甘蔗收获机切割器入土切割深度监控系统设计与试验

入土切割是降低甘蔗收获机破头率的重要方法。为了实现甘蔗收获机切割器随地面起伏自动调控入土深度,保持切割器入土深度的一致性,基于4GQ-1型甘蔗收获机,设计一种甘蔗收获机切割器入土切割深度监测与自动控制系统,实现切割器入土深度自动调控及其参数可视化,并通过室内试验和田间试验检验系统的监控性能。室内试验结果表明,监控系统的入土深度监测精度平均值为98.90%,自动控制精度平均值为97.7%,监测精度和自动控制精度达到95.0%以上。田间试验结果表明,在20、30和50mm入土深度的条件下,监控系统的自动控制精度的平均值分别是85.3%、90.6%、94.1%,自动控制精度达到85.0%以上,监控系统总体设计合理,性能良好。研究结果可为甘蔗收获机切割器入土切割深度控制系统研究提供理论参考,对甘蔗收获机优化升级具有重要的参考意义。

链夹式菠萝移栽机构的设计与试验

为推进我国菠萝移栽机械化,针对巴厘品系菠萝多行密植的农艺特点和高大种苗特性,研制了一种链夹式菠萝移栽机构。本文阐述了链夹式移栽机构整体结构及工作原理,对其作业过程夹苗装置与种苗轨迹进行了运动分析和三维建模,并进行了35、40、45 cm 3种不同修剪高度的菠萝种苗大田移栽作业试验。结果表明,在种苗修剪高度为35 cm时,菠萝种苗栽植合格率94.2%,平均株距为28.9 cm,入土深度为13.8 cm,栽植效率为60株/min,总体上符合生产要求。

实时切种式木薯种植机漏播监测标记系统设计与试验

木薯机械化种植是产业可持续发展的趋势,漏播漏种是制约木薯种植机推广应用的关键问题。为此,在自主研发的实时切种式木薯种植机基础上,采用光电传感器,结合单片机技术和自动控制技术,设计开发木薯种植机漏播监测与标记系统,漏播处撒播石灰标记,为后续人工补种提供位置参考。为验证工作的可靠性,对漏播监测系统和漏播标记系统进行试验验证。试验结果表明:在拖拉机前进速度2.5km/h、刀辊转速4.5r/min条件下,标记率平均在80%以上;在拖拉机前进速度0.7km/h、刀辊转速4.5r/min条件下,系统对漏播量的监测精度达到81.57%,播种量的监测精度达到98.28%,系统可为木薯补种提供较可靠的位置信息。

多辊式仿垄形木薯秸秆粉碎还田机设计与试验

针对木薯宽窄双行起垄种植农艺模式,为解决传统平刀式秸秆粉碎还田机垄沟秸秆残留多及粉碎不彻底的问题,研发了多辊式仿垄形木薯秸秆粉碎还田机。机具采用长、短刀轴分别对应垄面、垄沟的排布方式,结合粉碎刀片高速旋转完成作业。田间试验表明:机具平均工作效率为0.51hm^(2)/h,秸秆粉碎合格率为95.04%,留茬高度为0~3cm,有效解决了粉碎不彻底腋芽萌发的问题,满足了木薯秸秆粉碎还田的实际需求,杜绝了资源浪费与环境污染,为木薯块根机械化收获提供了先决条件。

基于遗传算法优化模糊PID的甘蔗收获机切割器控制系统

针对甘蔗收获机切割器无法自动控制入土深度,从而影响收获质量的问题,设计一套甘蔗收获机切割器入土深度自动控制系统。该系统主要包含角度式仿形机构、入土深度检测系统以及液压系统和控制系统。利用基于遗传算法优化的模糊PID控制算法进行入土深度的实时调节,通过Simulink阶跃响应以及带随机干扰的阶跃响应仿真,结果显示:基于遗传算法优化的模糊PID控制算法超调量为4.9%、调节时间为1.535 s,与PID控制算法以及模糊PID控制算法相比均有所改善。室内试验结果表明,基于遗传算法优化的模糊PID控制算法误差在(-0.5,0.5),误差最小,有效实现了切割器入土深度自动控制。

基于SolidWorks的菠萝茎叶粉碎还田机的虚拟设计及仿真

随着计算机辅助设计技术的发展,SolidWorks等三维设计软件已广泛应用到农业机械设计当中。基于降低菠萝茎叶粉碎还田作业劳动强度,降低作业成本的原则,针对目前菠萝茎叶粉碎还田机需2次作业才能达到农艺要求、粉碎效率低,作业成本高的问题,结合菠萝茎叶粉碎难点,运用参数化造型软件SolidWorks对菠萝茎叶还田机进行参数化造型,设计出新型的双轴式菠萝茎叶粉碎还田机,并对虚拟样机关键零部件进行运动仿真及模态分析,理论上确保了样机结构的可靠性及工作的合理性,并为该类型农机具的设计及初步优化提供参考。

木薯种植机种茎切断装置的设计

机械化种植技术能够大大提高木薯种植效率,降低种植成本,是木薯田间生产大势所趋,而国内木薯种植设备研究起步晚,尚存在诸多问题。为此,结合木薯种植农艺要求及木薯种茎特性,针对木薯种植机种茎切断装置设计中存在的问题,进行了有关切秆装置设计的理论研究,分别对外形尺寸、整体结构、切秆刀辊、刀片及护盖等进行了分析与设计。试验表明:所设计的木薯种茎切断装置能够稳定切断木薯秆,拖拉机行驶速度约1.2 m/s时,作业稳定性高,无故障作业面积可达4 0 hm2以上。

垄作双行菠萝移栽机试验分析

为推进我国菠萝移栽机械化,针对“台农”品系菠萝起垄膜上栽植的农艺特点,研制了一种垄作双行菠萝移栽机。该机以90~120马力拖拉机为牵引动力,具备起垄、施肥、覆膜、铺滴管、栽植的联合作业功能。本文阐述了该机整体结构及工作原理,分析了其作业技术条件、试验方法和主要技术指标评定。通过大田移栽试验,结果表明,垄作双行菠萝移栽机与农艺融合性较好,栽植合格率稳定在96%以上,菠萝移栽机栽植速度为62~67株/min,作业效率1.33~1.41亩/h,综合作业费用比人工移栽节省50%,总体可满足生产要求。

木薯种植机切秆试验台的设计

针对木薯机械化种植的茎秆实时切断环节,设计了1种木薯种植机切秆试验台,该试验台采用弹性夹持、挤切的方式实现木薯茎秆的切断作业,可为其他相似高粗茎秆作物机械化种植设备的研制提供试验支持。为验证该试验台工作性能,以充分成熟的木薯茎秆作为试验材料进行切断性能试验。验证结果表明,该试验台性能稳定,工作可靠,可根据试验要求调整工作参数,并对功率消耗进行测试。

双行木薯收获机虚拟设计与运动仿真——基于SolidWorks

针对我国木薯收获机设计中存在的设计手段落后和设计效率低下等问题,采用基于特征的参数化造型软件SolidWorks对木薯收获机进行参数化造型,设计了新型的悬挂式双行木薯收获机。同时,对木薯收获机简化模型进行了运动仿真,确保机具在理论上满足使用要求,为木薯收获机的研制提供了一种新方法,也为同类机具的研制提供了参考。

湛江市宜机化菠萝栽培模式及其机械化研究初探

菠萝是湛江重要特色热带水果。由于生产过程严重依靠人工,导致成本高且效益低,产业潜力未能得到充分发挥。菠萝生产机械化,是增加经济效益、推进产业高质量发展的根本途径。目前,密植型的菠萝栽培模式导致机具下地作业时会造成较严重的菠萝损伤,其根本原因是农机与农艺不匹配。针对巴厘和台农2个不同品系的栽培特点,结合机械化作业要求,分别制定了四行带状种植、宽窄双行起垄种植的栽培模式,依此模式研制了菠萝种植机和菠萝收获机。初步试验结果表明,其农机农艺融合性较好,总体上能满足全程机械化的要求。

木薯垄作模式下起垄技术与设备研究进展

木薯传统垄作模式一般是小垄单行种植,随着国内木薯生产机械化需求的不断提升,该模式正逐渐被机械化程度更高的大垄双行种植模式所取代。结合多年木薯田间生产机械化技术与设备的调研分析、研究与生产实践,对木薯田间机械化起垄理论和技术进行梳理分析,探讨不同垄作模式下起垄技术与设备在木薯田间机械化生产上的应用,比较各类型设备的一般结构、作业特点、使用性能及优缺点等,分析现有起垄技术与设备存在的不足,对木薯机械化起垄技术与设备发展方向进行展望。

浅析我国研发木薯机械化切秆技术与装备的必要性

介绍了热区典型块根类作物木薯的种植农艺,机械化种植水平,以及木薯种植机械的核心部件切秆装置的研究现状。结合木薯种植农艺,探讨了木薯切秆农艺要求,并分析了各类型切秆装置的结构组成与工作原理,评述了其存在的问题。结合实际生产经验,阐述了切秆装置研发的必要性和紧迫性,并对木薯切秆装置研发面临的困难进行了分析,提出了相应的几点建议。

热区高粗茎秆类作物种植机切秆装置研究进展

介绍热区各类高粗茎秆作物种茎的物理特性、种植农艺及机械化种植水平,进一步分析各类种植设备切秆装置的结构与研究进展。总结几种典型作物种植机切秆装置,分析设计要求及工作原理,评述其存在的问题。结合实际生产经验,总结当下热区高粗茎秆种植机切秆技术与装置研究的困境,提出未来种植机发展的方向。

木薯宽窄双行起垄栽培模式及机械化种植技术研究

【目的】木薯是我国华南地区重要的淀粉或能源作物,目前主要依靠人工收获,生产成本高、经济效益低。近年来研发的木薯收获机与当前等行距的栽培方式难以相适应,表现为牵引收获机的拖拉机行走轮不可避免地碾压在木薯行上而压断木薯块根,造成块根损失率高达17%。【方法】为避免拖拉机碾压木薯行、提高块根收获率,针对有利于机械化收获的要求,以66.2 kW拖拉机的轮距尺寸为参考,设计了宽行距120cm、窄行距60 cm、垄高25~30 cm的宽窄双行起垄种植的栽培模式,研制了配套的木薯起垄机和木薯联合种植机,并在广东、海南、广西、云南等地开展不同产区适应性试验。【结果】采用宽窄双行起垄种植栽培模式,起垄机作业效率0.6~0.8 hm^2/h,种植机作业效率约0.6~0.7 hm^2/h,机械化种植效率比人工提高23倍,机械化种植成本仅为人工种植的50%,木薯产量在33~42 t/hm^2,机械化收获时能够有效避免拖拉机碾压木薯行、显著减少断薯,损失率在5%以下。【结论】宽窄双行起垄栽培模式,能够较好地适宜机械化种植与收获,促进农机农艺的高度融合。

我国研发木薯收获机械的必要性

木薯收获机械化技术是指采用机械将木薯茎杆与块根分离，使块根在不损伤的前提下将其从土壤里拔出或挖出并将其进行输送、收集的作业技术。与传统的手工收获相比，采用木薯收获机械化技术能大大减轻劳动强度，提高生产效率，增加薯农收入。

4UMS-390Ⅱ型木薯收获机的研制

木薯块根是工业上主要的制淀粉原料之一,世界上木薯全部产量的65%用于人类食物,但国内木薯收获机的研制尚未见到相关系统报道。为此,阐述了一种木薯收获机的主要结构、工作原理、主要技术参数及试验结果。试验结果表明,该机型满足设计要求,且能够满足生产要求。

木薯叶饲料化利用技术研究进展

木薯是中国华南主栽作物之一,其叶片及其嫩茎干物质含有16%～38%的粗蛋白,适合加工成畜禽饲料,每年木薯块根收获后数百万吨木薯茎叶被废弃在田里。为使这些秸秆转化为饲料,国内外从19世纪50年代起,就开始对木薯叶的饲料利用进行系统的研究,涉及木薯茎叶营养成份分析、饲用木薯品种栽培与茎叶收割、动物喂养试验评价、饲料抗营养因子消除等,这些研究证明木薯叶可以作为一种高蛋白的畜禽养殖饲料原料。为促进我国木薯叶饲料的商业化开发,笔者从饲用木薯栽培、机械化技术、饲料技术体系建设等几方面可能性,简要讨论下一步需要开展的技术工作,以期为产业发展提供一定的参考。

澳洲坚果破壳技术的发展现状及对策

澳洲坚果破壳技术是对其进行深加工的关键阶段。为此,主要介绍了国内外对澳洲坚果破壳技术的研究现状,并重点概述了坚果破壳机械的研究发展历程以及各种破壳机械的构造及工作原理,旨在对澳洲坚果加工产业及进一步研究破壳机械提供参考。同时,针对其发展前景,提出今后的发展对策。

降低木薯收获机碎薯率的机械结构改进

现有木薯种植工艺与收获工艺不匹配或收获机本身结构的缺陷,导致机械式木薯收获过程中碎薯现象普遍,限制了木薯的采后经济价值。针对以上问题,对木薯收获机的入土齿刀板、限深板和立柱结构进行改进,有效避免了因受力对位不正、入土深度不够和木薯起获后壅堵等原因造成的侧断、铲断和折断现象。试验结果表明,改进后的木薯收获机入土响应时间仅为1.2s,入土深度达到33cm,碎薯率仅为1.7%,有效地提高了木薯收获机的工作质量。