半喂入花生联合收获夹持输送装置的设计与研究

半喂入式联合收获是目前花生收获的主要方式之一,其夹持输送装置作为半喂入花生联合收获机关键部件,对整机作业性能影响尤为重要。针对花生联合收获机夹持输送装置作业稳定性差、花生植株输送归集拥堵等问题,设计了一款半喂入花生联合收获夹持输送装置。该装置采用“挖拔组合”作业方式,结合花生的种植农艺和实际作业速度,完成花生植株夹持输送作业。通过对夹持输送作业进行运动学和仿真分析,确定影响夹持输送装置的影响因素,并通过单因素试验得到其取值范围:夹持输送速度为0.8~1.1 m/s,夹持装置倾角为25~35°,夹持高度为150~200 mm。研究结果为半喂入花生联合收获夹持输送装置的设计提供了理论依据。

花生苗期干旱和氮素胁迫与叶面积的相关性分析研究

水分和氮素的供应量对花生苗期生长具有显著影响,花生叶片面积能够较为直接地反映花生生长情况。研究一种能够替代人工观察和手动测量的叶面积计算方法,对于高效获取花生生长情况、探究不同水分和氮素施用量下花生生长情况具有重要意义。对不同水氮施用量下花生苗期叶片的生长情况进行分析,确定花生苗期的最适水氮供给量,在适宜花生生长的环境中进行花生的合理种植。一方面可以科学管理花生生长,充分利用轻度盐碱化土地种植花生,提高花生的种植范围和产量。另一方面能够为花生育种提供高效便捷的生长情况分析方法,进行花生叶片参数的快速获取和生长情况评估。为了探究花生苗期生长对水分和氮素的响应,利用目标分割方法进行花生叶片轮廓的分割和提取,采用OpenCV技术获取花生叶片的面积和RGB特征值,利用回归分析法探究水分和氮素含量与花生苗期叶片参数之间的关系,构建花生叶面积生长监测模型,实现了一种低成本高效率的花生苗期叶片参数获取与分析方法,为花生抗旱性等方面的研究提供重要手段。

气力辅助充种式花生精量排种器设计与试验

针对花生播种向精准、高速方向发展过程中高速作业状态下花生种子充种效果差的问题,设计了一种气力辅助充种式花生精量排种器,重点设计了排种器排种盘结构和气力辅助充种结构。针对颗粒尺寸大、质量大的花生种子,通过对花生种子在排种器中堆积现象与充种时间进行分析,得出花生高速排种充种过程需增强充种性能,从而提高充种效率。通过对花生种子进行充种原理分析,阐明花生种子充种过程中种子与排种器的运动关系与受力关系,分析充种过程影响因素。通过设计带有导种槽的排种盘和带有辅助吹种型孔的辅助充种结构,分析计算排种盘吸种孔、导种槽的关键结构参数以及辅助吹种型孔参数与排列方式。以充种合格率和充种漏充率为指标,进行三因素三水平组合试验,对试验结果进行多元回归分析,以最优目标进行优化,确定排种盘最佳参数组合为排种器吸种负压5.156 kPa、花生高速播种机前进速度8.007 km/h、扰动吹种正压1.149 kPa,此时,花生充种合格率为95.84%、漏充率为4.06%,能够实现花生种子有效充种。

马铃薯全程机械化发展现状及展望

对我国主要农作物的机械化程度进行分析,发现我国马铃薯机械化率最低,全程机械化率仅为50.76%,其中机耕率为81.21%、机播率为29.77%、机收率为31.16%,播种与收获是制约其全程机械化的主要环节。从地域角度分析,西南混作区的四川与贵州机械化播种率更是低于5%,机械化收获率低于15%,是制约马铃薯全程机械化的主要地区。参考马铃薯全程机械化的技术路线及配套机具,进一步地将制约马铃薯全程机械化的因素定位到丘陵山区的马铃薯种植机。推进智能农机的进一步发展,提高马铃薯的综合产值,需要攻克丘陵山区马铃薯种植机的研制难关。

基于EDEM的仿垄型切割装置的仿真优化

针对当前我国甘薯秧蔓机械化收获环节存在收净率低、秧蔓缠绕机具、伤薯率高等问题,严重制约了甘薯全程机械化的推进。为了突破以上难题,通过查阅大量国内外文献以及实地调研,充分了解甘薯在田间的生长形态以及农艺要求,结合甘薯秧蔓收获的切-送-归集理论,结合CAD技术与CAE技术,进行了甘薯秧蔓切割过程中仿垄型拨禾切割装置的运动学和动力学的仿真分析,在机具作业过程中,秧蔓与仿垄型拨禾切割装置相互作用,分析切割甘薯秧蔓的运动过程,探究甘薯秧蔓在整个切送归集收获过程中的运动规律。

小麦小区离心式锥形排种装置设计与仿真分析

目前,我国小麦小区株行播种作业以人工为主,作业效果差,影响小麦小区株行育种试验准确性。因此,为解决我国小麦小区株行播种易混杂,均匀性差等问题,设计一种适用于我国小麦小区株行播种机排种装置。该装置采用离心式锥形体排种器排种,利用电磁阀控制矩形叉带动圆柱套环和存种套筒,促使小麦颗粒沿锥形体倾斜表面下滑并随锥形体圆铜盘转动一圈均匀分散到锥形体圆铜盘的扇形排种口,完成分种作业;分种后的小麦颗粒通过落种管自由落到高速旋转离心分配头上并被均匀甩到离心分种管内落到地面,完成播种作业。为验证锥体分种装置和离心排种装置的最佳参数组合,利用EDEM软件对分种阶段和排种阶段进行离散元仿真。仿真结果表明,本装置设计参数为最优参数组合,确定了所设计分种装置和排种装置的合理性。

小麦小区株行播种机犁铧式开沟器设计与试验

通过研究国内外小麦小区育种开沟器现状,结合小麦株行育种农艺需求和小麦株行播种机的特点,针对小麦小区株行育种播种机开沟器开沟深浅不一致、落种不均匀的问题,利用仿生学原理及逆向工程技术对开沟铲尖进行了设计,并参照犁体曲面设计方法对开沟器分土曲板进行设计。为检验株行播种机犁铧式开沟器设计结构的合理性,对小麦株行播种机进行了田间试验,结果表明四行间播深总体合格率为95%,且落种均匀性变异系数无明显差异,验证了株行播种机的实际作业性能,确定了株行播种机整体结构的可靠性。

育种小区花生摘果装置设计与试验

对摘果装置的总体结构和基本参数进行了设计,分析摘果中花生荚果与摘果钉齿、凹版筛的碰撞过程,优化摘果钉齿的参数、组合式凹版筛的不同形式,进一步用EDEM仿真分析,确定了摘果钉齿的倒圆半径为6 mm和凹版筛的组合型式为右向倾斜横圆钢前后疏密一致凹版筛、包角范围为240°、摘果滚筒的转动方向为正向转动。并进行试验研究,以喂入量、转速、摘果距离为影响因素,分析小区花生摘果装置摘净率和损伤率,并确定青花14的最佳摘果参数组合为喂入量为0.5 kg/s,转速为500 r/min,摘果距离为21 mm。