从雷沃重工角度看我国农业机械化发展

"雷沃重工自1998年成立以来,已成长为国内最大的农业装备制造企业,是国内唯一可提供现代农业全程机械化解决方案的企业。本文论述了我国农业机械化发展现状、存在问题和面临和挑战;结合雷沃重工的新产品研发、海外资源整合等方面的发展策略,提出了"十三五"期间国家在资金和政策等方面给予行业龙头企业的扶持建议。"

关于新常态下雷沃重工供给侧改革的一点思考与行动

本文对供给侧结构改革进行了进一步解释,对需求侧和供给侧之间的关系进行了说明,重点阐述了雷沃重工开展的供给侧改革行动的思考,对相关活动进行了介绍,希望能给农机行业的相关企业以启示和帮助。

基于新能源微电网的建筑绿色能源管理系统设计

本文结合新能源微电网全方位探讨建筑绿色能源管理系统设计要素,分别探讨了新能源微电网内涵及发展背景、储能技术及功能需求,以某液态奶生产基地项目为例,重点分析了建筑绿色能源管理系统设计对策。希望能够彻底打破传统能源应用结构,为建筑绿色能源管理和建筑节能环保提供重要管理工具。现如今,风力发电、太阳能等新能源已经逐渐成为了驱动社会发展和实现人与自然和谐相处的主要能源。随着新能源革命的深入发展,使得新能源的应用范围逐渐拓展,要进一步提升微电网运行水平和效率,保证新型清洁能源的应用效果。

地铁能源管理系统设计

城市地铁是大容量的公共交通基础设施,是城市引导承载低碳出行的骨干交通方式。地铁站作为大空间、人员密集场所,在能源匹配、能源合理使用过程中面临诸多挑战。文章设计立足轨道交通能源管理需求,建立地铁能耗评价体系,对地铁能源使用进行系统的管理和优化,同时提供对地铁空调系统的优化控制。在满足舒适度的前提下,实现地铁能源管理的安全、舒适、节能、高效。

基于预瞄追踪模型的农机导航路径跟踪控制方法

农机导航系统的上线性能和复杂路面抗干扰能力影响着农田作业的质量和效率,为提高农机导航系统的上线速度、上线稳定性和对复杂路面的适应性,提出了一种预瞄追踪模型的农机导航路径跟踪控制方法。该方法实质是对农机运动学模型方法的改进,针对农机运动学模型小角度线性化算法中近似条件的缺点,采用预瞄追踪辅助直线引导农机快速稳定跟踪规划路径。该文参考农机运动学模型极点最优配置算法证明过程,分3步证明了该控制方法的可行性,并通过仿真和试验验证了该方法的有效性。仿真结果显示在不同的初始位置偏差和航向偏差条件下该方法都可以迅速消除偏差以稳定跟踪规划路径,位置偏差校正曲线平滑且超调量微小,说明预瞄追踪模型方法对提高农机导航系统的上线性能和抗干扰能力是有效的。田间试验结果:在初始航向偏差为0,初始位置偏差分别为0.5、1、1.5 m条件下,上线时间分别为6.8、8.2、9.4 s,上线距离分别为6.73、8.11、9.33 m,超调量分别为5.2、7.0、8.5 cm;颠簸不平旱地路面直线路径跟踪的最大误差不超过4.23 cm,误差绝对值的平均值为1 cm,标准差为1.25 cm。数据表明采用该文提出的控制方法具有良好的上线和直线路径跟踪效果,满足农业机械的导航作业要求。

电动方向盘插秧机转向控制系统设计

电动方向盘作为农机导航系统的转向执行机构在中小型旱地拖拉机上已有应用,但在水田农业机械等转向阻力大的农机上的适应性尚有待研究。该文以井关PZ-60型水稻插秧机为平台,采用电动方向盘作为转向执行机构,对插秧机自动转向控制进行了研究。构建了插秧机转向机构的系统模型,采用系统辨识试验获得了系统模型参数。设计了基于PID的嵌套转向控制算法,采用Simulink仿真模型验证了算法的可行性。分别进行了幅值10°的正弦波、水田小角度转向(直线行驶跟踪)和水田大角度转向(调头)控制性能试验,试验结果表明:插秧机正弦波转向跟踪平均绝对误差为0.301 5°,平均延时0.3 s;在泥底层平坦和不平坦的水田中直线行驶时的转向角跟踪平均绝对误差分别为0.354°和0.663°,平均延迟时间均为0.6 s,角度跟踪偏差最大分别为1.4°和3.6°,深泥脚转向阻力大时有1.4 s的控制滞后;插秧机以28°转向角调头时调节时间为2.5 s,稳态误差为0.6%。研究表明,电动方向盘转向系统具有较好的动态响应和控制稳定性,适用于插秧机作业的自动转向控制,满足插秧机自动导航作业要求。

水稻插秧机自动作业系统设计与试验

为适应现代农机自动作业发展需求,实现插植作业和速度的自动控制,设计了水稻插秧机自动作业系统。以井关PZ-60型水稻插秧机为试验平台,研究了具有CAN(Controller area network)通信接口和手动优先的手自一体插秧机速度与插植机构控制方案,设计了插秧机专家PID速度控制算法和PID插值机构控制算法以及插秧机自动作业联合控制策略。联合导航控制系统分别在水泥路面、泥底层平坦和不平坦的水田进行了速度控制试验,结果表明,速度平均误差分别为3. 25%、5. 40%和8. 01%,速度平均误差不超过10%的概率分别为98. 6%、90. 1%和68. 0%;泥底层平坦水田联合控制试验结果表明,插秧机联合控制与人工操作相当,效果良好。插秧机自动作业系统满足插秧机在无人驾驶时自动作业的需求。

农业机械触土部件优化研究现状与展望

简述了农业机械触土部件的发展及现状,归纳了可提升触土部件减阻降耗、减粘脱附和耐磨延寿等性能的诸多优化设计方法,明确了土壤性状与触土部件结构或材料之间的互作关系,提出触土部件材料的优化制造工艺,分析了仿生等先进设计方法在触土部件上的应用前景,最后总结了触土部件设计、加工等方法对现代农业机械性能的保障性作用,并对未来触土部件的研究趋势和发展方向进行了展望。

玉米钵苗顶出式有序分秧机构的设计与试验

玉米钵苗移栽可以延长作物生育期,大幅度提高粮食单产和品质。为了解决国际移栽装备结构复杂、成本高、效率低,仅适用于经济作物的问题,该文提出了一种结构简单、成本低、效率高的全自动玉米钵苗移栽机核心工作部件——顶出式有序分秧机构。采用连续输送的纵向送秧方式,设计了并排均布按顺序逐次顶出的分秧形式,分别完成同一排秧苗连续有序的快速顶出。提出了机构相关部件的结构设计参数及设计依据,同时利用渐开线反转法设计了关键部件杠杆的轮廓曲线。完成了该机构的虚拟样机运动学与动力学仿真分析与验证。利用顶出式有序分秧机构进行了玉米钵苗的顶出翻转试验,得出当土钵质量为10 g、秧苗高度为160 mm时钵苗转体高度符合机构设计与栽植要求。利用自制的顶出式有序分秧机构试验台,结合高速摄像技术完成了机构顶出均匀性台架性能试验,验证了该机构性能的合理性;对所研制的试验物理样机进行了田间试验,获得了90.4%的移栽成功率,满足旱地栽植标准,也为开发相关作物的顶出式钵苗移栽机奠定了研究基础。

拖拉机自动驾驶转向轮角检测方法

以雷沃M904-D型轮式拖拉机为研究平台,采用WYH-3型无触点角度传感器,研究了轮式拖拉机转向轮角的标定和检测方法。介绍了拖拉机转向轮角度传感器的安装方法;采用带标度的转盘标定了角度传感器与拖拉机转向轮角之间的关系,标定结果表明,两者线性关系显著,相关系数超过0. 99。对轮角测试中存在的误差进行分析,提出基于最小二乘原理的转向轮角零位偏差估计方法,以估计车轮相对零位偏差。路径跟踪试验结果表明,其横向跟踪偏差的绝对值极值为2. 74 cm,偏差绝对值的平均值为0. 49 cm,标准差为0. 58 cm。提出的轮式拖拉机转向轮角测量模型在路径跟踪控制应用中表现出较好的效果,验证了转向轮角测试方案的可行性与准确性。

玉米收获机多棱立辊式摘穗装置设计与试验

针对现有玉米收获机摘穗装置存在籽粒啃伤、啃落导致损失严重等问题,设计了一种结构简单、摘穗效果好、可靠性高的多棱立辊式摘穗装置。研究了立式激振折断的摘穗机理,分析了多棱立辊式摘穗装置主要结构参数的设计方法;通过正交试验确定了影响摘穗质量的主次因素为棱边数、摘穗辊转速和摘穗辊直径;较优组合为:摘穗辊直径为7 cm、棱边数为8、摘穗辊转速为950 r/min,在该条件下本摘穗辊的籽粒破损率为0.13%、落地籽粒损失率为0.28%、茎秆折断率为0.53%,满足国家标准要求。在较优组合条件下进行了调整内角Δ大小的验证试验,通过试验可知调整内角Δ为16°时,即最大调整范围的一半时摘穗质量最好。

立辊式玉米收获机割台间隙夹持输送装置设计与试验

针对立辊式玉米收获机割台夹持输送装置存在夹持均匀性和稳定性差,故障率高等问题,设计了一种结构简单、输送效果好、可靠性高的间隙定位夹持输送装置。提出了玉米植株间隙定位夹持输送方式,分析了间隙夹持定位输送装置主要结构与运动参数的设计方法;通过正交试验确定了影响夹持输送质量的3个主次因素依次为输送轨道间隙、夹持输送链速度和夹持输送链长度;确定A2B3C3为较优组合,即夹持输送链长度为130 cm、输送轨道间隙为3.1 cm、夹持输送链速度为4.5 m/s;在该条件下喂入姿态成功率为92.5%、断茎率为0.25%,输送过程稳定可靠,不存在堵塞问题,满足立辊式玉米收获机的作业要求。

倾斜双圆环型孔圆盘式玉米排种器设计与试验

针对现有气力式排种器作业质量受外界条件影响大以及传统机械式排种器难以满足高速播种要求的问题,设计了一种结构简单、充种效果好、可适应高速作业要求的倾斜圆盘式排种器;以黄淮海地区玉米种子的物料学特性为基础,对该排种器的充种、清种以及主要结构参数的确定方法进行了研究。采用二次正交旋转试验对其排种性能进行了试验,建立了排种器性能指标(合格指数、重播指数和漏播指数)与排种器倾角、型孔数、型孔盘转速的回归方程,确定了各参数对性能指标的影响规律,并进行了优化计算,对优化结果进行了验证试验。最后进行了田间试验,结果表明:在倾角为39°、型孔数为30个、机器前进速度为8.2~11.9 km/h时,排种器合格指数大于90%,重播指数小于3%,漏播指数小于8%,均满足国家相关标准要求。

烟草夹持式智能打顶机设计与试验

针对烟草现有打顶抑牙机难以实现烟花收集的问题,设计了一种夹持式智能打顶机,主要由高地隙作业底盘、夹持式智能打顶装置与收集装置组成。夹持式智能打顶与收集装置主要由烟草高度图像识别控制系统、升降机构、夹持输送机构、切割机构、刀片消毒系统、抑牙剂喷施系统和收集系统组成,可实现烟草高度识别、打顶高度调整、烟花收拢、夹持切割、刀片消毒、抑牙剂喷施与烟花收集等联合作业,具有结构紧凑、功能齐全和智能化程度高的优点。在打顶升降机构中采用配重来平衡打顶机构的质量,降低了起升电动机的驱动力矩,能够节约64%的能源。试验结果显示,该机打顶准确率为95%,收集率达到98%,能够满足使用要求。

智能收获机定位和自适应路径追踪方法

针对智能联合收获机在路径追踪时存在控制延迟而影响路径追踪精度的问题,提出1种基于全球卫星导航系统(GNSS)的智能联合收获机自适应路径追踪方法:建立收获机的运动学模型;并依据GNSS获取当前时刻的位置、航向和速度信息,预估下一时刻的位置信息,自适应校正纯追踪算法的横向误差;然后依据速度、航向误差和校正后的横向误差设计模糊控制器,动态更新前视距离参数,实现纯追踪算法中前视距离的自适应动态调整;最后根据优化后的纯追踪算法计算期望转向角,控制收获机转向,实现路径追踪。实验结果表明,基于GNSS的联合收获机自适应路径追踪方法,能够有效提高收获机路径追踪时的精度,横向误差的标准差低于2.5 cm。

基于全局阈值迭代的苹果图像分割计数方法

针对苹果分拣生产线检测分级过程中面临的多个苹果堆叠而产生的计数精度不高的问题,提出了一种全局阈值迭代算法,在RGB图像空间利用抓取的彩色苹果图像R值矩阵生成灰度图,通过多次迭代计算,提取了各连通域质心的欧式距离特征,并针对堆叠苹果的粘连连通域进行了堆叠质心的剔除,进行了三次迭代计算之后,最终确定了图像中苹果的数量,计数精度达到90%,该研究可为苹果分拣生产线的自动化设计提供技术支持。

多棱立辊式玉米收获机割台FMECA分析

针对目前农业装备故障率高的问题,在分析自主研发的多棱立辊式玉米收获机割台工作原理的基础上,运用FMECA分析方法对多棱立辊式玉米收获机割台的可靠性进行了分析。为此,建立了多棱立辊式玉米收获机割台的分级功能框图,并依据可靠度标准对多棱立辊式玉米收获机割台的零部件进行了定性危害性分析,得出多棱立辊式玉米收获机割台的定性危害性矩阵,最后建立了FMECA分析工作表,为多棱立辊式玉米收获机割台的可靠性分析提供了有益的依据,为复杂农业装备的FMECA可靠性分析提供了参考。

基于负载敏感控制的木墩机粉碎系统研究

木墩机粉碎系统工作时由于负载变化频繁,常会出现液压马达输出动力不足导致粉碎鼓卡死等现象。设计了以负载敏感变量柱塞泵为核心元件的液压粉碎系统。在深入分析木墩机粉碎系统不同工况基础上,在AMESim平台下建立了基于负载敏感控制的木墩机粉碎系统仿真模型,并对其进行了静动态仿真。仿真结果表明:通过调节负载敏感阀和恒压阀的弹簧刚度可以缩短系统响应时间,实现系统优化;负载敏感粉碎系统输入执行元件的流量只与换向阀阀口的开度有关,与外界的压力(负载)大小无关。负载敏感粉碎系统能够实现木墩机节能降耗,提高整机的工作可靠性。

玉米柔性脱粒滚筒仿真分析

脱粒滚筒是玉米籽粒收获机的重要工作部件,影响着籽粒收获的质量。为此,设计玉米柔性脱粒滚筒,并应用NX软件进行三维建模。通过ADAMS和Abaqus分析软件进行脱粒滚筒的动平衡仿真分析、模态分析与静应力仿真分析。动平衡仿真分析结果表明该滚筒动平衡许用不平衡量符合国家相关标准,模态分析表明滚筒受到的激励频率远小于1阶固有频率避免了共振现象,静应力仿真分析表明的应力主要集中在滚筒壳体及与轴头接板连接处,但远小于材料屈服强度。上述仿真分析为后续该型滚筒的结构优化改良提供参考。

我国农业机械自动驾驶系统研究进展

农业机械自动驾驶系统是精准农业的重要支撑技术之一,集成了多种传感器与变量作业装置,助力精准农业生产降成本和增产增收,经济效益和社会效益显著。中国自2001年起对农机自动驾驶系统开展了研究,取得了一系列重大研究成果。国产农机自动驾驶系统自2010年进入市场,在降成本的同时保证了作业性能指标,摆脱了对国外进口产品的依赖。介绍了中国在农机导航定位与环境感知技术、路径跟踪控制技术、电控液压转向技术、高压共轨柴油发动机燃油电喷技术、动力换档技术、电液悬挂控制技术等方面取得的最新进展,这些研究成果为农机自动驾驶系统的研发提供了重要的技术支持。作者还提出,基于ISO11783的总线标准可实现农机自动驾驶系统的有效集成,建议进一步规范ISO11783农业机械自动驾驶系统的应用层通讯协议、线控接口和性能要求。