程中不同阶段的捡拾要求。使用反求法,建立弹齿滚筒式捡拾器的数学模型,编制人机对话软件,对滑道中心函数曲线求解,并进行曲线拟合及其数据后处理,同时优化曲柄半径L1、弹齿长度L2、弹齿角度β、十字架半径r、弹齿与曲柄夹角θ等变量参数,以达到捡拾枝条时各项参数最佳匹配的性能要求。优化后的具体参数为:L1=50 mm、L2=170 mm、r=80 mm、θ=55°,α在一个周期内顺时针旋转,将其分成了5段,即α1、α2、α3、α4、α5,相对应转动的角度分别是45°、45°、90°、90°、90°。与α每段对应的β值,即β1、β2、β3、β4、β5,对应的角度范围分别是:65°>β1> 60°,60°>β2>-70°,-70°>β3>-220°,-220°>β4>-280°,-280°>β5>-295°(65°)。     

外槽轮式播种机播量控制系统设计与试验

为提高外槽轮式排种器播量调节范围与控制精度,设计了一种外槽轮式播量自动控制系统,该系统通过采集机组行进速度信号,同时控制槽轮转速与槽轮长度,实现播量调节与控制。通过试验,建立了播量与槽轮转速、有效工作长度的数学模型,分析了槽轮转速、有效工作长度对播量变异系数与模型精度的影响。结果表明:模型最大误差小于5%,平均误差为3. 2%,满足精度要求;槽轮有效工作长度在14～30mm范围内、转速为40～60 r/min时,变异系数小于0. 5%。上述参数范围是所设计外槽轮式排种器播量自动控制系统适宜的控制范围。研究为外槽轮排种器的播量自动控制策略提供了理论依据。     

渐缩式比例施肥器的设计与试验

【目的】解决压差施肥罐施肥质量浓度随时间衰减的问题。【方法】采用在压力罐中设置可变形的肥袋,压力罐、肥袋与主管连接点中间设置减压阀的方法,研制了一种通过压力罐向管道注肥的渐缩式比例施肥器,实现了比例施肥。理论分析了其并联特性,在此基础上试制了样机,开展了性能试验,测试了4种管道工况下施肥质量浓度变化。【结果】可变形肥袋起到了水肥分隔、水肥等量置换作用,其水力系统为并联管道系统,当结构形式一定时,施肥比例是常数,其仅与2个支路管径以及局部损失系数有关,不受来水管道压力、流量变化影响,同一工况、不同时刻出水管道肥液质量浓度最大偏差为4.7%,来水管道工况变化时平均质量浓度最大偏差为3.5%,属于均匀施肥,施肥器的最大水头损失为0.47 m,施肥比例可在0～10%范围内调节。【结论】研制的渐缩式比例施肥具有施肥质量浓度稳定、水头损失小,适合各种管道压力的特点,可应用于设施农业喷灌、滴灌系统加药、施肥。     

基于单片机的地铁自动报站器的设计

随着人民生活水平的提高,我国的汽车数量也逐渐上涨,拥堵的交通使人们的出行变得更加困难,而地铁的出现在很大程度上减缓了地面交通的压力,地铁语音报站系统更是为人们提供了便利。本文根据地铁自动报站器的特点,提出了利用STC89C52单片机控制语音芯片进行地铁语音自动报站的方法,同时运用LED指示灯准确的指示当前地铁所处的状态,并通过试验验证了其可行性。     

不同品种大豆种子充填特性的EDEM仿真分析

为了研究不同品种大豆种子在排种器中的充填特性,以东农52、黑河44和青仁黑豆为研究对象,测量种子的长、宽、厚,并计算其均径、球度、变异系数等参数,分析了不同种子之间参数的差异以及种子长、宽、厚的比例分布。以窝眼轮式排种器为试验模型,运用EDEM对不同品种大豆种子的充填特性进行模拟试验,并对试验数据进行分析。结果表明,种子品种间的差异对单粒率、多粒率影响显著,对空粒率影响不显著;随着球度的减小及变异系数的增加,单粒率平均值从96.33%减小到82%,多粒率平均值从2%上升到16.33%。     

油麦兼用斜锥型孔轮式集排器设计与试验

为满足长江中下游地区油菜和小麦播种要求、提高播种机作业效率、简化播种机结构并有效控制机械式排种方式的种子易破损和堵塞型孔等问题,设计一种无需清种与护种装置的油麦兼用斜锥型孔轮式集排器,提出一种油菜双圈、小麦三圈型孔交错排布以及斜锥形型孔结构。构建充种、携种、投种和输种等过程的力学模型,分别确定排种器充种时的最小充填高度比基准高度低10 mm、验证该集排器结构的合理性、得到油菜小麦型孔后倾角分别低于30°和15°时,油菜和小麦的最大投种角分别可达40.8°、34.4°以及油菜和小麦输种管与水平面夹角需不小于33°。正交试验结果显示,油菜型孔后倾角20°、充填高度为基准高度、转速20 r/min,小麦型孔后倾角5°、充填高度20 mm、转速15 r/min,油菜、小麦各行排量一致性变异系数分别低于6.00%、6.32%,总排量稳定性变异系数分别低于1.25%、1.00%,破损率均低于0.5%。田间试验表明,油菜、小麦播种试验出苗效果良好。     

改进型螺旋纹文丘里施肥器的设计与实现

为了实现精准配肥的目的,通过增设螺纹混肥结构,设计了1种改进型文丘里施肥器,优化了文丘里喉部直径和进口直径的收缩比。根据正压供肥(以供肥泵作为动力来源)的工况条件,采用有限元分析方法,利用FLUENT以及CFDPOST 2种软件进行了仿真。仿真结果表明:收缩比为1/2情况下,喉部压强接近0 Mpa;在此条件下,螺纹条数为3条、螺纹占比为1/2、螺纹高度为15 mm时,施肥器出口流速与进口流速之比为13.4,紊流压力极值可达到-0.844 Mpa。通过实验建立了施肥器的数学模型,验证喉部压强范围为0.069～0.08 Mpa,与仿真结果基本一致,与普通文丘里施肥器对比,改进型文丘里施肥器压强损失小。     

高空万能水果采摘器

设计了一种实用型水果采摘器,用来方便城镇居民采摘水果。该采摘器结构轻巧,省力,使用方便,可实现多方向采摘,适用于不同类型的水果,采摘的同时又方便收集水果。采摘器主要由采摘头,伸缩杆和收集袋组成。其中采摘头平面与伸缩杆间可调节角度,伸缩杆伸长范围(1～4m)。使用时将伸缩杆调节到合适位置,让采摘头靠近水果,电启动刀片将果柄切断,水果掉落在收集袋中。该采摘器成本较低,操作方便,有一定的趣味性,不仅适用于山区个体农户,也适用于果园。     

多功能鸭嘴式蔬菜移栽机设计与仿真分析

针对现有蔬菜移栽机功能单一、适应性差等问题,设计一种多功能鸭嘴式蔬菜移栽机。该机主要由鸭嘴式栽植器、旋转式分苗杯、施肥器、土肥搅拌装置、浇水系统、覆膜装置等构成,可以在移栽过程中一次性完成定点施肥、移栽、浇水、覆膜等工序,工作效率高,性能可靠。建立鸭嘴式栽植器ADAMS模型,仿真结果表明,当鸭嘴式栽植器的水平运动速度v_x为0时,破土面积最小,秧苗直立度最高,可以较好满足蔬菜移栽的种植要求。