基于动力吸振器的微耕机扶手架减振设计

微耕机的扶手架结构较为简单,在田间作业时会造成扶手架的强烈振动,长时间的强烈振动会给操作者身心带来不适甚至严重伤害,针对此问题,对微耕机扶手架进行了减振设计。对于结构相对简单的构件,振动问题大多是由于主振动系统自身结构阻尼的不足导致的。为此,结合微耕机实际情况,将动力吸振器的设计方法应用于微耕机扶手架上,对动力吸振器进行结构设计并试制样件。最后,对动力吸振器样件的减振效果进行试验测试,结果表明:在安装动力吸振器样件后,其手把处的振动强度在空挡和耕作状态下分别降低了13.9%和11.2%。

一种小型电动微耕机的设计

针对传统微耕机抖动大、噪音大、行走不方便以及保护措施欠缺等问题,设计了一种小型电动微耕机,设计机具作业幅宽60 cm,作业深度大于8 cm。通过计算,微耕机的动力输出电机选取功率2.2 kW、电压72 V的直流电机,按照作业工况,对微耕机的变速箱、传动比以及齿轮进行了设计,并对关键零部件进行了校核,强度满足设计要求。按照实际工作要求,对电池容量进行估算选型,选用120 A·h锂电池作为供电电池,最终建立整机的三维模型。相比传统的汽油动力和柴油动力,电动式微耕机在茶园、大棚种植等方面优势更加明显,除了无污染,还有振动小、转速可调性等优势,具有广阔的市场应用前景。

基于超级电容辅能的电动微耕机复合电源系统研究与试验

锂电池组为单一动力源的电动微耕机在丘陵山地复杂多变的作业工况中,锂电池频繁瞬时大电流波动放电,严重影响锂电池的能效及寿命,本文将超级电容应用在电动微耕机上构成复合电源,并对该复合电源的参数匹配及能量分配策略进行了研究.结合电动微耕机实际作业情况,设计了逻辑门限控制策略,控制系统以主控芯片STM32F103为核心,使用C语言编程,对单一锂电池电源和复合电源两种工作模式下磷酸铁锂电池的工作电流、功率、温度、容量衰退速率等进行了试验与分析.田间试验表明,在一定土壤条件下,复合电源工作模式与单一锂电池电源相比,针对电机不同转速和不同地块,磷酸铁锂电池电流平均波动范围分别缩减14.37,13.07,14.3,15.23,13.77A,平均峰值功率分别下降43.6%,75.2%,77.4%,76.4%,60.3%.由于超出阈值的部分大电流由超级电容补充,磷酸铁锂电池输出电流变平缓,使磷酸铁锂电池组免受突变大电流的冲击;复合电源中磷酸铁锂电池组平均温升相较于单一电源锂电池组分别下降0.13,1.48,1.67,2.26,3.45℃;在试验作业时间内,复合电源中磷酸铁锂电池组平均容量衰退速率分别下降2.1%,9.1%,9.7%,9.2%,4.4%,在长期频繁使用情况下,复合电源系统微耕机的经济性和安全性要高于单一锂电池系统.该研究可为复合电源在农机装备上应用提供理论基础和技术参考.

浅谈丘陵山区小型电动微耕机的一种设计思路

近年来随着国家对乡村振兴的重视,农业现代化发展成为一种趋势。我省丘陵、山地占全省总面积的80%以上,大型农业机械无法适合我省的实际需求,农机小型化、自动化难度大。目前针对小型农机智能化的研究非常少。文章针对电动微耕机当前市场现状进行分析,研究燃油式小型微耕机进行田间作业载荷变化规律,在此基础上对小型微耕机进行设计和调整,设计一款小型电动微耕机的测试装置,作为原型机对小型电动微耕机的田间作业载荷变化规律进行进一步的研究和分析,为将来设计适应我省丘陵山区的小型电动微耕机提供设计依据和设计思路。

基于RTK-GPS的智能微耕机导航系统

针对丘陵区田块小、不规则及耕作难等问题,设计了一种基于RTK-GPS的智能微耕机导航系统,并结合实际作业要求,基于梭形法提出了任意四边形田块路径规划算法,实现作业区域全覆盖路径规划。同时,阐述了导航系统整体设计方案。在机具作业过程中,通过RTK-GPS实时获取微耕机的位姿信息,实时校正机具作业偏差,通过将信号输入继电器,控制气动阀门,实现微耕机离合器的闭合,完成机具智能作业。田间试验结果表明:微耕机作业过程中,直线行驶时行驶路线与规划路线的横向偏差均值为2cm,拐弯时横向偏差较大,整体来讲路径规划合理。

基于用户需求分析的手扶微耕机设计方法

现阶段国内手扶微耕机品牌众多,不同厂家产品各具特点,用户使用的情况也各不相同。针对用户的使用情况,对相关用户需求及部分潜在消费者的消费需求进行调查。调查过程中采用Kano模型,将用户的需求按不同类别进行分类,并计算各类需求的权重,然后按类别对用户需求进行重组,形成不同功能属性的产品需求组,再利用质量功能展开(QFD)将用户需求映射为工程设计需求,各类产品需求组分别转化为微耕机工程设计需求,确保微耕机的设计更好地满足用户的需求,也有利于构建微耕机产品的产品结构。设计方法对手扶微耕机产品设计更好地满足用户需求,使产品更好地立足市场具有重要的应用价值。

微耕机耕深辅助控制系统的设计和试验研究

在农业生产中,耕深的稳定性是评价耕作质量的重要指标。为此,结合目前微耕机耕深不稳定的现状,设计了一种耕深辅助控制系统,主要用于辅助控制微耕机的耕作深度,提高微耕机的耕作质量。该系统主要由耕深检测装置、控制装置、执行装置和显示界面组成。检测装置用来间接检测耕深,控制单元对检测到的信号进行分析后控制电机转动,从而间接控制耕深调节阻力杆的上下移动,以实现耕深辅助调节。显示模块用于显示实时耕深,为操作人员提供参考。田间试验结果表明:耕深稳定在120~130mm时的耕深稳定性变异系数为5.82%,满足农艺要求。所提出的耕深测量方法、辅助控制执行装置和显示界面对微耕机设计具有一定的参考意义。

温室电动微耕机的设计

针对设施农业的发展趋势,设计了一种电动微耕机,该微耕机动力系统为电动机,污染较小,可以实现两档换挡,具有转向离合器,可以实现在狭小环境下轻松转向。

西南地区微耕机面临的三大新挑战及对策探讨

微耕机的应用使得我国西南丘陵山区近10年多来耕作机械化程度大幅攀升。然而,目前微耕机正面临着振动强烈、利用率低及长期使用土壤容易板结等严峻问题,这实际上也是该地区耕作机械化面临的挑战。应对这些挑战,应加快研发适宜于丘陵山区农业生产全程机械化的农业机器系统,刻不容缓地进行农业机械化基础设施建设,运用政策措施,支持和鼓励农机专业合作社发展,从而支持和鼓励农业机械共同使用,以提高其利用率、降低其使用成本。同时,应通过技术进步改进现有微耕机结构,以降低其振动对操作者的危害和操作者的劳动强度。

微型旋耕机的设计

耕整地是农作物生产的重要环节,选择、设计合适的农机具进行耕整地作业则是保证作业质量、提高生产率、减少生产成本、增加农民收入的关键。本文根据新疆南疆的实际情况,设计了温室大棚蔬菜种植耕整地工艺的重要机械——微型旋耕机,该机具有碎土性强、耕后地表平整、不缠草等特点,适合大棚蔬菜种植,具有推广价值。

新型环保电动微型旋耕机的设计与研究

针对温室大棚、果园、茶园等设施农业的特点,在传统旋耕机的基础上,以锂电池+直流电机代替汽油机驱动,增设变速箱、差速装置、离合器等机构,优化旋耕刀具排列,组成新型环保电动微型旋耕机。旋耕机电机功率1.5kW,耕幅0.48m,旋耕速度60~360r/min,旋耕深度0~12cm,旋耕前进速度0.2~0.6m/s,一档一次充电可满载连续工作6h,耕地0.173hm^2;二档一次充电可满载连续工作1.5h,耕地0.156hm2。该旋耕机具有节能环保、方便灵活、噪声低、旋耕效率高、安全可靠、成本低等优点,显著降低了农耕工作强度和操作难度,应用前景广阔。

一种智能微耕机的研发

针对原有的人力操控微耕机,设计一款基于视觉检测的智能微耕机,微耕机控制系统采用OPENM检测传感器模块、左右转向控制装置、射频信号收发装置、电子罗盘等部分。经过实地性能试验表明:摄像头与水平面角度为-45°,测量识别到田埂距离平均值为0.716 m。摄像头与水平面角度为-30°,测量识别到田埂距离平均值为1.1 m;电子罗盘偏移60°时对微耕机直线偏移为10 m直线偏移10 cm;微耕机松土行间隔为70 cm,松土深度为6 cm,可实现松土的全部动作,能够满足农耕的工作要求。

微耕机耕深显示系统设计

耕作深度的稳定性在农业生产起重要的作用。为微耕机耕作深度稳定的问题,设计了微耕机的耕深显示系统,可实时显示耕作深度的值,为操作者提供参考。该系统主要由探测器、控制器和显示界面组成,通过耕深显示系统显示深度的稳定系数的变化。其田间测试稳定系数可从11.6%下降到5.8%,证明了耕深显示系统对未来微型耕耘设计的重要意义。

电动微耕机振动特性分析与减振研究

为了推进电动微耕机在丘陵山区的应用,需要解决耕深大于10 cm的锂电池组电动微耕机振动的定量化研究问题.采用对整机动力学模型进行简化,建立整机振动数学模型和构建基于Matlab/Simulink整机振动模型仿真的方法;利用田间试验对比验证模型精确度,得到了电动微耕机扶手架、支撑架平板在快挡工况下竖直方向振动加速度均方根值对比数据误差为9.06%和19.50%,仿真与试验的扶手架振动加速度均方根值均大于人手适宜的10 m/s 2.利用Ansys软件进行有限元分析,对支撑架和扶手架采取不同方案的结构优化并进行优化后的仿真分析,结果显示支撑架质量相对减少了1.43 kg,扶手架质量相对增加了1.25 kg.利用仿真结果加工出优化后的支撑架与扶手架并进行优化后试验,与未优化试验结果相比,传递到人手处的振动加速度均方根值降低了24.5%.

微耕机非作业状态的振动测试及分析

采用QLVC-ZSA1振动信号分析仪及压电式加速度传感器,分别测试微耕机在非作业状态下发动机处于典型工况时微耕机发动机壳体、扶手的振动信号,并对其进行时域和频域分析,得到微耕机在非作业状态各种工况下振动信号的特征值及频谱图。分析结果表明：在发动机转速由小变大的过程中,微耕机扶手的振动频率加大,但在怠速时的振动均方根值最大,发动机壳体的振动频率加大,振动加速度值变大且其均方根值的最大值是最小值的1.8倍,引起发动机振动的频率范围在26~131Hz的低频段之间,在怠速工况下扶手处的振动已变为高频振动。

电动微耕机锂电池组风冷散热仿真分析

为了推广电动微耕机在丘陵山区的应用,对一款耕深大于10cm的电动微耕机电池组进行了散热管理研究。利用ANSYS对电池组温度场进行仿真,结果显示:在25℃的环境下,电动微耕机持续工作时,电池组最高温度为48.065℃,最大温差6.201℃,均超出电池组最佳工作温度范围。为此,提出了一种电池组强制风冷的散热方案,并针对入口风速、电池间距、排列方式和出入风口垂直距离进行单因素分析。仿真结果表明:对散热效果影响显著的因素为入口风速与电池间距。根据仿真数据,进一步研究电池间距及入口风速与温差之间的关系,得到了两者在满足散热要求时的取值区间。

电动微耕机数据采集与动力控制系统设计

设计一种以单片机STC89C52RC为核心的电动微耕机数据采集与动力控制系统,其通过控制PWM占空比来调节电机转速,通过电流传感器检测实时电流信号、电压传感器检测实时电压信号、电机控制器输出实时转速信号、LCD液晶显示和存储模块为一体的电动微耕机数据采集与动力控制系统,达到提高电动微耕机作业质量,减少能耗,降低工作成本等目的。试验结果表明:该电动微耕机数据采集与动力控制系统,可在一定的范围内进行速度的平滑调节,并在负载发生变化的情况下保持转速基本不变,具有良好的稳态、动态性能,并且该系统能够实时显示、记录电动微耕机作业时的各项指标变化情况,以此可对电动微耕机动力系统进行优化匹配,使其满足其动力性及经济性的需求。

微耕机振动研究现状综述

微耕机是典型的小型智能农业装备,在低能耗绿色农业发展中占有重要地位。微耕机在工作过程中存在严重的振动,会损害操作者的身体健康,影响微耕机的可靠性和稳定性。课题组对微耕机的振动原因进行研究,提出了可靠的振动抑制措施是改进微耕机性能的关键。课题组从微耕机激振力、振动模型的发展和振动抑制手段的发展三个方面总结了微耕机振动研究的现状,提出了微耕机振动研究的发展方向。

一种恒转速控制电动微耕机电路的设计

设计了一种恒转速控制电动微耕机电路,以单片机为核心,通过控制PWM占空比来调节电机的转速,使其承担负荷后转速的跌落程度较小,从而达到提高电动微耕机作业质量,减少能耗,降低工作成本等目的。试验结果表明:该恒转速控制的电动微耕机在工作时可在一定范围内进行速度的平滑调节,并在负载发生变化的情况下保持转速基本不变,并且具有良好的稳态、动态性能。

微耕机在福州市旱地耕作的应用与推广

介绍微耕机在福州市旱地耕作的应用现状,用“农业机械作业经济效果的评价方法”分析其耕作经济效果和发展前景,并就当前微耕机推广应用中存在的问题提出对策建议。