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中国大田无人农场关键技术研究与建设实践 被引量：9
1
作者 罗锡文 胡炼 +5 位作者 何杰 张智刚 周志艳 张闻宇 廖娟 黄培奎 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-16,共16页
智慧农业是现代农业的发展方向,无人农场是实现智慧农业的重要途径。为了探索和推广无人农场在现代农业中的应用,华南农业大学对大田无人农场的关键技术进行了深入研究,包括无人农场作业环境、作业对象和作业机械装备信息的数字化感知技... 智慧农业是现代农业的发展方向,无人农场是实现智慧农业的重要途径。为了探索和推广无人农场在现代农业中的应用,华南农业大学对大田无人农场的关键技术进行了深入研究,包括无人农场作业环境、作业对象和作业机械装备信息的数字化感知技术;土地整治、耕整、种植、播种、田间管理和收获方案的智能化决策技术;农机自动导航和农机精准作业的精准化作业技术;农作物生长、农机运维和农场经营管理的智慧化管理技术。2020年在广东增城创建全球首个无人农场,实现了五大功能,包括耕种管收生产环节全覆盖,机库田间转移作业全自动,自动避障异况停车保安全,作物生产过程实时全监控,智能决策精准作业全无人。取得了显著的经济、社会和生态效益,2021年广东增城水稻无人农场种植的优质丝苗米十九香产量达到9934.35 kg/hm^(2),比当地的平均产量高32%;2023年湖南益阳千山红镇再生稻无人农场两季产量达到17988 kg/hm^(2),说明了人不下田也能种地,也能种好地。截至2023年11月,在国内15个省启动了30个无人农场的建设,包括水稻、小麦、玉米和花生4种作物,实践结果证明了无人农场和智慧农业发展的巨大潜力,为解决“谁来种地”和“如何种地”提供了重要途径。 展开更多
关键词 智慧农业 无人农场 水稻 智能农机 现代农业
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数控技术在农业机械自动化生产中的应用 被引量：5
2
作者 裴建军 《农机使用与维修》 2024年第3期91-93,共3页
数控技术广泛应用于机械加工和自动化领域,通过计算机控制来实现工作机器的精确运动和操作。随着人口增长和资源有限性的挑战,提高农业生产效率和质量变得尤为重要,数控技术在农业机械自动化生产中发挥着关键作用。该文以农业机械化作... 数控技术广泛应用于机械加工和自动化领域,通过计算机控制来实现工作机器的精确运动和操作。随着人口增长和资源有限性的挑战,提高农业生产效率和质量变得尤为重要,数控技术在农业机械自动化生产中发挥着关键作用。该文以农业机械化作业和精准种植施肥为切入点,系统阐述了数控技术的应用原理,如计算机编程、坐标控制和运动控制等,数控技术通过精确的控制农机的运动和操作,提高了生产效率和一致性。 展开更多
关键词 数控技术 农业机械自动化 精准种植 智能农机 精确农业
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酿酒葡萄生长全过程多任务多农机调度研究 被引量：1
3
作者 李雯 倪锡涛 《农机化研究》 北大核心 2024年第5期262-268,共7页
针对酿酒葡萄生长全过程中存在多任务多农机调度的需求,而传统调度研究很少有针对酿酒葡萄的多农机多任务协同作业研究。为此,结合作业田块相关信息与农机信息,基于车辆路径规划问题(Vehicle Routing Problem,VRP),以成本最优为目标构... 针对酿酒葡萄生长全过程中存在多任务多农机调度的需求,而传统调度研究很少有针对酿酒葡萄的多农机多任务协同作业研究。为此,结合作业田块相关信息与农机信息,基于车辆路径规划问题(Vehicle Routing Problem,VRP),以成本最优为目标构建酿酒葡萄生长全过程多任务多农机调度模型,提出改进自适应遗传算法(Improved Adaptive Genetic Algorithm,IAGA)进行运算求解;结合宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄产区实际作业田块信息与农机信息进行仿真实验,并与传统遗传算法(Genetic Algorithm,GA)进行对比。研究结果表明:相比于GA,IAGA有着较强的收敛性,不易陷入局部最优,在调度结果上,调度总时间上能够缩短2.22%,在农机调度总成本降低2.32%,在酿酒葡萄实际作业中能够极大地节约作业时间并降低作业成本。 展开更多
关键词 农机调度 改进自适应遗传算法 多机协同作业 算法 时间窗
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基于滑模同步控制的履带式作业机全向调平系统研究
4
作者 汪若尘 苏兆睿 +3 位作者 丁仁凯 孙泽宇 蒋俞 郭中阳 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期394-401,共8页
针对现有丘陵山区履带式作业机底盘大坡地作业时易侧翻、安全性差的问题,基于“三层车架”式丘陵山区履带式作业机结构方案,设计了一种互联式全向液压调平系统,提出了基于扰动观测器的滑模同步控制方法,降低了单液压缸位置误差以及双液... 针对现有丘陵山区履带式作业机底盘大坡地作业时易侧翻、安全性差的问题,基于“三层车架”式丘陵山区履带式作业机结构方案,设计了一种互联式全向液压调平系统,提出了基于扰动观测器的滑模同步控制方法,降低了单液压缸位置误差以及双液压缸同步误差。AMEsim-Simulink联合仿真结果表明:基于滑模同步位置控制的履带式作业机全向调平系统优于传统PID控制,全向调平中20°横向调平时间减小1.6 s,25°纵向调平时间减小1.8 s,上升时间平均缩短21.8%,调平时间平均缩短35.5%,同步位置控制误差保持在±6×10^(-4) m内。在此基础上,对3层车架式丘陵山区履带式作业机样机进行了实机测试,其中全向调平机身倾角平均误差为2.55%,液压缸平均同步误差为8.2%,测试结果验证了履带式作业机全向调平系统的可行性与优越性。 展开更多
关键词 丘陵山区 履带式作业机 全向调平 扰动观测器 滑模同步控制 位置控制
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寒地黑土区水稻秸秆还田机设计及最优耕作参数试验
5
作者 葛宜元 孙修涵 +3 位作者 刘恒佳 马浏轩 梁秋艳 杨传华 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第10期1-8,共8页
针对寒地黑土区水稻秸秆还田机消耗功率大、秸秆腐解速度慢的问题,设计具有腐解剂精量喷施功能的秸秆还田机,并探究刀轴扭矩最小时的耕作参数组合。对还田机的自动升降平地装置、菌剂喷洒装置、秸秆量识别系统和还田弯刀进行设计:菌剂... 针对寒地黑土区水稻秸秆还田机消耗功率大、秸秆腐解速度慢的问题,设计具有腐解剂精量喷施功能的秸秆还田机,并探究刀轴扭矩最小时的耕作参数组合。对还田机的自动升降平地装置、菌剂喷洒装置、秸秆量识别系统和还田弯刀进行设计:菌剂喷洒装置采用由PLC驱动的电磁阀控制喷施量;秸秆量识别系统可分别对粉碎堆积秸秆和留茬秸秆进行数量评估并将数据信息传递至菌剂喷洒装置;还田弯刀设计采用Workbench 2022 R1软件进行仿真分析,得到弯刀最佳参数结果:弯刀刃长240 mm、刃宽80 mm、弯折角115°;采用三因素三水平旋转正交试验,建立刀轴扭矩与试验因素的关系。采用Design-Expert软件进行方差分析处理,结果表明,因素对指标影响的顺序关系为:耕深>旋转速度>单位面积秸秆量>耕深的二次项>耕深与旋转速度的交互作用>旋转速度与单位面积秸秆量的交互作用,并得到交互作用的响应曲面图以及最优参数组合为耕深20 cm、旋转速度为240 r/min、单位面积秸秆量为3.5 kg/m^(2)。进行验证性试验,得到扭矩平均值为24.32 N⋅m,与模型预测值的相对误差为0.7%,预测模型可靠,且秸秆翻埋率达96.8%。 展开更多
关键词 寒地黑土区 秸秆还田机 静力学仿真 精量喷药 最优设计
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冷浸田起垄平整装置设计与试验
6
作者 张青松 蔡家顺 +4 位作者 于良航 方震 廖庆喜 边祺旺 陈志凌 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期50-59,共10页
针对冷浸田终年积水、水土温度低及排水不良,需进行垄作栽培水稻的生产要求及目前缺乏相关机具的生产现状,设计了一种适宜于冷浸田作业的起垄平整装置,该装置主要由起垄辊、微垄开沟器及平整部件组成,实现大垄排水、微垄蓄水作业,利于... 针对冷浸田终年积水、水土温度低及排水不良,需进行垄作栽培水稻的生产要求及目前缺乏相关机具的生产现状,设计了一种适宜于冷浸田作业的起垄平整装置,该装置主要由起垄辊、微垄开沟器及平整部件组成,实现大垄排水、微垄蓄水作业,利于冷浸田排水及水稻种子生长发育。根据《冷浸田机械起垄水稻栽培技术规程》,对起垄辊、微垄开沟器及平整部件关键参数进行了设计,确定起垄辊回转半径为560 mm、锥形面倒角为28°,微垄开沟器宽度为50 mm、高度为40 mm及平整部件可调节角度为5°。基于DEM-FEM耦合仿真分析确定了装置较优运行参数,当机具前进速度为0.6 m/s、旋耕刀辊转速为230 r/min、起垄辊转速为120 r/min时,土壤回流率为3.51%,并进行了起垄辊应力应变分析。田间试验结果表明,平均垄沟沟深为160.03 mm、沟顶宽为174.84 mm,平均垄顶宽为1888.89 mm,平均厢面平整度为11.26 mm,平均微垄沟沟宽为60.16 mm、沟深为36.48 mm,各项指标均满足冷浸田机械化起垄作业要求。 展开更多
关键词 冷浸田 种床制备 开沟起垄 仿形平整 DEM-FEM仿真
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图像处理用于设施园艺管理系统的实践分析
7
作者 廖肖依 廖桂平 +1 位作者 肖霖予 罗睿勍 《农机化研究》 北大核心 2024年第1期212-215,共4页
以设施园艺管理系统精准化控制为研究对象,基于图像采集与分析处理技术对作物的生长状态进行感知,获取作物植株的特征参数,作为管理系统精准化控制输入参数。实践表明:采用这种方式能够有效提高作物生长过程的控制精度,提高过程管理的... 以设施园艺管理系统精准化控制为研究对象,基于图像采集与分析处理技术对作物的生长状态进行感知,获取作物植株的特征参数,作为管理系统精准化控制输入参数。实践表明:采用这种方式能够有效提高作物生长过程的控制精度,提高过程管理的精准化控制水平。 展开更多
关键词 设施园艺 图形处理 参数识别 精准管控
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新型旋耕开沟施肥播种机的设计与研究
8
作者 张明伟 刘红艳 《农机化研究》 北大核心 2024年第8期120-124,共5页
针对播种施肥难的问题,结合垄作区作物种植的农艺要求,设计了一款新型旋耕开沟施肥播种机。机具适用于小麦、大豆和玉米垄上栽培技术,可实现精确深施肥、精密播种、开沟、覆土和镇压等作业,为小麦、大豆和玉米的规模化、机械化作业提供... 针对播种施肥难的问题,结合垄作区作物种植的农艺要求,设计了一款新型旋耕开沟施肥播种机。机具适用于小麦、大豆和玉米垄上栽培技术,可实现精确深施肥、精密播种、开沟、覆土和镇压等作业,为小麦、大豆和玉米的规模化、机械化作业提供了一定的技术支撑。试验结果表明:设计的新型旋耕开沟施肥播种机对降低漏播、提高播种深度和植株距离的合格率具有重要意义,大大提高了作业质量和效率。 展开更多
关键词 播种机 旋耕 开沟 施肥 播种深度 植株距离
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基于自适应阈值ORB特征提取的果园双目稠密地图构建
9
作者 薛金林 褚阳阳 +2 位作者 宋悦 温瑜 张田煜 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期42-51,59,共11页
针对果园阴暗光照条件下图像特征点匹配数量少、易丢失以及点云稀疏问题,对ORB-SLAM2算法进行了改进,提出了基于自适应阈值ORB特征点提取的果园双目三维地图稠密建图算法。首先在跟踪线程中提出一种自适应阈值的FAST角点提取方法,通过... 针对果园阴暗光照条件下图像特征点匹配数量少、易丢失以及点云稀疏问题,对ORB-SLAM2算法进行了改进,提出了基于自适应阈值ORB特征点提取的果园双目三维地图稠密建图算法。首先在跟踪线程中提出一种自适应阈值的FAST角点提取方法,通过计算不同光照下图像平均像素求解阈值,对左右目图像提取ORB特征,增加了不同光照条件下的特征点匹配数量;然后根据特征点估计相机位姿完成局部地图跟踪,对跟踪线程产生的关键帧地图点进行BA优化完成局部地图构建。在原有算法基础上添加了基于ZED-stereo型相机双目深度融合的稠密建图模块,对左右目关键帧进行特征匹配获得图像对,利用图像对求解深度信息获取地图点,经过深度优化获取相机位姿,根据相机位姿进行局部点云的构建与拼接,最终对获得的点云地图进行全局BA优化,构建果园三维稠密地图。在KITTI数据集序列上进行测试,本文所改进的ORB-SLAM2算法的绝对轨迹误差更加收敛,轨迹误差标准差在00和07序列分别下降60.5%和62.6%,在其他序列上也有不同程度下降,表明本文算法定位精度较原始算法有所提高。不同光照环境下进行算法性能测试,结果表明本文算法较原始算法能更好地适应不同光照条件,在较强光照、正常光照、偏弱光照和阴雨天气下特征点平均匹配数量增加5.32%、4.53%、8.93%、12.91%。进行果园直线和稠密建图试验,结果表明直线行驶偏航角更加收敛,定位精确度高,关键帧提取数量较原始算法下降2.86%、平均跟踪时间减少39.3%;稠密建图效果好,能够很好地反映机器人位姿和果园真实环境信息,满足果园三维稠密点云地图构建需求,可为果园机器人导航路径规划提供支持。 展开更多
关键词 果园 稠密建图 自适应阈值 特征提取 ORB-SLAM2 双目相机
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基于电子商务环境的农机管理系统设计
10
作者 王弥 《农机化研究》 北大核心 2025年第2期96-100,共5页
介绍了电子商务环境的背景和现状,详细描述了农机管理系统的实际需求和业务流程,并根据系统设计原则设计了系统总体架构,最后从人机管理、作业管理及综合信息等3个方面实现了农机管理系统。系统在测试过程中取得了较好的应用效果,是一... 介绍了电子商务环境的背景和现状,详细描述了农机管理系统的实际需求和业务流程,并根据系统设计原则设计了系统总体架构,最后从人机管理、作业管理及综合信息等3个方面实现了农机管理系统。系统在测试过程中取得了较好的应用效果,是一种具有广泛应用前景的高效农机管理系统。 展开更多
关键词 农机管理系统 电子商务环境 人机管理 作业管理 综合信息
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甘蔗种植机供种与播种系统联调试验研究
11
作者 麻芳兰 李俊辉 +2 位作者 段荣刚 陈彬 陈京盛 《农机化研究》 北大核心 2024年第11期153-161,共9页
为实现甘蔗种植机的供种系统与播种系统的联调工作,设计了一种倒三角状的集蔗箱并优化其参数,使蔗种从供种系统到播种系统过程中不乱序、不卡蔗、不堵塞。通过对蔗种在集蔗箱中的运动分析和EDEM运动仿真,探究了蔗种的运动机理和影响蔗... 为实现甘蔗种植机的供种系统与播种系统的联调工作,设计了一种倒三角状的集蔗箱并优化其参数,使蔗种从供种系统到播种系统过程中不乱序、不卡蔗、不堵塞。通过对蔗种在集蔗箱中的运动分析和EDEM运动仿真,探究了蔗种的运动机理和影响蔗种落种有序的因素。通过单因素试验和正交试验,研究了落种高度、导蔗板倾斜角和集蔗量对蔗种有序率和充种率的影响,结果表明:落种高度和集蔗量对落种有序率有着极显著影响,导蔗板倾角对落种有序率有着显著影响;对蔗种充种率,落种高度有着极显著影响,集蔗量影响显著,导蔗板倾斜角影响不显著。综合考虑后,最佳因素组合为:落种高度为200mm,导蔗板倾斜角为45°,集蔗量为25根。 展开更多
关键词 甘蔗种植机 联调工作 集蔗箱 运动仿真
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酿酒葡萄生长过程喷药机田间作业调度研究
12
作者 李雯 李玉城 周通 《农机化研究》 北大核心 2024年第9期39-45,共7页
酿酒葡萄产区喷药机的田间调度需求较高,而实际作业中喷药机型号不一、药箱容量不一、转弯速度不一,且传统农机调度研究中很少有针对喷药机田间作业调度的研究。为此,基于车辆路径规划问题(Vehicle Routing Problem,VRP),以成本最小为... 酿酒葡萄产区喷药机的田间调度需求较高,而实际作业中喷药机型号不一、药箱容量不一、转弯速度不一,且传统农机调度研究中很少有针对喷药机田间作业调度的研究。为此,基于车辆路径规划问题(Vehicle Routing Problem,VRP),以成本最小为目标构建酿酒葡萄生长过程喷药机田内作业调度模型,提出改进种马遗传算法(Stud Genetic Algorithm,SGA)进行求解。结合宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄产区实际作业田块信息与农机信息进行仿真实验,并与传统遗传算法(Genetic Algorithm,GA)进行对比,结果表明:相比于GA,SGA有着较强的收敛性,不易陷入局部最优;在调度结果上,调度总时间能够缩短3.5%,调度总成本降低6.2%,在实际喷药作业中能在一定程度上节约时间并降低作业成本。 展开更多
关键词 喷药机 改进种马遗传算法 田间作业调度 酿酒葡萄
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农业机械液压缸的结构及机械加工工艺分析
13
作者 谢伟东 张超群 《数字农业与智能农机》 2024年第3期118-121,共4页
在目前的农业生产中,机械化已经成为提高效率和生产力的关键手段。作为核心部件之一的液压缸在农业机械中发挥着不可或缺的作用,它的性能直接影响到整体机械的工作效率和稳定性。因此有对农业机械液压缸的结构和机械加工工艺进行深入分... 在目前的农业生产中,机械化已经成为提高效率和生产力的关键手段。作为核心部件之一的液压缸在农业机械中发挥着不可或缺的作用,它的性能直接影响到整体机械的工作效率和稳定性。因此有对农业机械液压缸的结构和机械加工工艺进行深入分析,这对于提高农业机械的性能和可靠性具有重要意义。为此,通过对液压缸的结构特点和加工工艺的探讨,揭示其在农业机械中的作用和改进方向,以期为农业机械的设计和维护提供理论支持和实践指导。 展开更多
关键词 液压缸 机械加工 结构分析 加工工艺
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农机装备物联网技术研究现状与展望 被引量：7
14
作者 华明圆 宋健 +3 位作者 王晓平 张春凤 李思 翟长远 《江苏农业科学》 北大核心 2024年第1期17-27,共11页
目前,我国农机装备物联网存在高端传感器国产化程度低、无线传输稳定性差、全局化机群调度难的问题。本文从农机作业智能感知技术、农机装备信息传输技术和农机作业数据处理与决策技术等方面对国内外研究现状进行综述,阐述作物信息、环... 目前,我国农机装备物联网存在高端传感器国产化程度低、无线传输稳定性差、全局化机群调度难的问题。本文从农机作业智能感知技术、农机装备信息传输技术和农机作业数据处理与决策技术等方面对国内外研究现状进行综述,阐述作物信息、环境信息、农机作业状态信息和农机识别等智能感知技术的成果,分析车载物联技术和远程物联技术的研究进展,此外还论述了农机作业智能决策技术在农机作业异常检测、作业质量评价和农机调度方面的技术突破以及农机装备远程监管平台的应用现状并分析各环节待解决的问题。在此基础上提出农机装备物联网技术未来的发展方向及应用前景,即农机高端传感器研发、基于5G的新一代移动互联技术研究、基于大数据和机器学习的智能决策技术、多机协同与智慧农场应用。 展开更多
关键词 农机装备 物联网 远程传输 智能感知 智能决策
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液电混动履带底盘电液系统联合仿真与试验 被引量：1
15
作者 韩明兴 徐琨 +2 位作者 廖宜涛 李淼 余锴 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期396-408,418,共14页
针对传统以液压驱动或纯电驱动的履带式农机装备功耗大、系统响应慢、电池续航短、功率扭矩输出不足等问题,本文提出了一种高效液电混动履带式行走底盘,集成了液压驱动和电驱动两套独立动力系统,双液压马达及双伺服电机的四轮驱动结构,... 针对传统以液压驱动或纯电驱动的履带式农机装备功耗大、系统响应慢、电池续航短、功率扭矩输出不足等问题,本文提出了一种高效液电混动履带式行走底盘,集成了液压驱动和电驱动两套独立动力系统,双液压马达及双伺服电机的四轮驱动结构,可实现整机大扭矩输出,利于整机轻量化设计;通过伺服电机速度及力闭环控制,适应匹配底盘外负载的变化,可显著改善闭式液压驱动系统的动态输出特性,提高整机动态控制性能并降低工作能耗。基于AMESim与Matlab建立了电液混动系统的联合仿真模型,对比分析整机在平地直线行驶、山地爬坡、原地转向等不同工况的行驶动态性能,试验结果表明所设计的液电混合驱动履带底盘最大行驶速度可达1.1 m/s,原地转弯时间最快为2.4 s,最小转弯直径为150 cm,可实现丘陵山地复杂地形转弯及调头;履带底盘直线行驶偏移率不大于3.3%;在相同工况下与液压驱动相比,液电混合动模式下整机能耗可减少9.3%,提高了整机工作效率。 展开更多
关键词 履带底盘 液电混动 行驶性能 联合仿真
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农业机械底盘智能化发展现状与展望 被引量：1
16
作者 杨帆 滕利 +3 位作者 孙宜田 孙永佳 蒋振晗 侯加林 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第8期138-147,共10页
农机底盘技术是智能农机装备的关键技术,也是影响农业农村现代化的关键技术。欧美农场化、集约化的种植场景和雄厚的工业基础的先天优势使美西方在智能农机领域领先于我国,我国农机底盘的适应性差、智能化程度不足、舒适性差以及安全系... 农机底盘技术是智能农机装备的关键技术,也是影响农业农村现代化的关键技术。欧美农场化、集约化的种植场景和雄厚的工业基础的先天优势使美西方在智能农机领域领先于我国,我国农机底盘的适应性差、智能化程度不足、舒适性差以及安全系数低。为此,从智能驱动、高适应性行走和自主作业三个方面对未来农业机械底盘智能化发展的方向进行思考和展望。着重归纳液压提升、动力换挡、无级变速、可变轮距、线控转向以及无人驾驶等新技术在农业机械底盘上应用的进展,并结合我国实际应用情况阐述农机底盘各系统相关技术的基本原理与特点,最后根据国内外农机底盘的研究进展和国内外的差距,从强化电液压技术与E-CVT的研发与升级、推动多向行走与线控转向技术的落地、实现智能化控制与无人作业等方面为未来智能农机底盘研究设计以及农业农村现代化发展提供参考。 展开更多
关键词 农业机械 底盘 智能化 自动驾驶
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农业机械液压系统常见故障及维护措施 被引量：3
17
作者 谈鑫 王力 杨亚飞 《农机使用与维修》 2024年第1期81-83,共3页
液压系统是农业机械中的重要组成部分,是农业机械正常运行的根本保障,但其长时间在恶劣的环境下工作以及维护不当,导致其故障率相对较高。该文主要围绕农业机械液压系统常见故障及维护措施进行探讨。对农业机械液压系统故障特点以及诊... 液压系统是农业机械中的重要组成部分,是农业机械正常运行的根本保障,但其长时间在恶劣的环境下工作以及维护不当,导致其故障率相对较高。该文主要围绕农业机械液压系统常见故障及维护措施进行探讨。对农业机械液压系统故障特点以及诊断要求作出说明,分析液压系统常见故障成因及应对策略,并针对相关问题提出了针对性维护措施。 展开更多
关键词 农业机械 液压系统 故障与维护措施
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基于SPH-FEM的油菜茎秆磨粒气体射流切割仿真与试验
18
作者 韩明兴 余锴 +4 位作者 段宏兵 熊利荣 徐琨 李淼 刘琦 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第17期82-92,共11页
针对传统油菜收获切割刀具振动大、茎秆缠绕磨损及效率低等问题,该研究提出一种油菜茎秆磨粒气体射流切割技术,以实现作业机具与油菜无接触式切割和高效低耗收获。采用光滑粒子流体力学与有限元(smooth particle hydrodynamic-finite el... 针对传统油菜收获切割刀具振动大、茎秆缠绕磨损及效率低等问题,该研究提出一种油菜茎秆磨粒气体射流切割技术,以实现作业机具与油菜无接触式切割和高效低耗收获。采用光滑粒子流体力学与有限元(smooth particle hydrodynamic-finite element method,SPH-FEM)耦合仿真对油菜茎秆射流动态切割过程进行分析,揭示气-固间能量传递规律,获取射流切割动态特性,并搭建试验系统进行射流切割试验验证。研究结果表明,采用4 mm孔径高速喷嘴,射流压力为20 MPa时气流及磨粒最高速度分别为741和411 m/s,约95%加速过程发生在喉管段与扩张段;喷嘴外流场流速呈现先下降后上升的变化规律,射流压力越大速度变化越剧烈;射流束主要通过气体膨胀-收缩-膨胀的加速过程将压力能转化为射流束动能;入口压力从3 MPa增加至10 MPa时,磨粒最大速度提升率从31%下降至11%。当压力超过3 MPa后,随射流压力提高,射流束压力能-动能转换效率显著减小;在相同条件下0.1 mm粒径磨粒的最大速度比0.3 mm粒径磨粒大19%;粒径越大磨粒获得的切割动能越大,0.3 mm粒径磨粒切割动能最大,其次为0.2与0.1 mm粒径磨粒;磨粒速度在120 m/s时可以实现茎杆有效切割,对应射流压力约为0.4 MPa;横移速度为5 mm/s、靶距在10 mm以内可一次切断茎秆,横移速度超过5 mm/s时无法一次切断茎秆;靶距5 mm、横移速度5 mm/s时,可获得最小切割侵蚀体积,切口宽度在1~6 mm之间;射流切割能力主要受横移切割速度影响,切割靶距影响相对较小;茎秆切割效果主要受靶距影响,横移速度影响相对较小。研究成果还可用于其他类似作物茎秆的切割,可为农业非接触式高效切割技术装备的开发提供理论与技术支撑。 展开更多
关键词 流固耦合 仿真 光滑质点动力学 磨粒气射流 油菜茎秆 切割
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大豆收获机割台关键技术及损失研究现状分析
19
作者 连潇 王建吉 朱砚 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第8期8-13,共6页
割台作为大豆收获机的核心部件,其技术性能直接关系到大豆的收获质量和收获损失率。针对割台仿形设计、割台高度控制技术、影响割台损失率的关键技术展开研究和分析。首先,综述割台仿形机构与割台高度控制的结构、工作原理及关键技术,... 割台作为大豆收获机的核心部件,其技术性能直接关系到大豆的收获质量和收获损失率。针对割台仿形设计、割台高度控制技术、影响割台损失率的关键技术展开研究和分析。首先,综述割台仿形机构与割台高度控制的结构、工作原理及关键技术,对比分析国内外的研究差距。其次,针对大豆炸荚、割台关键技术与割台损失的相关性进行深入分析,探讨割台损失产生的主要原因和影响因素,提出关键技术的改进建议。最后,展望我国大豆收获机割台在多元化、智能化与自动化方向的发展趋势,大豆炸荚生物特性及大豆收获机收获损失研究方面的发展趋势。研究发现,我国现有大豆收获机存在割台仿形性能差、割台自适应控制技术滞后、割台损失率偏高等问题。同时有效揭示国内大豆收机割台仿形机构、割台升降装置、割台的自适应性及割刀等关键技术存在的问题,割台振动、割台位置与仿形及撞击力导致割台损失率高的原因,为我国大豆收获机割台关键技术的突破创新及降低收获损失的进一步研究提供重要参考。 展开更多
关键词 大豆收获机割台 割台损失 仿形机构 炸荚 收获损失
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丘陵山地拖拉机坡地自适应控制系统仿真分析与试验
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作者 李玲玲 李广宇 +3 位作者 徐峰 王华泽 高瑞遥 张煜晗 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第9期141-146,165,共7页
针对丘陵山地地形复杂、耕作阻力波动大等问题,基于研制的新型丘陵山地拖拉机及三点悬挂式后悬挂机构,设计坡地自适应控制系统。对位姿调整机构的调整原理进行分析,得出左右悬挂点距车身基准面的距离与地面坡度的函数关系;设计横向位姿... 针对丘陵山地地形复杂、耕作阻力波动大等问题,基于研制的新型丘陵山地拖拉机及三点悬挂式后悬挂机构,设计坡地自适应控制系统。对位姿调整机构的调整原理进行分析,得出左右悬挂点距车身基准面的距离与地面坡度的函数关系;设计横向位姿调整液压系统,运用AMEsim搭建横向位姿调整系统的液压系统仿真模型,并采用模糊PID控制方法对仿真模型进行控制性能仿真;搭建拖拉机后悬挂系统控制试验平台,进行拖拉机后悬挂横向位姿调整试验。当坡度低于15°,后悬挂机构跟随坡地调整效果良好,具有良好的稳定性。由仿真结果和对比试验可知,二者位姿调整位移最大误差为9.32%、平均误差为4.2%;所开发的坡地自适应控制系统具有较高的控制精度,可为丘陵山地拖拉机坡地自适应问题提供借鉴。 展开更多
关键词 丘陵山地拖拉机 后悬挂 位姿调整系统 AMESIM
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