Human-centered design of Stubble-Mulch Rotocultivator for Boat Tractor

With the development of mechanization popularity in rural area, agricultural machinery product not only needs to meet the production goals, and also requires the simple operation and human-centered. Human-centered design is always, on the basis of the user＇ s requirement and usage, to think over the issues by regarding operator as the center, and to design the products by emphasizing the ease of use and understandability during design and manufacture. In this study, Stubble-Mulch Rotocultivator for Boat Tractor （SMRBT） is chosen as the design object. The coordination approach of the user, machine and environment is discussed by deeply investigating their relationship, which is an empirical study of the human-centered technology of agricultural machinery.

绿色加工技术在农业机械制造中的应用

随着现代化农业的快速发展,农业机械需求量日益增加。在国家“节能减排”“碳中和”“碳达峰”的政策要求下,绿色加工技术是现代化农业机械生产发展的新方向。该文通过介绍绿色加工技术的概念和意义,说明农业机械制造中利用绿色加工技术的作用,从原料、加工方式、切削技术等角度出发,阐述绿色加工技术在农业机械制造中的具体应用,并进行展望,为绿色加工技术在农业机械制造的发展提供一定的思路。

超大颗粒肥水田气力深施加速器设计及参数优化

为解决水稻撒施追肥存在的肥料流失、利用率低及机械深施肥工作部件易堵塞、伤根等问题,该研究设计了一种用于水田深施追肥机的超大颗粒肥气力式加速器。该加速器利用双螺旋高压气流,在其与肥料上端构成的近封闭空间内加速超大颗粒肥,实现其高速射入泥壤,并可避免肥料颗粒与管壁碰撞;出口设置渐扩管扩散气流,可减轻对泥壤的冲击,提高施肥位置的稳定性。根据超大颗粒肥参数与加速器功能要求,确定了加速器的结构参数,并根据肥料入泥深度所需的射出速度,分析确定了加速器的工作参数。在此基础上,基于Fluent软件的六自由度重叠动网格建立了加速器仿真模型,以进口气流速度、螺旋角和加速管直径为试验因素,进行单因素仿真试验与三因素三水平Box Behnken组合仿真试验,研究各因素对肥料射出速度与气流扩散率的影响。多因素试验分析及响应面分析结果表明,加速器的最佳工作参数为进口气流速度47 m/s、加速管直径21 mm、螺旋进气口螺旋角43°。在此条件下进行台架验证试验,得到肥料射出速度均值为12.61 m/s,出口气流扩散率均值为85.5%,肥料入泥平均深度为4.7 cm,达到了水稻追肥要求。该研究可为超大颗粒肥水田气力深施追肥机设计提供参考。

数控技术在农机零部件加工中的优化及应用

随着农业机械加工及制造行业的快速发展,为了满足农业机械多样化设计要求,数控节能加工技术通过精密的计算机控制,能够实现对农机零部件加工过程中各个参数的准确控制。针对传统农机零部件加工过程能耗大及难以控制的问题,基于带精英策略的非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ对加工工艺参数进行多目标优化,并进行实验对比分析。研究结果对于提高农机零部件加工精度、降低能耗、减少加工时间等提供技术参考与借鉴。

数字经济背景下农机制造业数字化转型研究

数字化转型是农机制造业实现高质量发展,推进农业强国建设的战略举措。基于农机制造业数字化转型的概况,选取业内领军企业为案例分析对象,综合转型路径、转型绩效两个视角,系统剖析数字经济背景下农机制造业数字化转型的科学思路,为农机制造企业加快实施数字化转型战略提供有益的借鉴。

基于云模型的核心竞争力影响因素分析及评估

为寻找合适的影响因素,提升企业核心竞争力水平,提出基于可拓共轭对分析和云模型的核心竞争力影响因素分析方法。通过对典型农机制造企业分析,运用可拓共轭对分析理论,建立企业内部业务流程和供应链两个角度的虚实、软硬共轭对模型,寻找所有影响因素集合。在此基础上构建基于相对偏好关系的云模型,处理评价信息的不确定性和模糊性,计算核心竞争力初始重要度。引入自相关矩阵进行修正并判断各相关因素的重要度,确定关键核心影响因素。最后通过实例分析验证所提模型的科学性和可行性,帮助企业寻找核心竞争力提升方向。

基于自动导航技术的农机化适配与功能设计

智慧农业是现代农业发展的主流趋势,随着农业机械广泛普及应用,农机产品在技术升级的同时进一步向自动化和智能化转型,自动导航技术作为农机自动作业的关键技术,成为近年来研究与应用的重点。为进一步提升自动导航技术在农业机械中的应用质量,从自动导航技术在农业生产的应用情况展开分析,说明了自动导航技术的应用价值,并从农机产品需求和农业生产实际角度,分析了农机自动导航技术的适配趋势,针对农机导航展开功能设计,以期对优化导航技术在农机体系的应用起到促进作用。

“机械制造技术基础”进程式智慧课堂教学质量评价体系设计研究

工程认证要求评价体系能够准确、全面地评估学生的综合素质和能力,反映学生在各个方面的学习成果和发展情况。进程式智慧课堂评价体系可以提供客观的评价标准,支持学生实践能力培养并提供个性化评价和指导。从深度学习的视角分析了“机械制造技术基础”智慧课堂教学的特点。在此基础上,构建了“机械制造技术基础”智慧课堂教学评价维度,并设计了相应的质量评价指标体系,为推进“机械制造技术基础”智慧课堂教学提供参考。

黑龙江省农机制造业高质量发展问题与建议

本研究通过调研黑龙江省农机制造业整体状况,分析找出存在的主要问题。针对存在的问题,结合实际,从加快推进产业结构调整、加快自主创新支持力度和完善产学研合作与人才培养机制等方面提出对策及建议,为促进黑龙江省农机制造业可持续高质量发展提供决策参考。

基于机器视觉的菠萝自动去眼方法与试验

菠萝加工过程中的去眼作业目前主要依赖人工手动操作,劳动成本高且作业效率低。为实现自动化菠萝去眼作业,该研究运用YOLOv5目标检测算法对菠萝眼进行快速识别,将所有角度相差90o的两张图片作为一组进行立体匹配分析以获取菠萝眼的三维位置信息。通过旋转菠萝和轴向移动去眼刀具将专用去眼刀具依次对准每一个菠萝眼并快速去除。试验结果表明:YOLOv5目标检测算法对菠萝眼识别效果良好,验证集的准确率、召回率和平均精度均值均高于96%;菠萝眼实际中心与探针刺入位置的平均误差为1.01 mm,最大误差为2.17 mm,均方根误差为1.09 mm;菠萝眼的完全去除率为89.5%、不完全去除率为6.2%,漏检率为4.3%,单个菠萝去眼时间为110.9 s,基本满足自动化去眼作业需要。研究结果可为菠萝自动去眼机研发提供技术参考。

4BL-1型白萝卜联合收获机缨叶聚拢装置优化与试验

为解决白萝卜机收过程中因缨叶聚拢不全导致损失率与损伤率高、切头合格率低等问题,该研究依据白萝卜缨叶物理力学特性,设计了一种白萝卜缨叶聚拢装置,以实现白萝卜缨叶从田间自然“半散开”状态聚拢成束,利于后续拔取作业。构建白萝卜缨叶聚拢装置运动学模型,确定“拢缨速比”的取值范围;构建装置结构参数和前进速度、拢缨速比及作业姿态等运动参数及拢叶机构倾角对缨叶聚拢性能影响的数学模型,并求解出各因素优选区间。以缨叶聚拢成功率、缨叶破损率为评价指标,开展三因素三水平正交组合试验,依据响应面法分析各因素对二者的影响效应,并对模型进行优化。试验结果表明:缨叶聚拢成功率影响显著性顺序为前进速度、拢缨速比、拢叶机构倾角;缨叶破损率影响显著性顺序为拢缨速比、拢叶机构倾角、前进速度;最优参数组合为:前进速度0.4 m/s、拢缨速比3.9、拢叶机构倾角86.3°。在最优参数组合下开展台架试验验证,结果表明:缨叶聚拢成功率、缨叶破损率分别为92.04%、8.81%,满足拔取式白萝卜联合收获机缨叶聚拢需求。研究结果可为白萝卜收获机械的设计提供参考。

四川省农业机械化发展现状及建议

四川是全国重要的粮食主产区,受地形条件、种植制度与经营方式等因素制约,农业机械化发展进程缓慢,农业机械化率一直位于全国倒数。通过走访调研和查阅相关统计资料,梳理四川省主要农作物生产现状,从农机化率、农机保有量、农机制造企业、农机科研、农机社会化服务五个方面整理四川省农业机械化发展现状,分析发现四川省农业机械化仍存在农机装备供给结构不合理、农机社会化服务体系不完善、农机区域化发展不平衡的问题,建议进一步加强薄弱环节农机化装备研发,提升丘陵山区适用农机支持力度、着力培育壮大新型农业经营主体、加强农业机械化生产条件建设。

曲柄-滑道-弹齿滚筒式花生捡拾机构设计与参数优化

为进一步解决花生捡拾过程植株漏捡、掉果损失等问题,该研究在分析捡拾过程中曲柄-滑道式弹齿滚筒捡拾机构弹齿摆动、花生植株运动规律基础上,建立凸轮理论滑道,运用目标函数法对机构进行了优化设计。以弹齿在地面铲拾距离最大和护板半径最小为目标函数,采用非支配排序遗传算法对捡拾机构参数中的弹齿铲拾段初始安装角、弹齿捡拾长度、曲柄夹角、滚筒半径、上护板倾角、弹齿长度进行了优化求解。利用ADAMS软件建立了机构模型并进行了仿真分析,获得弹齿摆角和齿端运动轨迹仿真曲线,验证了机构参数的正确性和可行性。通过对比仿真分析,较优化前弹齿捡拾长度增大至135 mm、护板直径减小至159 mm,铲拾面积增加近30%。制作样机并进行田间试验,获得捡拾装置最优工作参数为:前进速度为48.0 m/min,转速为45 r/min,弹齿入土深度为17 mm。在花生植株含水率15%~17%的两段收获条件下,花生植株捡拾率为99.1%,掉果损失率为1.85%。研究结果可为两段式花生捡拾收获机捡拾装置的研究提供参考。

一种两级螺旋精准变量自动对靶遥控施肥装置的研究与试验

针对目前螺旋施肥装置在果园施肥过程中排肥脉动较大导致排肥均匀性差和排肥稳定性低等问题,研制了一种两级螺旋施肥装置.采用EDEM仿真软件进行了侧面排肥口开口角度的优化,研究了该施肥装置上下两级螺杆不同转速比对排肥均匀性和稳定性的影响;室内台架试验标定了复合肥、尿素、有机肥的单圈排肥量,并建立了排肥控制模型;设计了以STM32F103RCT6单片机为核心的精准变量自动对靶遥控施肥控制系统;通过室外大棚果园试验检验了该装置的对靶精度与排肥性能.仿真结果表明:排肥口开口角度和上下两级螺杆不同转速比会影响该施肥装置的排肥均匀性和稳定性,且最佳开口角度为50°,最佳转速比为1∶1.5,其排肥均匀性变异系数的均值为7.35%,肥料填充系数方差为0.009.室内台架试验结果表明:当电机转速在120 r/min内时,3种肥料实际单圈排肥量与理论单圈排肥量相对误差最大为3.37%,单圈排肥稳定性变异系数最大为2.83%,该装置排肥准确且单圈排肥量稳定.室外大棚果园试验结果表明:单棵柑橘树实际排肥量与给定排肥量相对误差最大为4.35%;自动对靶起点误差最大为0.17 m,终点误差最大为0.08 m,且肥料掉落位置均在柑橘树冠层直径内;排肥稳定性变异系数最大为7.22%;3种肥料中排肥均匀性变异系数最大为6.41%.该装置有效减小了排肥脉动,提高了排肥性能,且对靶误差小,满足果园精准变量自动对靶遥控施肥要求.该研究以期为两级螺旋施肥装置排肥脉动问题的优化提供理论依据,并为精准变量施肥提供技术参考.

基于教育学信息系统的农机数字化设计

首先,介绍了教育学信息系统和数字化设计技术,在教育学信息系统分层设计启发下,结合数字化设计技术实现了农机数字化设计;然后,介绍了精量排种器组成及其原理,并利用数字化技术实现了小麦精量排种器的数字化设计。从最后设计的小麦精量排种器样图来看:系统能够快速设计农机模块,大幅缩短了产品设计周期,减少了产品反复修改次数,对现代农机设计具有重大意义。

数字化技术在农业机械设计及制造中的应用

数字化技术是指利用计算机和信息技术进行数据处理、分析和管理,以提高效率、精度和决策能力的技术手段,可以极大地提高机械设计和制造效率、精度。该文概述了目前应用较为广泛的3种数字化技术,即分析计算机辅助设计(CAD)、虚拟现实(VR)技术和制造执行系统(MES)技术在农业机械三维建模、仿真、预测性维护及实时监控生产过程中的应用原理及优势,优化生产计划,及时发现和解决生产中的问题,保证生产过程的高效和质量的一致性。数字化技术的应用,大大提升了农业机械设计和制造的水平,为农业机械的智能化、精细化发展奠定了坚实的基础。

现代机械加工技术在农业机械制造中的应用

现代机械加工技术对于提高农业机械制造生产效率、降低成本、改善产品性能具有重要意义,是促进农业现代化和可持续发展的重要技术保障。该文选取精密加工技术、纳米加工技术和激光精密加工技术为代表,分析不同现代机械加工技术在农业机械制造中的应用原理、技术特征及发展优势。未来应该逐步降低现代机械加工技术的成本、提高其适用性,同时加强与农业机械制造相关的创新研究,持续关注可持续性和环保性,推动农业机械制造向更加智能化和绿色化的方向发展。

农业机械设计过程中现代设计方法分析

随着农业机械的快速发展,传统农业机械设计、制作方法难以满足大批量、高精度及特殊要求的农业机械设计。该文通过分析传统方法的局限性,以薯类收获机的设计、制作与样机检验为主,利用传统设计方法与现代设计方法进行过程设计,分析两种方法在设计过程中的效率、精度和决策能力上的特点与差异。结果表明,现代设计方法在提高设计效率、精度和决策能力方面具有显著优势,设计周期大幅缩短,设计精度显著提升,以及在决策过程中能够更快速有效地进行迭代和优化。此外,现代设计方法还降低了成本,提升了薯类收获机的性能和可靠性。综上所述,现代设计方法不仅能够优化设计流程,还能为农业机械制造业带来更高的经济效益和可持续发展前景。

基于混流生产的农机制造物料配送期量优化研究

针对传统物料配送方式难以满足农机制造混流生产的问题,提出多品种小批量的物料配送期量优化方法,解决农机制造商仓储中心向线边配送物料过程中存在的配送总成本高、线边库存大、配送不及时等问题。以配送总成本、AGV配送小车装载空置率为优化目标,构建了多目标、多频次、小批量物料配送期量优化模型。根据模型决策变量的特征,设计了改进种群初始化生成方法和改进收敛因子的多目标灰狼优化算法,提高了算法寻优和收敛能力。实例验证了模型和算法的可行性和有效性。研究结果表明:较优化前,总配送成本减少21.3%,平均配送间隔期缩短23.4%,减少了库存积压和浪费,实现了多品种物料配送期量优化,有效降低了配送总成本。

农业机械产品绿色制造技术的运用探析

在当前可持续发展理念的作用下,绿色制造技术在农业机械工程中得到运用和推广,有效保护了环境,提高了企业生产效率,带动了经济社会的快速发展。在对绿色制造技术的理论和内涵进行阐述的前提下,分析了绿色制造技术在农业机械工程中的含义与实际应用,探索了农业机械工程绿色制造技术未来的发展方向,为农业机械企业的发展提供参考。