丘陵区履带式烟叶采收机液压行驶系统的创新设计与试验

【目的】解决履带式烟叶采收机在丘陵区烟田作业时因路面不平造成的行走不稳问题。【方法】设计基于双泵–双定量马达形式的液压行驶系统。对该系统中的动力单元、液压系统以及控制单元进行了设计与计算选型,并提出了基于交叉耦合模糊比例控制、积分控制与微分控制(proportional-integral-derivative control,PID)的同步直行和内侧降速式差速转向相结合的行驶控制方法。基于AMESim软件对烟叶采收机液压行驶系统进行仿真,验证液压行驶系统设计的可行性,分析其在斜坡满载起步、停车和平地差速转向3种工况下变量泵和定量马达液压输出特征,并进行田间作业试验。【结果】选用常柴4G33TC型电喷柴油发动机、力克川LTM07NVB定量减速马达和力士乐A10VG45EP3D1电液比例斜盘式轴向柱塞变量泵作为液压驱动系统。与理论值相比,履带式烟叶采收机最高转场车速、加速时间和最大爬坡度的误差均在2%以内,最大转向角速度为2.88 rad·s^(-1),误差小于4.2%,最小转向半径为0.135 m,制动距离为3.1 m,其动力性、转向性、制动性、持续行驶性和操纵性均满足设计要求。【结论】该履带式烟叶采收机是中国国内首台行驶系统采用双泵–双定量马达驱动系统的全液压作业机器,能够满足丘陵区烟田采收机稳定行驶的作业要求。

全自动烟叶采收机方案设计

由于烟叶手工采收效率低,不能满足现代农业要求,因此烟叶采收机械的研发势在必行。为此,根据烟叶采收原理,从机构和动力两方面研究了全自动烟叶采收机的方案,给出了全自动烟叶采收机的整体结构及关键机构的方案设计,并对比分析了全液压驱动的优点,给出了部分液压驱动方案。田间试验结果表明:该采收机采收作业质量能够满足农艺要求。最后,提出了烟草收获机械未来的发展方向。

全自动烟叶采收机的设计

针对我国烟草农艺特点,设计了一款可实现分时、分部采收的自动化高效烟叶采收设备,分析了全自动烟叶采收机的工作原理,并分别讲述了其液压系统原理及结构。

烟叶采收机试验测试方法

为探索研发适宜曲靖市地理环境和种植农艺要求的烟叶采收机,实现烟草生产全程机械化,降低烤烟生产成本,促进烤烟产业高效发展,从烟叶采收机试验测试方法、性能试验测试等入手,选择符合曲靖市烟草农业机械化要求的烟叶采收机。

基于农田运载平台的烟叶辅助采收机设计与试验

为解决根据成熟度分不同生长时段进行人工采收劳动强度大、采收效率低的问题,设计了一种基于农田运载平台的烟叶辅助采收机。充分考虑烟叶种植农艺规范,将人员乘坐高度调整及烟包提升机构融合设计,满足采摘位置高度调整的要求;设计主从双控电力提升控制电路,保证烟包提升运行效率;开发烟叶采收量定位监测系统,满足田间烟叶采收量分布信息获取的需求。开展了烟包提升系统提升能力性能试验,结果表明:烟叶提升净质量最大为15kg,提升时间最长为13s。烟叶采收量田间试验结果表明:烟叶辅助采收机烟包平均质量为6395g,标准差为1588g;相邻烟包定位点平均距离为5.64m,标准差为4.38m,并获得了烟草田间收获量分布图。烟叶收获效率对比田间试验结果表明:烟叶辅助采收车单人烟叶收获效率平均为30.46g/s,标准差为4.73g/s,与纯人工单人烟叶收获效率相比,烟叶收获平均效率提高78%,采收效率标准差降低1.80g/s,具有较好的采收效率的稳定性。研究结果可为省力、高效、智能烟叶采收机的研发提供技术支撑。