甘薯秧蔓机械化收获防缠绕割台的设计与试验

为解决甘薯秧蔓相互交错缠绕、难以分离导致收获困难的问题,设计了一种甘薯秧蔓机械化收获防缠绕割台,并对仿垄型拨禾切割机构、伸缩弹齿捡拾机构的作业过程进行受力及运动分析,得到其作业参数范围。为避免仿垄型拨禾切割机构和伸缩弹齿捡拾机构在作业过程中发生缠绕,搭建了甘薯秧蔓机械化收获防缠绕割台的试验台架,进行单因素试验,以此来确定仿垄型拨禾切割机构和伸缩弹齿捡拾机构的最佳转速范围;利用Design-Expert 13.0软件中Box-Behnken试验设计方法,研究前进速度、切割转速、捡拾转速三因素两两交互作用对甘薯秧蔓回收率、缠绕程度、伤薯率的影响,并建立回归模型,进行试验参数优化,得到最优工作参数组合,即前进速度0.995 m/s、切割转速61.043 r/min、捡拾转速100.939 r/min,此时甘薯秧蔓的回收率为94.553%、缠绕程度为2.169%、伤薯率为0.213%。为验证最优参数的可靠性,将最优工作参数组合数据化零为整,作为田间试验的作业参数,进行田间试验验证,结果表明:甘薯秧蔓的薯秧蔓回收率为93.55%,缠绕程度为2.42%,伤薯率为0.38%。

机械-液压组合式大豆割台仿形装置设计与仿真

针对传统大豆割台仿形范围有限导致割台损失大、粮箱内含杂量高等问题,设计了一种机械-液压组合式大豆割台仿形装置,通过分段仿形提高了大豆割台的仿形范围。基于大豆割台几何关系,构建了割台液压油缸伸缩量和割台离地高度变化量之间的函数关系,为割台高度自适应调控提供了理论支撑。为了实现割台高度的自动化调控,设计了一种割台离地高度检测装置,并针对其工作过程中出现的仿形板下陷、跳动等问题,利用RecurDyn进行了动力学仿真,确定了复位扭簧的最佳扭矩为16N·m。通过田间试验验证了大豆割台仿形装置的仿形效果,为大豆收获机械设计提供了理论参考。

大豆收获机割台关键技术及损失研究现状分析

割台作为大豆收获机的核心部件,其技术性能直接关系到大豆的收获质量和收获损失率。针对割台仿形设计、割台高度控制技术、影响割台损失率的关键技术展开研究和分析。首先,综述割台仿形机构与割台高度控制的结构、工作原理及关键技术,对比分析国内外的研究差距。其次,针对大豆炸荚、割台关键技术与割台损失的相关性进行深入分析,探讨割台损失产生的主要原因和影响因素,提出关键技术的改进建议。最后,展望我国大豆收获机割台在多元化、智能化与自动化方向的发展趋势,大豆炸荚生物特性及大豆收获机收获损失研究方面的发展趋势。研究发现,我国现有大豆收获机存在割台仿形性能差、割台自适应控制技术滞后、割台损失率偏高等问题。同时有效揭示国内大豆收机割台仿形机构、割台升降装置、割台的自适应性及割刀等关键技术存在的问题,割台振动、割台位置与仿形及撞击力导致割台损失率高的原因,为我国大豆收获机割台关键技术的突破创新及降低收获损失的进一步研究提供重要参考。

链刀式青贮收获割台液压系统设计

割台是自走式青贮机的核心部件,其作业效率与可靠性非常重要,青贮机收获不同作物时需要更换不同的收获割台,不同割台之间的快速互换性与适配性是设计割台时必须要考虑的因素,因此本文对比分析自走式青贮机常用的几种割台的液压功能需求,重点对2折链刀式割台的结构及液压系统动作逻辑进行介绍,阐明了链刀式割台的液压系统原理,并对割台动作逻辑的正确性与可靠性进行了试验验证。

基于二阶欠阻尼阶跃响应的收获机割台液压缸选型分析

割台是谷物收获机的重要组成部分,割台性能的好坏决定着收获机在收获作业时的作业质量。割台液压缸选型确定方面,传统方式大多采用对割台质量及液压系统工作负载进行分析,利用经典力学的方式进行割台油缸的选型。随着自动控制理论的发展,割台高度闭环控制技术也越来越多地开始出现在国外领先收获机机型上,仅考虑力学负载分析的方法已经无法满足割台高度自动控制系统的需要。针对控制系统稳态分析的要求,割台油缸在满足工作负载的前提下,还需考虑系统的超调量、反应时间及过调震荡时间等因素。为此,进行割台升降运动过程建模分析,论证出割台控制模型为二阶欠阻尼模型系统,发现固有频率ωn与阻尼比ζ决定着系统动态指标。通过对液压缸内部分析,求出了割台液压缸系统的传递函数,确定出当其他机械参数不变时,割台油缸的管径影响着割台液压缸系统的固有频率ωn与阻尼比ζ。综合采用上升时间tr、峰值时间tp、超调量σ%和调节时间ts等4种系统稳态指标确定了最佳割台油缸参数,并进行了Amesim仿真试验。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。

谷子联合收获机割台机架的振动分析与结构优化

为了降低谷子联合收获机在田间工作时的振动、减少割台损失率,利用SolidWorks对谷子割台机架进行三维建模,利用ANSYS软件对谷子割台机架优化前和优化后分别进行有限元分析,并用东华DH5902动态测试分析仪对计算机模态分析结果进行了验证。结果表明:优化前的第4阶模态为11.04Hz,其频率落在外部激振频率范围内;优化后的谷子割台机架各个阶次频率均避开了联合收获机各外部激振频率范围,有效避免了割台震动的产生。通过田间试验验证了改进前后的割台损失率,改进后的割台损失率降低了14.5%。研究成果可为降低谷子联合收获机振动及为谷子割台的减震设计提供了理论指导。

适于新疆单膜收获的大豆割台设计及拨禾过程分析

针对新疆大豆覆膜滴灌栽培技术,设计一款带有地形起伏检测装置的大豆割台。通过田间生长特性测量,确定适于新疆单膜大豆收获的拨禾轮主轴长度为2 000 mm、直径为650 mm。依此设计一种前置轮式地形检测装置,该装置安装于大豆割台两侧,确定检测装置角度转动量与割刀离地高度之间的关系式为:H=80-Δh=80-320(sinθ-sinθ′)。对所设计的大豆割台进行地面起伏检测试验,试验中实际距离与检测距离之间的相对误差均值为0.037~0.039。对拨禾轮工作原理进行分析,研究其产生拨禾作用时的拨禾速比范围。将拨禾轮三维模型导入Adams软件中,分析不同拨禾速比下弹齿的运动轨迹,发现当拨禾速比λ≤1.0时拨禾轮无拨禾作用,当λ>1.0时拨禾轮具有拨禾作用,但拨禾速比过大后,相邻弹齿间会产生作用重叠区域。设计的割台利于新疆大豆单膜收获,地形检测装置可为割台高度的实时调节提供依据。

甘薯茎叶收获仿垄型割台的设计与试验研究

为解决甘薯茎叶相互交错缠绕、难以分离导致收获困难的问题,设计了一种甘薯秧蔓收获机拨禾割台,并对锯齿形圆盘刀、拨禾轮式仿垄型割刀切割甘薯茎秆的过程进行力学和运动学分析,得到其作业参数范围。利用ANSYS和SolidWorks分别建立甘薯茎秆的柔性体和拨禾轮式仿垄型割台模型,将建立好的模型在ADAMS仿真软件中进行植株与割台之间的刚-柔耦合模型分析,得到割刀切割茎秆时所产生的切割力大小。以机组前进速度、割台转速、切割角度作为田间试验因素,甘薯秧蔓回收率为验证指标进行田间试验,并利用Design-Expert 13.0软件中Box-Behnken试验设计方法,研究各试验因素交互作用对甘薯秧蔓回收率的影响,建立回归模型,得到最优工作参数组合。结果表明,当机组前进速度为0.801m/s、割台转速为50.037r/min,切割角度为123.309°时,甘薯秧蔓的回收率达到91.524%。根据最优工作参数组合为作业参数进行田间试验验证,结果表明:甘薯秧蔓回收率的平均值为92.83%,相对误差小于5%,最优参数合理。

基于IDBO-PID的联合收获机割台控制系统

该研究专注于提升无人农场联合收获机在复杂地形作业时,割台高度控制的精确性与响应速度。首先,提出了一种基于双倾角传感器的高度检测补偿方法,通过最小二乘法拟合建立割台倾角与高度的相关模型,相关系数0.9958,显著提高测量准确性。随后,引入群智能算法优化的PID控制策略,利用Bernoulli混沌映射、粒子群算法(PSO)、t分布扰动改进蜣螂优化算法,解决了传统PID控制的精度低和响应慢等问题。基于这些优化,IDBO-PID控制器在仿真对比中相较于DBO-PID和传统PID,具有更优的响应速度和稳定性。试验验证表明,改进的控制策略使割台的上升速度达到0.44m/s、下降速度达到0.32m/s,并且高度误差控制在0.02m内,满足作业需求。

青贮收获机割台发展现状及趋势

随着国家粮改饲政策的推进,以及畜牧养殖业的快速发展,使以收获青饲玉米为重点的青贮饲料收获机成为国内收获机械制造企业普遍看好的市场热点。青贮饲料收获机械的关键在于割台,本文对国内外青贮饲料作物收获机割台现有结构型式和技术进行了分析,供相关研究者参考。

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。

稻麦收获机割台高度自适应调节系统设计

国产收获机智能化程度普遍较低,农田的实际环境因地点和季节的不同存在着较大的差异这就需要不同的工作参数设置,同时还需要驾驶员在收获作业中保持长时间高度警惕,这大大增加了驾驶员的劳动强度。因此,开发一种能够根据地面高度自适应调节割台高度的系统至关重要。本研究通过结合霍尔效应角度传感器和PLC控制系统,设计了一种接触式地面仿形装置,用于精准调控收获机械的割台高度。为验证设计的有效性,采用Recur Dyn高级多体动力学仿真软件,优化仿形板设计并确保其与地面的紧密贴合。基于仿真结果,建立了割台高度与角度传感器读数之间的数学模型,并进一步设计了基于模糊PID控制的自动调节系统,旨在提升农业机械化收获的效率和准确性。

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。

2024中国国际农机展采风——鑫万达16行超大型玉米籽粒割台,全新亮相

在本届中国国际农业机械展览会上,唐山鑫万达实业股份有限公司带来了他们的多款爆火青贮割台以及一款全新的产品——4YG-16折叠玉米籽粒收割台。

智能化控制技术在玉米收获机割台高度控制中的应用研究

玉米是世界上最重要的粮食作物之一,其收获过程一直是农业生产中关键的环节。在传统的玉米收获过程中,人工操作占据主导地位,然而这种方式存在着诸多局限性,如操作员的主观判断和经验限制了割台高度控制的精度和稳定性,人工干预导致工作效率低下等问题,利用智能化控制技术提升玉米收获机割台高度控制的精准度和自动化水平具有重要意义。分析了传统玉米收获割台高度控制方法存在的问题,探讨了智能化技术在玉米收获机割台高度控制中的应用的必要性,在此基础上提出了智能化控制技术在玉米收获机割台高度控制中的应用策略,为玉米收获机割台高度控制效率的优化提供参考性意见。

改进型穗茎兼收式玉米收获割台的研制

文中阐述了一种改进型穗茎兼收式玉米收获割台,将原机所用的不带定刀的预碎抛送转子装置改为带定刀的切碎抛送刀盘装置,能够将直立状态下的玉米茎秆在定刀的扶持下充分切碎和收集,大大提高了青贮或黄贮饲料的品质。

穗茎兼收鲜食玉米收获机割台自适应仿形系统研制

为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业过程中的割台自适应仿形。以1台4行190kW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,玉米收获机作业行走平均速度4km/h,割台转速400r/min,安装2个超声波测距传感器,割茬高度控制在90~110mm范围内,在累计作业8h的验证试验中,割台调整平稳,割台无触地现象,试验结果验证了割台自适应仿形系统的有效性。

玉米收获机割台振动特性及其主要影响因素分析

针对收获机械割台振动剧烈、故障率较高等问题,研究了割台动态振动特性及其影响规律。以4YZP-3XH-1型玉米联合收获机割台为研究对象,首先建立了割台机架有限元模型并计算其自由模态,研究了割台模态试验方法,利用特征实现算法识别其模态参数;其次,利用模态试验验证了有限元模型的准确性和可靠性,在此基础上,计算获取割台机架的约束模态;再次,利用时域和频域方法分析振动时域信号,获得怠速、运输和田间收获工况割台的振幅分布特征、主振方向和频率分布规律;最后,研究了割台振动的影响因素及其振动主频与模态参数之间的对应关系,指出了振动频率激起模态振型的规律。研究结果表明,割台机架第1阶试验模态频率为27.260 Hz,第2~10阶模态频率范围为34.311~126.035 Hz,模态振型以弯曲振型和扭转振型为主,割台主轴(28.77 Hz)、切碎刀(29.63 Hz)、还田机(43 Hz)等工作频率均落入其前10阶约束模态频率内;在怠速、运输和田间收获作业工况下,工作部件运行工况相较于仅发动机工作,2种模式下割台振幅相差1个数量级;引起割台振动的主要因素为:发动机的2阶发火频率(76.25 Hz),割台主轴、切碎刀、搅龙、拨禾链、还田机等工作部件的耦合振动,以及道路激励(1.5、2.5 Hz)。对比割台约束模态与振动频率,发动机2阶发火频率引起割台弯扭组合振型,道路激励引起整体振动,割台主轴(28.77 Hz)和切碎刀(29.63 Hz)振动频率激起割台机架的一阶弯曲振型,还田机(43 Hz)振动频率激起割台的扭转振型。研究结果可为收获机械割台模态试验与振动特性分析、对标设计和优化提供参考。

联合收获机割台机架结构参数优化

为降低联合收获机正常工作时的共振,该文利用UG软件对沃得锐龙型稻麦联合收获机割台机架进行建模,求解出割台机架的模态频率和振型,并对割台机架进行模态试验验证及理论分析;在通过分析外部激振频率特点的基础上,使割台机架固有频率避开外部激振频率范围,并对机架进行结构优化与试验。试验结果表明:将割台机架横梁、弯梁厚度减少0.2 mm,底板、侧板厚度减少0.4 mm时,割台机架质量降低了14.02%,前4阶模态频率均避开了联合收获机各激励频率范围;将割台传动轴平衡配重块质量增加254.90 g,使得割台传动轴轴承座处沿联合收获机前进方向、上下方向位移振动幅值分别降低了25.70%和12.70%,并有效避免了割台共振的产生。该文的研究结果为降低联合收获机割台振动提供了设计依据。

4LYZ-2油菜收获机割台框架有限元模态分析

用 Solidworks建立了 4 L Z 2型联合收获机割台框架和改装后的 4 L YZ 2型油菜联合收获机割台框架的三维模型 ;用 ANSYS软件进行网格划分得到有限元模型 ,通过模态分析 ,得到了改装前后割台框架的前 10阶固有频率和主振型。通过模态参数的分析 ,了解割台框架的振动情况以检验 4 L YZ 2型油菜联合收获机割台改装的合理性。