基于离散元法的外槽轮排肥器排肥性能研究

为提高播种机变量施肥的排肥性能,基于离散元法对外槽轮排肥器的排肥性能进行研究。首先,通过肥料标定试验确定离散元物料仿真参数;然后,基于Isight软件的优化模块设计试验,以外槽轮的工作长度、转速为因素,以排肥均匀性变异系数为响应设计试验,得到排肥器排肥均匀性变异系数的二阶回归方程,根据所得回归方程分析在特定肥量范围内,外槽轮的工作长度及转速组合对施肥稳定性的影响。针对300 kg·hm^(-2)的施肥量,以外槽轮流量方程为约束条件进行寻优求解,得到外槽轮排肥器排肥参数的最佳组合为槽轮工作长度60 mm,转速30 r·min^(-1)。采用最佳排肥参数组合进行排肥仿真试验,得到排肥均匀性变异系数为11.7%,符合施肥要求。研究结果为2BMJ系列免耕精量播种机排肥器工作中的参数调配提供参考。

基于DEM的导种管优化设计方法研究

为提高玉米精量播种机播种均匀性,需要合理的导种管引导种子进入种沟,基于离散元法研究玉米精量播种机导种管的优化设计。以零速投种理论为基础,采用运动学能量守恒方程分析导种管主曲线,得到种子在导种管出口处的水平速度方程;基于Isight软件RSM优化模块设计试验,结合所得导种管出口处水平速度方程,以圆弧段夹角α、直线段与竖直方向夹角β、直线段高度h1、圆弧段半径R为因素,考虑分析出口水平速度及实际农艺种子株距的范围调节,增加排种盘角速度ω为因素,以株距变异系数、出口水平速度为响应设计试验对主曲线参数进行优化求解。在ω为15~45 r/min参数范围下,以出口水平速度小于0.1 m/s,变异系数小于5%进行寻优求解,得到导种管主曲线的最佳参数组合为:α=25°,β=11°,h_(1)=200 mm,R=625 mm。根据所得最佳参数采用CATIA软件建立三维模型并3D打印进行台架试验,台架试验所得种子变异系数为11.58%、合格指数为98.2%、漏播指数为0.83%、重播指数为0.97%,结果表明导种管主曲线优化设计合理。

无人作业农机国产化智能网联终端的研究

随着国内人力资源成本的逐年攀升,各大农机厂商和科研院所纷纷开始投入无人作业农机的研发中,农机无人作业的核心在于对农机作业现场信息的智能化和网联化处理,因此,开发有自主知识产权的国产化智能网联终端对于农机无人作业显得尤为重要。据此,针对农机无人作业的特殊要求,提出了一种能够实现对本地数据和网联数据融合处理的智能网联终端,同时,由于近年来国外日益严重的技术封锁,设计了终端的软硬件国产化方案。

超细晶金属材料的动态力学行为研究现状

超细晶金属材料具有高强度、超塑性等特点,有很大的开发与应用前景,受到了世界各国研究者的高度重视。采用分离式霍普金森压杆试验研究强动载荷下超细晶金属材料的动态力学响应已成为一个重要的研究方向。叙述了超细晶金属材料(黑色金属和有色金属)在动态载荷下的力学响应及相关微观组织演变的研究成果。简述了超细晶金属材料在动态载荷下绝热剪切带的形成机理及其失效分析,并对目前所存在的问题和以后研究方向进行了分析和展望。

深度学习在苹果产业链中的应用与研究进展

我国是苹果生产大国,苹果种植面积广、品种多。将深度学习与机器视觉技术相结合并运用于苹果种植和生产的全产业链中是苹果产业技术升级的重要手段和方向。聚焦苹果产业链中的果树种植、收获采摘和产后检测3个关键阶段,系统性梳理深度学习技术的相关应用与研究进展,其中主要涉及叶部病虫害识别、种植监测、采摘机器人的目标识别和苹果无损分级检测等研究领域,在分析对比不同技术之间的差异与共性的基础上,探讨深度学习在苹果产业链中所面临的困难与挑战。

基于改进粒子群优化神经网络的拖拉机排放方法研究

针对农用拖拉机排放污染严重的问题,特别是限制氮氧化物(NO_(x))和碳烟(Soot)的排放,以中国一拖集团某型号农用柴油机为研究对象,采用系统建模仿真、台架试验验证和仿真分析结合的方法对发动机排放优化进行了研究。首先构建了农用拖拉机燃烧室三维模型并导入CONVERGE进行燃烧排放模拟与仿真,通过对模型缸内压力、热释放率试验值与仿真值的对比,证明该模型具有较高精确度,能够较好地描述发动机内部燃烧排放过程。之后以燃烧室的缩口率、凸台深度、燃烧室深度为输入,以发动机NO_(x)和Soot排放量为输出建立人工神经网络作为代理模型。计算决定系数R^(2)和平均相对误差(MRE)来验证人工神经网络的精确度。然后在此基础上提出一种改进的粒子群优化算法,从而获得燃烧室缩口率、凸台深度、燃烧室深度的最佳参数组合,形成新的燃烧室结构并导入CONVERGE软件中进行排放模拟计算并与原燃烧室的排放量进行对比。结果表明采用新的燃烧室结构后能够降低发动机NO_(x)和Soot排放,可为相关农用拖拉机燃烧室系统设计和开发提供参考和思路。

基于现代工业设计理念的农机装备创新设计方法分析及应用

随着国家乡村振兴战略实施和制造业的快速发展,市场和用户都对农机装备设计提出更高的要求。通过引入现代工业设计理念的创新方法,对满足特色农机装备市场需求和农机装备的创新设计有着重要作用。文章从概念、仿生、绿色和人机四个不同视角来分析和研究农机装备的创新设计方法,并以超级拖拉机Ⅰ号为例论证了现代工业设计理念在农机装备创新设计中的应用。

拖拉机自动驾驶全局路径规划算法研究

拖拉机是农业生产中重要的动力机械,而拖拉机的自动驾驶系统是实现精准农业的重要组成部分。面对我国多变的作业地形,对作业路径及田间掉头转弯路径规划的深入研究显得尤为重要。为了提高农机自动驾驶系统的智能化和精准化,进而提升农机作业的效率,本文研究了一种拖拉机自动驾驶全局路径规划系统,根据输入地块的情况以及农机具参数和作业工艺的要求,输出一种科学合理的自动驾驶全局路径规划算法。

基于产品语义学的无人拖拉机造型设计的研究

农业一直以来都是我国的立足之本,大力推进农业机械化、智能化是农业现代化的必然道路。拖拉机作为农业劳作必不可少的生产机械,其智能化和无人化也是未来发展的必然方向。无人拖拉机取消了传统拖拉机的驾驶室,其造型设计的方法也需要与时俱进,然而国内外对此研究较少,且没有形成相关的理论方法。本研究以产品语义学为理论基础,将无人拖拉机的造型作为研究对象,使产品语义学所蕴含的符号语义融入到无人拖拉机造型设计上。丰富无人拖拉机造型的文化内涵,满足消费者日益增长的精神与审美需求,提高我国拖拉机在国际市场上的竞争力,同时为我国无人驾驶拖拉机造型设计的发展做出前瞻性探索。

民生日用之厨房小工具设计研究

厨房小工具设计源于人们的生活需要,是关注民生的生活化设计。文章对基于民生日用的厨房小工具设计进行研究,从人的操作体验出发,分析小工具的适宜度,包括触觉、视觉、生理及心理舒适度,解决多样化厨房小工具的系列问题。根据每个小工具的结构进行合理整合,从设计的必要性及整合设计理念出发,获取设计定位,推导出厨房小工具设计过程及设计方案,为民生日用设计研究开拓新的领域。

我国农业机械行业发展综述

农业机械是农业生产发展的重要物质基础,我国农业生产已从主要依靠人力畜力转向主要依靠机械动力的新阶段,成为农机制造和使用大国,但还不是农机强国,在很多方面与世界先进水平还有不少差距。介绍了我国农业机械行业的发展成就、存在的问题,从政策扶持、创新机制、示范应用方面提出了发展建议。

基于DEM的强制清种器清种性能研究

为提高精量播种机播种的均匀性,基于离散元法对2BMJ系列播种机的强制清种器进行研究。采用Isight软件的RSM优化模块设计试验,以闭气阀位置与水平方向夹角α、强制清种器斜边与水平方向夹角β为因素,在ω=15~30 r/min参数范围下,以变异系数cv≤15%进行寻优求解,得到最佳参数组合为:α=20°,β=75°。根据结果3D打印进行台架试验,台架试验所得种子变异系数为16.78%、合格指数98.28%、漏播指数0.53%、重播指数1.19%,结果表明了闭气位置及强制清种组合设计的合理性,验证了仿真优化设计的可行性。

基于无框玻璃门的联合收获机驾驶室设计

驾驶室设计的合理性直接影响驾驶员操纵的舒适性、安全性及作业效率。针对现有联合收获机存在的视野不够开阔、密封性差、加工精度低、加工成本高、噪声超标及驾乘人员体验不好等问题,提出一种无框玻璃门的驾驶室结构,通过对驾驶室骨架焊合加工方法、玻璃门布置方式等的改进,设计了一款具有高视野可及性、低成本、高精度等优点的中高端驾驶室。其满足了目前市场上对联合收获机驾驶室密封性、视野及室内环境舒适等方面的迫切需求,为产品获取完美的顾客满意度,树立良好的产品品质口碑奠定基础。

农机市场有望重现产销两旺

2023年农机制造企业、经销商面对阶段性需求低迷,经历了多重不利因素消化、市场逐步回暖的历程。随着行业利好因素的不断累积,市场恢复性反弹式能量集聚,2024年农机市场有望迎来新一轮增长周期。

AGV在农机装配生产中的应用

随着现代制造业智能化、自动化和柔性化的发展,AGV在制造业中的应用得到了迅速发展和普及。AGV不仅能实现搬运工作的自动化,还可以在组装或柔性加工系统中作为移动工作台使用,从而实现灵活、高效、经济的生产。近年来,我国大力推进农业机械化和智能化发展,农机产品的研发和投产速度明显加快,农机行业进入新的发展时期。农机行业的快速发展对农机生产线提出了更高的要求。结合AGV在制造行业中的应用经验和农机装配生产线发展趋势,对AGV在农机装配生产中的应用进行分析。

基于堆积试验的玉米包衣种子离散元参数标定

为获得基于黏结颗粒模型(BPM)玉米包衣种子离散元仿真所需的精确接触参数,基于堆积试验对玉米包衣种子的仿真参数进行标定。对郑单958玉米包衣种子分类筛选后,通过激光扫描仪对轮廓较好的种子进行扫描,得到点云数据,并通过CATIA软件对点云数据进行处理,最终得到玉米种子仿真模型。设计Plackett-Burman试验,通过Isight软件的近似模型与DOE联合模块对试验结果进行分析,筛选出对堆积角影响显著的参数:玉米种子-玉米种子静摩擦系数、法向刚度与切向刚度。基于Isight软件RSM优化模块,根据Box-Behnken试验结果建立堆积角与显著性参数的二阶回归模型,得到参数的最佳组合:玉米种子-玉米种子静摩擦系数0.269、法向刚度2.54×10^(8)N·m^(-3)、切向刚度5.93×10^(8)N·m^(-3)。将标定参数仿真所得堆积角与真实试验值进行对比,二者相对误差为0.98%。上述结果表明,响应面分析可用于标定玉米包衣种子的离散元仿真参数,为玉米气力式排种器的结构设计与参数优化提供参考。

基于VMD的谷物清选筛振动分析与结构优化

针对谷物清选筛运转时转子系统不平衡引起的振动问题,该研究以上筛为鱼鳞筛、下筛为编织筛的曲柄滑块式清选系统为研究对象,测试了其振动特性,并进行结构优化以减小系统的不平衡振动。首先,分析了系统的传动方式与工作原理;其次,使用DH5902动态信号采集仪对系统展开振动测试,采集了驱动机构转子系统轴承座处的振动信号,然后对其进行时、频域分析,计算均方根、功率谱密度来衡量振动强度和主要的频率成分,在此基础上,基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)和模糊熵与峭度构建的综合指标对信号进行特征提取与分析,以综合指标最小的特征分量为原始信号的敏感分量,计算并分析其包络谱,提取系统的不平衡振动;最后,采用惩罚函数法,以配重块质量和安装位置为优化变量构建优化函数对驱动机构进行优化。结果表明,清选筛不平衡振动主要分布在30.13 Hz处,振动强度为0.24~0.29 dB,优化后的配重块质量为3650 g,距离轮盘中心的偏心距为136.7 mm,在30.13 Hz处振动强度为0.11~0.12 dB,最大下降了58.62%。研究结果可为谷物联合收获机的减振分析与结构优化设计提供参考。

无浮标式自动排渣放水器的设计

现有浮标式自动排渣放水器在使用过程中,煤渣含量较高时,自动排渣放水器内部为多相混合介质,影响浮标动作,严重时会使自动排渣放水器失效。针对所存在的问题,设计了一种无浮标式自动排渣放水器。对这一自动排渣放水器的结构和工作原理进行了介绍,对自动排渣放水器状态和移动容器受力进行了分析,并进行了试验验证。

无人驾驶电动拖拉机制动控制系统设计

拖拉机广泛应用在农业生产中,是牵引和驱动农机具不可缺少的动力设备。近年来电动驱动技术不断发展成熟,生活中经常可以见到电动汽车的身影,然而关于无人驾驶电动拖拉机的研究并不多见。介绍了一款无人驾驶电动拖拉机的制动控制系统设计,叙述了制动控制系统的组成,分析了所采用的控制方式的特点,试验验证了制动效果。制动控制系统由硬件和软件组成,采用力控制和区间量控制方法,能够满足拖拉机行车制动和驻车制动要求,可为类似的控制系统设计提供参考。