薯类收获机挖掘深度自动控制系统设计与试验

为了提升薯类收获机械自动化水平,提高明薯率,降低伤薯率和漏挖率,减小挖掘阻力,根据垄作薯类作物种植模式,以牵引式薯类收获机为载体,采用传感器和微处理器控制技术,设计了一种挖掘深度自动控制系统。该系统包括前仿形装置、挖掘机构、液压装置和控制系统。以垄沟地面为研究对象,采用接触式深度探测机构,其仿形深度和宽度可调节,挖掘深度实时调整可有效实现减阻降耗。建立挖掘深度调节模型,设计双阈值死区控制算法,实现系统精确稳定控制,有效避免控制信号频繁跳变和超调,提高薯类作物收获性能指标。田间试验表明,具有挖掘深度自动控制功能的薯类收获机其明薯率为97.37%,伤薯率为1.49%,漏挖率为1.59%。相比采用人工收获,其明薯率提升了2.20个百分点,伤薯率降低了1.41个百分点,漏挖率降低了2.00个百分点。     

小型薯类收获机设计与田间试验

为了满足丘陵山地薯类机械化收获的需要,设计开发出了一种小型薯类收获机,重点解决小型薯类收获机在作业过程中存在的薯土分离不净、杂草雍堵、破碎率较高等问题。该机增设了防缠绕装置,有效解决了杂草雍堵和壅土问题。应用升运链式分离结构,并对挖掘结构优化设计,有效实现薯土分离,降低了破薯率。田间试验表明:在低速工作状态下,机器平均损失率为2.12%,平均伤薯率为4.99%,平均明薯率为97.83%;在高速工作状态下,机器平均损失率为0.51%,平均伤薯率为3.25%,平均明薯率为99.49%。该机能满足不同土壤的作业要求,作业效果良好。     

自动随行导向的甜菜组合式挖掘装置

针对甜菜收获过程中损失率高、漏挖率高和作业效率低的缺点,研究一种用于甜菜联合收获机的自动随行导向的组合式挖掘装置。经试验对比,采用该装置甜菜收获损失率降低3.56个百分点,漏挖率降低3.08个百分点,作业效率提高15%,为甜菜联合收获机的研发提供了技术依据。      

4GS-1500型甘薯宽幅收获机的研究设计与试验

针对国内甘薯收获机械严重短缺现状,研究防缠绕、低破损和减阻降耗等关键技术或机构,设计了一款适宜平原坝区或丘陵缓坡等大田块沙壤或沙浆黑土地作业的4GS-1500型甘薯宽幅收获机,该机升运系统采用了两段式输送结构,前段保障分离效果,后段保障输送效果.田间试验表明:安装防缠绕装置有利于提高明薯率、降低伤薯率、提升作业顺畅性、保障生产率;采用前端两侧漏土栅结构有利于提高明薯率、作业顺畅性和生产率,但会小幅增加伤薯率.     

薯类收获机

河北省卢龙县农机修造厂（邮编：066400）和河北省农业机械化研究所共同研制生产出4SS－30型薯类收获机,设计新颖,结构紧凑,操作方便,重量轻,用1台8．8kW四轮拖拉机牵引作业,收获薯类作物0．1hm2／h左右,相当于50人的工作量。该机伤薯率小于5％,是一种较理想的新型薯类收获机械。薯类收获机     

牵引式甜菜联合收获机自动对行系统设计与台架试验

为提升中国甜菜收获机械的自动化水平和作业性能，依托前期研制的4LT-A型牵引式甜菜联合收获机和4LTSYT-A型甜菜自动对行收获田间模拟试验台，对自动对行系统进行了总体结构和关键部件设计及参数确定。以漏挖率、破损率和反应时间为自动对行性能指标，以复位弹簧预紧力、前进速度、偏离距离、液压流量、供油压力及株距为试验因素进行了单因素台架试验，分析了各因素对各性能指标的影响显著性和影响规律。方差分析和直观分析结果表明，弹簧预紧力、前进速度、偏离距离和液压流量均对各性能指标影响显著，供油压力和株距对各性能指标影响不显著。随弹簧预紧力的增大（53~346N），反应时间增加，漏挖率和破损率先减小后增大，当预紧力为198N时，漏挖率和破损率最低，分别为2.34%、3.77%；随前进速度的增加（0.4~2.0m/s），漏挖率和破损率逐渐增大，反应时间逐渐减小并趋于稳定；液压流量在15~35L/min变化时，漏挖率逐渐减小，反应时间和破损率先减小后增加，当液压流量q=25L/min时，破损率和反应时间最小，分别为3.77%、0.47s；各性能指标随偏离距离的增加而逐渐增加，自动对行系统在偏离距离0~60mm范围内的适应性较好。     

小型薯类联合收获机设计与田间试验

随着我国马铃薯产业的快速发展,对马铃薯机械化程度的要求不断提高。目前,我国仍然主要以挖掘机为主,机械化程度低。国外联合收获机作业效率高,但多数体积庞大,仅适合于大地块,而我国薯类种植区多为中小地块,特别是丘陵山地,地块较小,薯类联合收获机难以应用。为了满足我国丘陵山地薯类机械化收获的需要,设计开发出了一种自走式小型化的薯类联合收获机,可一次完成挖掘、输送、分离、捡拾和装箱作业。田间试验表明,该机的平均损失率为0.6%,平均破皮率为2.8%,平均伤薯率0.1%,作业效果良好。     

基于AMESim的薯类收获机液压传动设计与仿真

设计了基于电液控制的液压传动系统,以代替传统的机械传动提供动力;确定了薯类收获机的总体结构方案,完成了液压摆线马达、电液比例溢流阀及齿轮泵等主要工作部件的计算和参数确定;基于AMESim,对其自动控制液压系统的适用可靠性做出了仿真分析。薯类收获机以液压传动为动力,使升运链的转速维持在一定的范围内,为升运链提供稳定的转速,从而减少土壤的的堆积,避免壅堵,进而降低了伤薯率。该设计促使薯类收获机向电控和液压技术一体化方向发展,为块茎类作物收获机提供了新的发展方向。     

丘陵山区甘薯收获机的研制与试验

针对丘陵山区甘薯收获机械化水平低,国内收获机普遍存在伤薯率高、挖掘阻力大、易堵塞和土薯分离不净的问题,设计制造一种适用于适于丘陵缓坡红黄壤黏性土作业的甘薯收获机。阐述收获机整机结构和工作原理,对传动系统、挖掘铲、防缠装置和土薯分离输送装置等关键部件进行设计分析,通过理论计算确定弧形挖掘铲、升运链和抖动轮的主要参数。性能试验结果表明:防缠装置对收获机性能影响显著,低速收获时,明薯率为98.25%,伤薯率为2.94%,破皮率为2.15%,顺畅性为99.52%,生产率约为0.16 hm~2/h;高速收获时,明薯率为98.51%,伤薯率为2.62%,破皮率为2.02%,顺畅性为98.32%,生产率约为0.27 hm~2/h,各项指标均符合设计合格要求,对甘薯红黄壤黏性土垄作种植适应性较好。     

农民的好儿子——记农机制造能手刘和平

在一片被初霜掠过叶子的红薯地里,一台大型拖拉机配带着红色的薯类收获机在缓缓前行,一堆堆深红色的红薯随着翻滚的黄土铺放在机后,这正是刘和平自主研发制造的薯类收获机在作业。这台新机具的试制成功,解决了薯农挖薯难的问题。除薯类收获机外,刘和平还自主研制了红薯打粉机、漏粉条和面机等薯类系列加工机械,为红薯产业化作出了较大的贡献。     

4UMG-140型拨辊式木薯收获机的设计与试验

针对现有木薯收获机存在问题,基于木薯宽窄双行起垄种植农艺要求,确定收获机工作原理与总体结构,并对挖掘装置、拨辊输送装置、限深装置等关键部件进行讨论与分析,设计了4UMG-140型拨辊式木薯收获机,该机一次作业能够完成木薯块根的挖掘提升、薯土分离输送、平铺地表等工序。作业时,轮式拖拉机跨垄行走在相邻两垄沟中,便于机手操控,收获过程中不压伤木薯块根,实现了垄上木薯有效对行收获。田间试验表明,4UMG-140型拨辊式木薯收获机明薯率为95.2%、损失率为7.6%、生产率为0.35 hm2/h,完全符合木薯宽窄双行起垄种植农艺机收作业要求。     

4UML-130型振动链式木薯收获机的设计与试验

针对当前木薯收获设备存在问题,基于木薯宽窄双行起垄种植农艺要求,确定木薯收获机工作原理与总体结构,并对挖掘铲、偏心套机构、振动链排、过载保护装置等关键部件进行讨论与分析,设计了4UML-130型振动链式木薯收获机,该机一次作业能够完成木薯块根的挖掘提升、薯土分离输送、平铺地表等工序.作业时,轮式拖拉机跨垄行走在相邻垄沟...     

钉齿式马铃薯残膜复合收获机的设计和试验研究

为解决垄作马铃薯收获和残膜回收问题,研制出一种用于马铃薯收获和残膜回收的复合收获机,由挖掘铲、运送装置和收膜装置组成,并对关键装置进行了参数设计和分析。挖掘铲采用振动装置,有效的解决了壅土现象的发生和对马铃薯的挖掘效率;机具采用钉齿挑膜原理,利用残膜自身的重力集膜箱中,不需要专门的卸膜装置,方便快捷。田间试验表明:复合收获机的残膜捡拾率为90. 3%,伤薯率为4. 72%,满足马铃薯收获机和残地膜回收机的技术要求。     

早春马铃薯机械化生产模式试验研究

为改变山东部分地区早春马铃薯机械化水平较低的现状,在滕州市选取105cm垄距大垄双行、85cm垄距一垄一行、65 cm垄距一垄一行3种机械化生产模式进行对比试验.在播种试验中选取班次生产率、漏播指数、重播指数、种薯间距合格指数等指标,在生长期选取株高、侧枝数等指标,在收获试验中选取班次生产率、明薯率、漏挖率、伤薯率、破...     

侧输出马铃薯收获机设计研究

针对马铃薯收获机向大型联合收获的发展趋势,在参考了国内外先进机型的基础上,结合马铃薯在我国种植的实际国情,设计完成并制造了4U-1700A型侧输出马铃薯收获机。新型收获机将原有的中间输出方式改进为单侧输出,并与马铃薯联合收获机配套使用,减少了联合收获机归垄行数,提高了生产效率。为此,介绍该款收获机的基本结构及工作参数,说明了主要技术参数和基本结构的原理与功能。田间收获试验表明:该收获机可以实现薯土彻底分离,并规则地平铺在另一侧相邻两垄之间,供联合收获机二次收获,具有伤薯率低、漏收率低、工作性能稳定的优点,提高了劳动生产率。     

马铃薯全垄仿形式茎叶切碎刀辊设计与试验

针对现有马铃薯茎叶切碎机作业茎秆打碎长度合格率低、带薯率高、工作效率低等问题,设计了一种全垄仿形式茎叶切碎刀辊,对刀具工作过程进行分析,建立刀具运动、刀具-茎秆碰撞和茎秆捡拾数学模型,明确影响装置工作性能主要参数,完成全垄仿形式茎叶切碎刀辊总体结构与茎叶切碎刀具设计。采用三因素五水平二次回归正交旋转中心组合试验方法,以作业速度、刀辊转速、刀辊离地距离为试验因素,打碎长度合格率、带薯率为评价指标,应用Design-Expert 8.0.6.1软件进行试验数据处理与参数组合优化,结果表明,各因素对打碎长度合格率均具有显著性影响,影响由大到小依次为刀辊转速、作业速度、刀辊离地距离;各因素对带薯率均具有显著性影响,影响由大到小依次为刀辊离地距离、刀辊转速、作业速度。在刀辊转速为1 450 r/min、作业速度为3.5～6.7 km/h、刀辊离地距离为285～317 mm时,打碎长度合格率大于90%,带薯率小于等于0.3%。本研究结果为马铃薯茎叶切碎机具作业质量和效率提升提供了设计理论与技术支持。     

马铃薯全垄仿形式茎叶切碎刀辊设计与试验

针对现有马铃薯茎叶切碎机作业茎秆打碎长度合格率低、带薯率高、工作效率低等问题,设计了一种全垄仿形式茎叶切碎刀辊,对刀具工作过程进行分析,建立刀具运动、刀具-茎秆碰撞和茎秆捡拾数学模型,明确影响装置工作性能主要参数,完成全垄仿形式茎叶切碎刀辊总体结构与茎叶切碎刀具设计。采用三因素五水平二次回归正交旋转中心组合试验方法,以作业速度、刀辊转速、刀辊离地距离为试验因素,打碎长度合格率、带薯率为评价指标,应用Design-Expert 8.0.6.1软件进行试验数据处理与参数组合优化,结果表明,各因素对打碎长度合格率均具有显著性影响,影响由大到小依次为刀辊转速、作业速度、刀辊离地距离;各因素对带薯率均具有显著性影响,影响由大到小依次为刀辊离地距离、刀辊转速、作业速度。在刀辊转速为1450r/min、作业速度为3.5～6.7km/h、刀辊离地距离为285～317mm时,打碎长度合格率大于90%,带薯率小于等于0.3%。本研究结果为马铃薯茎叶切碎机具作业质量和效率提升提供了设计理论与技术支持。     

基于ADAMS的甜菜收获机自动对行探测机构仿真

设计了土下果实收获机械自动对行机构。应用UG建立了自动对行机构三维模型,并将其导入机械系统动力学仿真软件ADAMS中构建了虚拟样机模型。通过设置模型参数,添加约束和驱动,以甜菜为收获对象,实现了在ADAMS/View环境下自动对行的运动仿真。以自动对行机构复位弹簧的刚度、预紧力和作业前进速度为影响因素,以角度传感器获得的角速度为目标函数表征自动对行灵敏度及漏挖率,对影响自动对行的参数进行了虚拟正交试验研究,并进行了田间验证试验。结果表明,复位弹簧刚度的影响不显著,当复位弹簧预紧力为200 N、作业前进速度为1.5 m/s时,漏挖损失率最小。