摘要：为设计适于水田土壤环境的履带式联合收获机导航控制器,需准确分析履带联合收获机在水田中的运动规律。该研究在建立履带联合收获机转向运动学模型的基础上,推导了低速侧履带转向滑移率和高速侧履带转向滑转率与转向半径、转向角速度、履带卷绕速度的关系,搭建了履带联合收获机转向运动参数测试系统,采用限幅平均滤波处理转速信号,滤波窗口宽度为10个采样值时,转速信号方差减小了60.8%;采用扩展Kalman滤波器融合定位数据和IMU传感器数据记录履带式联合收获机行进轨迹和航向角,航向监测标准差比滤波前减小53.6%。田间试验表明,水田中履带式联合收获机的转向半径和转向角速度主要与前进速度和滑转率、滑移率相关,高速度侧履带滑转率随前进速度的增加而增大,变化范围为0.066~0.378,低速侧履带滑移率接近1,由于履带转向时的滑移滑转,实际转向半径大于理论转向半径,转向半径修正系数的变化范围为1.737~2.947,与前进速度呈二次函数关系;实际转向角速度小于理论转向角速度,转向角速度修正系数的变化范围为0.315~0.677,与前进速度呈幂函数关系。研究结果可为水田作业的履带式联合收获机导航控制器设计提供理论依据和参考。

摘要：油菜机械化移栽效果取决于移栽机栽植执行器结构和运动参数与移栽苗植株形态特征的耦合度。该文针对当前油菜移栽机械化程度低植株形态特征与栽植机构不匹配的实际问题,选择8个甘蓝型杂交油菜品在播种后28~40 d的适栽期内,应用LA-S系列植物图像分析仪进行了植株形态特征(苗长、苗幅宽、株形锥角、根长和根直径)的系统试验研究,并根据试验结果分析确定了油菜移栽机鸭嘴式栽植器部分结构参数和工作参数的合理设计区间。试验结果表明:不同油菜品种苗长、苗幅宽、株形锥角和根长差异显著;油菜苗播种后28~40 d适载期内植株形态特征服从正态或偏态分布;所构建的播种后28~40 d的适栽期内植株形态特征的生长模型表明,不同油菜品种的植株苗长、苗幅宽、根长和根直径等特征随生长时间增加呈正线性关系,平均相关系数为0.9736;株型锥角呈负线性关系,平均相关系数为0.9818。研究表明,油菜移栽应优选适应机械化移栽的品种,并根据植株发育形态调整油菜苗移栽时间,实现油菜机械化移栽的农机农艺融合。该研究可为油菜移栽机结构设计和优化提供依据。

摘要：为适应小田块油菜种植机械化的需求,利用振动破坏散粒体架空的原理,设计一种棘轮振动式油菜播种机,确定其主要结构和运行参数,得出在满足油菜播种各行稳定性和均匀性条件下,其排种单元最大的排种频率为6.3Hz,最大理论作业速度为0.55m/s;分析棘轮转速与排种装置单行排种量稳定性、各行排种量一致性和总排种量稳定性之间的关系。性能测试结果表明：当棘轮转速为20~45r/min时,排种装置具有良好的排种稳定性和均匀性;当棘轮转速为40r/min时,总排种量稳定性变异系数和各行一致性变异系数最小,分别为1.08%和2.74%,且种子破损率为0.38%,能够满足播种机标准JB 6274.1-2001的技术要求。

摘要：研制了一种与手扶拖拉机配套的2BFQ-4型气力式油菜精量联合直播机。该机以正负气压组合式油菜精量排种技术为核心,高度集成免耕开沟/种床旋耕灭茬、气力精量播种、施肥、覆土等机械化作业环节,可实现油菜机械化精量联合直播作业,并能根据农艺要求进行播量调节。经检测,该机性能指标全部达到设计要求,有效实现了农机与农艺的结合,综合效益明显,适应稻-油、棉-油种植的机械化油菜直播。

摘要：为进一步提升正负气压组合式油菜精量排种器性能,该研究提出了一种可增加种群扰动、降低被吸附种子运移阻力的圆锥型孔排种盘。通过理论分析和离散元仿真试验阐明倒角截顶圆锥孔排种盘排种性能提升机理,并通过台架试验对排种性能提升效果进行了验证。理论分析表明,在排种盘上采用圆周密布的圆锥型孔,排种盘型孔临近吸种区域种群横向扰动增大,型孔上被吸附种子随排种盘运移时的切向阻力降低,利于提高充种成功率和携种稳定性。离散元仿真分析表明,相同型孔数条件下倒角截顶圆锥孔盘较圆直孔盘在充种室种群平均速度增大66.72%;在型孔附近临近吸种区种子切向运移速度提高90.45%,轴向运移速度增加83.90%,径向运移速度提高165.60%,吸附在型孔上的种子运动阻力下降35.60%。台架试验表明,在工作负压800~4800 Pa、转速10~50 r/min条件下,倒角截顶圆锥孔排种盘较圆直孔排种盘单粒排种合格指数提高5.49%、重播指数及漏播指数分别降低68.62%和3.79%,在卸种正压200 Pa、工作负压2100 Pa、转速25 r/min条件下,其合格指数、重播指数、漏播指数最高可达98.13%、1.25%和0.62%。倒角截顶圆锥孔排种盘在不增加附属搅种和充种装置的基础上,可有效提高单粒排种性能,降低排种器重播指数和漏播指数,提升排种器作业性能,研究结果可为正负气压组合式油菜精量排种器结构优化提供参考。

摘要：针对前悬挂式油菜割晒机运动单元多,动力传递路线过长、结构复杂等问题,设计了一套用于4SY-1.8型油菜割晒机运动单元的液压驱动系统。系统标定和田间试验结果表明:该系统工作稳定可靠,割晒机各运动单元转速可单独实时调整,能适应不同种植模式油菜的收获;油菜茎秆铺放整齐有序,有效提高割晒机的工作效率。利用该系统对割晒机空载和田间作业时各运动单元的功耗测试结果表明:空载时纵向输送总成功耗小于0.1kW,横向输送带总成功耗为0.89kW,切割器和拨禾轮功耗为1.2kW;田间作业铺放效果良好时,纵向输送总成功耗小于0.3kW,横向输送带总成功耗为1.86kW,切割器和拨禾轮功耗为2.35kW。

摘要：针对小麦种子在气送式集排器供种装置中因流动性差导致充种能力不足的问题,设计了一种可提高小麦充种性能的搅种装置。该文分析了搅种装置影响充种性能的主要因素,确定了搅种齿与搅种轴的主要结构参数,并构建了种子在搅种装置作用下的充种力学模型。应用EDEM仿真分析了搅种装置安装位置对种群压力、种群与供种机构切向力和型孔充种数量及其变异系数的影响;台架试验研究了搅种齿结构及其排布对充种性能和搅种装置与供种机构转速比对供种性能的影响。结果表明：安装搅种装置能明显增加种群压力、切向力、型孔充种数量、充填角和充种合格率。搅种齿长度显著或极显著影响充填角和型孔充种数,搅种齿排列方式显著影响型孔充种数。研究得出影响充填角和型孔充种数的主次因素为：搅种齿长度〉排列方式〉搅种齿形状。在搅种齿形状为圆柱形,搅种齿长度为6 mm和双螺旋排列方式条件下,充填角、型孔充种数和充种不合格率分别为78.20°、1.73和0.69%。供种速率随锥孔轮数量、转速比和转速增加而增加,在转速为20～40 r/min条件下,选择锥孔轮数量为6和转速比为1.154优化组合时,供种速率及其变异系数分别为690～1 340 g/min和0.23～0.80%。该研究为搅种装置结构改进和供种装置充种性能的提高提供了参考。

摘要：针对传统油菜联合收获机风筛组合式清选装置结构复杂、振动较大的问题,设计了一种组合式旋风分离清选系统,主要由抛扬装置、组合式旋风分离筒、吸杂管道、离心风机等组成,其中,组合式旋风分离筒包括上锥段、中间圆柱段、下锥段、可拆卸圆弧或锥形挡料板等部件。结合油菜脱粒分离装置中脱出物输出量分析计算得出抛扬装置主轴理论转速不小于569.6 r/min,结合杂余分离最小风量需求分析得出组合式旋风分离筒出粮口直径小于256 mm;基于运动学与动力学建立了单粒油菜籽粒在旋风分离筒稳定气流场中的运动方程组,分析了挡料板对籽粒分离的影响;以抛扬装置主轴转速、吸杂口风量为因素,以旋风分离系统清洁率与损失率为评价指标开展了单因素试验;开展了正交试验寻求抛扬装置主轴转速、吸杂口风量、上锥段锥角、挡料板形式、出粮口直径的最佳参数组合。单因素试验结果表明:抛扬装置主轴转速与吸杂口风量分别在500~700 r/min、0.566~0.692 m^3/s范围内清选性能较优。正交试验结果表明:旋风分离清选系统清选性能影响主次因素为吸杂口风量(吸杂口风速)、挡料板形式、上锥段锥角、出粮口直径、抛扬装置主轴转速;最佳参数组合为吸杂口风量0.692 m^3/s、抛扬装置主轴转速600 r/min、上锥段锥角30°、无挡料板、出粮口直径200 mm;最佳参数组合与不同工况条件下,开展验证试验得出旋风分离清选系统清洁率和损失率分别为86.80%~94.45%和5.90%~7.73%。该研究为油菜联合收获机清选装置的结构优化和改进提供了参考。

摘要：针对长江中下游现有油菜机驱动型开畦沟装置高速(≥10 km/h)作业存在功耗较大、沟形不稳定的现实问题,该研究设计了一种刀体低阻触土面近似为螺旋桨叶面的类螺桨式开畦沟装置。基于运动学、动力学设计了由4组刀盘组成的类螺桨式刀组,确定了影响其作业功耗、作业质量的关键参数范围。基于EDEM软件开展了刀片刃型、螺距角及弯折角的单因素试验,结果表明:后磨刃耕阻最小,螺距角增大使刀片耕阻先减小后增大、抛土性能下降,弯折角增大使整体耕阻减小、抛土性能下降;1~4号刀盘的刃角结构为后磨刃,螺距角分别为7°、5°、4°、3°,折弯角分别为120°、120°、90°、90°时阻力较小,抛土性能较好。以螺距角、作业速度和刀盘转速为因子的Box-Behnken仿真试验,采用遗传算法对功耗和抛土性能进行多目标优化,结果表明:作业速度、刀盘转速、螺距角增大均使功耗上升,其中作业速度影响最大;作业速度降低、刀盘转速增高均使抛土效率提高;优化后1~4号刀盘对应的的螺距角分别为6.7°、4.7°、3.5°、2.5°;作业速度6、9、12 km/h时刀盘较优转速分别为540、620、810 r/min,优化刀组作业功耗低于对照组和国际ⅠS225刀组,总功耗较对照组分别降低5.51、11.78、28.99 kW,且12 km/h时减阻率最高,约为41%。田间试验表明:作业速度6~12 km/h时优化后开畦沟装置的总功耗为15.1~41.8 kW,与仿真结果相对误差小于10%,沟宽、沟深稳定系数均达90%以上。研究结果可为长江中下游稻油轮作区油菜高速开畦沟装置的优化改进提供参考。

摘要：针对速生蔬菜精量排种器对广东菜心种子产生的机械损伤进而影响种子发芽的实际问题,开展广东菜心种子不同载荷作用后种子发芽试验。应用质构仪进行菜心种子压缩破损处理,同时利用光学显微镜观察种子表观机械损伤特征,以判定种子机械损伤程度。结果表明,菜心种子压缩破损对其发芽率、发芽势、根长、苗高都具有极显著影响;发芽势与发芽率呈极显著正相关,发芽势与根长呈显著负相关;当菜心种子所受力小于6.41 N或压缩变形量小于26.9%时,种子的发芽情况不受影响。试验为广东菜心排种器型孔结构设计和转速等参数的设定提供了参考依据,对降低种子破碎率,提高播种机作业质量具有重要意义。