农用拖拉机智能化技术研究进展与应用

随着农业现代化的不断推进,农用拖拉机的智能化技术成为提高农业生产效率和作业精准度的关键。该文系统综述了农用拖拉机智能化技术的研究进展与应用,基于传感器技术、物联网、大数据分析、自动导航系统及智能控制系统等关键技术的应用现状及发展趋势,分析了智能农用拖拉机在自主导航、精准农业作业、农机协同控制及作业数据实时监控的应用优势,并探讨当前农用拖拉机智能化技术面临的问题,未来应发展更加集成化的智能系统、跨平台互联互通及人工智能技术的深度应用,以期为农机产业智能化升级提供理论和技术参考。

新能源农机装备的发展现状与趋势

党的十九大报告对乡村振兴战略提出要坚持农村优先发展,按照产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕的总要求,加快推进农业农村现代化。新能源农机装备零污染、低噪声,是促进农业绿色发展、节能减排保护生态、建设宜居乡村的重要工具。近年来,农业农村部、工业和信息化部、国家发展改革委等多个部门相继推出政策,加快新能源农机装备的研发推广。国内自主研发的新能源农机产品越来越多,但由于核心技术相对落后、人才储备严重不足等原因,产品整体的市场竞争力较弱。文章通过查阅大量文献,梳理和总结出国内外新能源农机装备在农作物耕、种、管及收4个生产环节应用的现状,并提出各环节新能源农机装备产品与技术的发展趋势。同时,深入剖析我国在发展新能源农机装备过程中存在的问题,进一步提出具体的促进新能源农机装备发展的建议。

基于农田不平度的拖拉机机组输入谱推导与振动仿真

推导了拖拉机为两轴四轮、播种机为单轴两轮的六轮输入谱矩阵,可用于研究牵引式播种作业机组受农田不平度激励所产生振动的频域特性。用Roberson-Wittenburg(R-W)方法建立了牵引机组的22自由度动力学模型,然后根据R-W法建立了机组的动力学普遍方程,在对方程进行运动学和动力学分析的基础上,采用多步Geal-预估-校正法进行了时域求解,采用等效的统计线性化方法进行频域求解,对比分析表明动力学模型正确。

山地履带拖拉机与农具姿态协同控制系统设计与试验

针对山地履带拖拉机(简称山地拖拉机)等高线作业时,车身调平和农具仿形作业不同的姿态调整需求,在建立车身及农具运动学模型的基础之上,构建了整个系统的控制策略,设计了车身与农具姿态协同控制系统,其中,对车身和农具的控制分别采用PID算法和双闭环模糊PID算法。基于Simulink对控制算法进行了仿真分析,结果表明:采用PID算法实现车身调平可以满足其基本调平要求;采用双闭环模糊PID算法实现农具姿态调整的控制效果优于PID算法。最后,进行了机组姿态协同调整的静态试验和动态试验,结果表明,采用所设计的姿态协同控制系统:在坡度±15°的坡地上静态调整时,车身横向倾角最大误差为1.10°,农具横向倾角最大误差为0.46°;在坡度14°~16°的坡地上动态作业时,车身横向倾角最大误差为1.90°,农具横向倾角最大误差为0.93°。该姿态协同控制系统精度和稳定性能够满足丘陵山区坡地等高线作业需求。

山地履带式遥控微耕机控制系统设计

为了满足山地履带式微型耕作拖拉机的作业安全性、便捷性等需要,设计了一套基于AT89S51单片机的遥控系统装置。该控制系统装置包括利用专用的编码及解码芯片对信号进行处理的电路控制子系统及针对山地地形特殊设计的液压控制子系统,共同实现对微耕机基本运动及防侧翻动作的遥控操作。经田间实地作业试验表明,该控制系统能够满足山地微耕机的作业稳定运行需要,具有较强的可靠性和稳定性,并且作业的实时处理能力和抗干扰性较好。

农具质量对拖拉机悬挂农具系统振动特性的影响

为研究不同悬挂农具质量对拖拉机+悬挂农具系统振动特性的影响,该文以常发CF700型拖拉机(常发集团)为研究对象,用仿真和试验相结合的方法,建立了拖拉机+悬挂农具系统振动微分方程和仿真模型,仿真研究了拖拉机悬挂不同质量农具时拖拉机+悬挂农具系统振动特性,得到悬挂农具质量对拖拉机+悬挂农具系统垂向振动固有频率,俯仰振动固有频率,座椅安装处垂向振动加速度,俯仰振动角加速度,前、后轮动载系数的影响规律。研究结果表明,当悬挂农具质量从0增大到1 000 kg时,拖拉机+悬挂农具系统垂向振动固有频率从3.42逐渐减小到2.74 Hz,俯仰振动固有频率从3.07逐渐减小到1.78 Hz;当行驶速度相同时,座椅安装处垂向振动加速度和俯仰振动角加速度随悬挂农具质量的增大而减小,垂向振动加速度从2.73减小到1.02 m/s2,俯仰振动角加速度从2.56减小到0.82 rad/s2;前轮动载系数从0.09增大到0.33,随悬挂农具质量的增大而增大;速度较低时,后轮动载系数从0.06减小到0.03,随农具质量的增大略有减小,速度较高时,后轮动载系数随农具质量的增大逐渐增大,从0.06增大到0.17。该研究为拖拉机减振系统的设计提供了重要参考。

农用汽车与拖拉机微机控制仪表可行性研究

农用汽车与拖拉机仪表用来监测车辆本身以及发动机运转的状况,使驾驶员随时观察与掌握车辆系统的工作状态。为此,分析了农用汽车与拖拉机的传统仪表系统的缺点,指出其发展方向是数字化和微机控制,并提出了农用汽车与拖拉机微机控制式仪表系统的组成;同时,对主要检测系统的电电进行了设计研究。

国外高速拖拉机的发展研究

简述了为适应高速道路运输和田间作业两方面的需要,研制和发展高速拖拉机的必要性;介绍了高速拖拉机悬架系统的配置、传动系统的改进、制动系统的强化以及目前所面临的问题等;最后就国产拖拉机运输速度的适当提高提出了一些可行性的建议。

农用拖拉机渐开线直齿圆柱齿轮工程仿生研究

在Pro/e中建立农用拖拉机渐开线直齿圆柱齿轮的轮齿模型,以工程仿生学和有限元理论为基础,运用MSC.Nastran对普通齿轮和仿生表面形态齿轮进行了瞬态频率响应分析。有限元模拟结果表明:在相同的内部激励作用下,普通齿轮和仿生表面形态齿轮的响应情况不同,仿生表面形态齿轮的形变量更小,从而有效地改善了齿轮的动力学特性,提高了齿轮的可靠性。

轮式拖拉机悬挂农具机组动态纵向稳定性研究

为降低轮式拖拉机及其悬挂农具机组在丘陵山地作业时发生翻倾和滑移事故的可能性,对机组动态纵向稳定性进行了研究。首先,基于理论力学分析了机组在匀速上坡、匀速下坡和加速上坡3种不同工况下的动态纵向稳定性,建立了表征机组动态纵向稳定性的翻倾角和滑移角数学模型;然后,通过SolidWorks建立机组的三维实体模型,导入ADAMS中进行相关参数设置和数据处理后得到了机组虚拟样机模型;最后,基于虚拟样机技术进行了机组纵向动态稳定性仿真分析。结果表明:在匀速上、下坡时,机组的极限翻倾角仅与重心位置有关,滑移角取决于路面附着系数以及前后轮轴距;在加速上坡时,机组极限翻倾角与机组重心位置、加速度大小和引力有关,为机组结构参数的合理配置及安全使用提供了参考依据。

论拖拉机挂车与农用运输车制动系统

论述了我国拖拉机挂车机组和农用运输车所配备的制动系统的现状,拖拉机挂车机组和农用运输车的制动系统直接影响其行车安全,经过长期研究和实践证明,得到最佳方案是:小功率轮式拖拉机挂车机组配备动力气压制动系统;大中功率的轮式拖拉机挂车机组配备动力气压或动力液压制动系统;手扶拖拉机挂车机组配备人力液压制动系统;农用运输车配备人力液压制动系统。

悬挂农具对拖拉机转向乘坐舒适性的影响

以某型拖拉机和深松机为研究对象,在UG中建立拖拉机和农具的三维模型并导入ADAMS中,建立人-机-路面的虚拟样机模型,对农具质量和悬挂位置在拖拉机转向过程中驾驶员乘坐舒适性的影响进行了研究。结果表明:在拖拉机空载和悬挂农具质量为300 kg、600 kg和900 kg的情况下,拖拉机驾驶员的联合加权加速度均方根值为0.434、0.474、0.566和0.629 m·s^(-2);在拖拉机悬挂农具内提升臂和水平方向夹角从20°提升到45°、70°的情况下,拖拉机驾驶员的联合加权加速度均方根值为0.710、0.629和0.558 m·s^(-2),悬挂农具的质量越大,农具的悬挂角度越小,驾驶员的联合加权加速度均方根值越大,驾驶员越不舒服。该研究为后期的拖拉机的减振设计提供了重要参考。

多年固定道保护性耕作对土壤有机碳和小麦产量的影响

为了研究固定道保护性耕作对土壤有机碳和小麦产量的影响,通过自2005年开始在河西绿洲灌区设置的田间定位试验,以传统平作(CT)为对照,分析了垄作固定道(PRB)和平作固定道(ZT)2种保护性耕作方式下土壤总有机碳(TOC)、土壤微生物量碳(SMBC)和小麦产量的变化及其相关性。结果表明,不同耕作方式下TOC和SMBC含量均表现为PRB>ZT>CT,且PRB、ZT与CT的差异达到显著水平,TOC和SMBC的土壤剖面垂直分布特征相似,耕层土壤TOC和SMBC差异显著,随着土壤深度增加,各处理之间差异逐渐减小;PRB处理小麦产量是CT处理的1.14倍,ZT处理小麦产量是CT处理的1.11倍,PRB处理比ZT处理小麦产量高219kg·hm-2;TOC和SMBC之间及其与小麦产量之间存在极显著相关性。本研究结果说明,在河西绿洲灌区实施垄作固定道保护性耕作措施,有利于提高土壤固碳能力,是持续增加小麦产量的主要耕作方式。

农用拖拉机更新经济性的计算与分析

本文系统地阐述了农用拖拉机更新的经济性计算与分析方法,给出了计算的数学模型。据此计算了黑龙江省国营八五二农场东方红-75拖拉机更新的经济性。

耕读教育与专业知识教育协同的汽车拖拉机学课程教学研究与实践

耕读教育与专业知识教育协同教学是培养涉农高校大学生强农兴农使命和知农爱农情怀的有效途径之一。文章以汽车拖拉机学课程为研究对象,分析了专业知识教育存在的问题和解决思路,论述了耕读教育的目的、育人目标和内涵,探讨了耕读教育在汽车拖拉机学课程教学与建设中的实现路径,提出了耕读教育与专业知识教育协同教学理念,开发了基于耕读教育与专业知识教育协同的汽车拖拉机学课程教学设计方案和教学改革措施,培养了学生的动手能力和解决复杂工程问题的分析能力,提高了课程的教学效果。耕读教育与专业知识教育协同教学,为涉农高校深化专业课程的教育教学改革、拓展人才培养形式提供了一种行之有效的教学方法。

拖拉机快速挂接器设计

传统农机具挂接会因拖拉机与农机具间匹配协调性差而耗时费力,有必要设计开发一种快速挂接装置来提高农机组的挂接效率。在充分收集和分析国内外的拖拉机挂接器的挂接方式和机械结构的基础上,设计一种适用于中小型拖拉机的快速挂接装置,阐述该装置的基本结构和工作原理。将挂接器设计为挂接主机和副机两部分,主机与悬挂装置相连,副机与农机具相连,可适用于不同拖拉机悬挂装置和农机具的几何尺寸。该挂接器采用液压油缸作为动力,由驾驶员一人操纵,可实现主机与副机之间的自动挂接。根据设计方案对挂接装置、导向装置、锁定装置、支撑装置和动力输出装置等关键装置进行结构设计,对挂接器机组性能进行校核分析,最后进行样机的制造以及挂接质量与挂接效率试验。结果表明所设计的快速挂接器挂接时间最快可达15 s,最慢也只有30 s左右,并且只需要一个人操作,相比传统挂接方式,节约一半人力。该快速挂接器挂接可靠,挂接用时短,满足设计要求。

悬挂装置参数对拖拉机振动特性的影响

为研究不同农具位置对悬挂农具拖拉机振动特性的影响,以东方红-LX754拖拉机和淮丰1LS-740深松机为研究对象,采用CATIA软件建立拖拉机和农具简化的几何模型以及MATLAB编写随机路面文件,并基于ADAMS软件修改轮胎参数文本和导入随机路面激励文件,构建深松机-拖拉机-路面系统的虚拟样机。通过仿真研究悬挂装置参数对拖拉机驾驶员垂向振动加速度、座椅安装处俯仰振动角加速度、拖拉机质心垂向振动加速度的影响。结果发现,内提升臂与水平方向的夹角从20°增大到70°时,驾驶员垂直振动加速度峰值从30.09 m/s 2降低到17.61 m/s 2,垂直振动峰值频率从1.36 Hz增大到2.12 Hz,座椅安装处俯仰振动角加速度峰值从11.12 rad/s降低到7.56 rad/s,拖拉机质心垂直振动加速度峰值从42.42 m/s 2降低到29.33 m/s 2。

农用拖拉机电器故障的常用方法

随着农业生产的机械化程度不断提高,拖拉机已经成为广大农村普遍使用的农机。因为农村地区的位置偏僻,一旦拖拉机发生故障,维修较困难。对此,文章从农村拖拉机使用者的角度出发,分析了农用拖拉机电器故障的常用分析与解决方法。

斯大林农业机械化道路探析

斯大林在对苏联农业进行社会主义改造的探索过程中,选择了一条以农业集体化和农业机械化相结合的发展道路。在实践中斯大林通过推广建立机器拖拉机站,把农业引上了以集约耕种和农业机械化为主要生产方式的社会主义农业现代化道路,提高劳动生产率,实现了对小农经济的改造。但是斯大林在具体的改造中使用行政手段将生产经营权与所有权分离,使统一的农业生产过程中出现了两种不同所有制的独立企业,致使两者之间矛盾加大,损害了农民的经济利益,阻碍了农业生产的发展。本文通过对斯大林时期的农业机械化理论和实践的分析,总结其正反两方面的经验教训,为中国农业现代化道路的探索提供借鉴。

大马力机组匹配的研究及发展

对国内外拖拉机机组匹配研究的成果进行了综述,分析了我国拖拉机机组匹配的现状,提出了改善机组匹配现状的建议,预测了大马力拖拉机机组的发展趋势。