摘要：针对果树株间除草作业复杂、杂草除净率低的问题,基于机构往复式伸缩运动思想,设计了一种用于清理果树株间杂草的自动避障除草机。通过对除草机各部件进行理论分析,确定了工作幅宽调节机构、信号采集机构、自动避障机构和除草刀等关键部件的结构及参数。利用弧形触杆和液压系统的协同作用,构建了自动避障控制系统,可根据触杆的不同位置状态,动态控制除草刀避开果树植株。在ADAMS中建立了虚拟样机模型,并进行了单因素仿真试验,确定了影响株间避障除草的关键因素。以避障液压缸速度、机器前进速度和复位弹簧弹性系数作为主要影响因素,杂草除净比为评价指标,利用Box-Benhnken试验设计原理,采用三因素三水平响应面分析方法,设计了二次回归组合试验,建立了杂草除净比的回归模型,得到最优参数分别为:避障液压缸速度126 mm/s,机器前进速度1.57 km/h,弹性系数21。以最优参数进行了田间验证试验,结果表明,所设计的除草机平均杂草除净比为92.65%,达到了果园除草农艺要求。研究结果为果园及其他作物株间除草机的进一步优化提供了参考。

摘要：为解决采棉机发动机防护罩网易堵塞、人工清理性能低等问题、针对采棉机工作的实际需求,设计了一种采棉机发动机防护罩网自动清理装置,并分别对其结构、工作原理进行了阐述。在ANSYS Workbench环境下对刷辊进行模态分析,当转速为240r/min时刷辊不会发生共振,满足使用要求。同时,对吸附杂质的物理特性和刷辊刷毛的力学特性进行了分析,并对清理装置清扫刷辊清扫率和人工的清扫率进行试验对比。结果表明:人工清扫杂质清扫率在80%～85%之间,清理装置刷辊工作过程中杂质清扫率大于90%,装置在工作过程中可靠性高,各项性能均满足要求。本设计为该自动清理装置的后期进一步研发提供了技术支撑和理论依据。

摘要：喷淋灭火是可以有效控制、灭除火情的一种方法,目前的喷淋系统多用城市建筑方面,在车辆机械领域使用较少。为此,针对采棉机棉箱内可能出现火情隐患,导致采棉机出现火灾的问题,设计了一种基于PLC的采棉机棉箱喷淋控制系统。系统采用PLC控制,可对棉箱内温度及CO气体浓度的实时情况进行检测,在采棉机棉箱内出现火情隐患时及时响应启动,控制采棉机棉箱火情。通过搭建试验平台进行了系统响应试验,结果表明:系统在阴燃、温度达到籽棉燃点、出现明火3类情况出现时响应率达到80%以上,总体有效率大于90%,满足设计要求,可为采棉机棉箱防火提供一定的技术支持和理论依据。

摘要：目前植保机械自动导航系统一般采用单片机或嵌入式微处理器作为中枢系统对作业平台进行行进控制,实时路径规划等复杂计算由云端辅助进行。为解决车载终端计算能力较低、云端通讯及响应速度较慢、导航系统整体扩展性较差的问题,设计了一种基于边缘计算(Edge Computing)的喷药植保机械自动导航系统。该系统集成边缘网络、无线传输、计算存储、导航应用等核心功能,通过近端服务,提高了自动导航系统对环境数据的感知及反馈效率。在自动导航的基础上,实现了轨迹动态调整与云端数据高速互联。高度集成的边缘计算平台不仅降低了导航系统各模块的耦合度,同时也为植保机械智能化的升级及功能扩展提供了基础。

摘要：针对穴播器作业中其排种过程难以监测的问题,基于Arduino单片机设计了一种穴播器排种监测系统。以气吸滚筒式花生穴播器为研究对象,根据种子运动轨迹以及穴播器工作特性,确定传感器安装位置;选择红外对射传感器、线性霍尔传感器为信号采集元件,通过蓝牙模块实现人机交互。试验验证,系统在穴播器前进速度为3~5 km/h时,排种监测系统具有良好的准确性和稳定性,为提高农机装备智能化水平提供参考。

摘要：为探究花生种子外形尺寸、穴播器工作转速及取种器结构参数对滚筒式穴播器排种性能的影响,将花生种子按外形尺寸分为3级,利用离散元分析软件EDEM建立穴播器和种子的仿真模型,模拟不同等级花生种子在不同转速、不同结构参数取种器下排种器的排种性能。仿真结果表明:随着工作转速的增加,穴播器对各级花生的合格指数均呈下降趋势,当工作转速大于40 r/min时,合格指数下降明显;当工作转速额定,侧孔和容腔的尺寸分别为40 mm和30 mm时,对大粒种子的排种性能最优,合格指数为91.37%;侧孔和容腔的尺寸分别为32 mm和25 mm时,对中粒种子的排种性能最优,合格指数为93.07%;侧孔和容腔的尺寸分别为28 mm和20 mm时,对小粒种子的排种性能最优,合格指数为93.02%,可见,种子与取种器的适配性影响排种性能。田间试验表明,在穴播器工作转速40 r/min、取种器侧孔长度32 mm,容腔长度25 mm条件下滚筒式穴播器对各级花生种子的排种性能与仿真变化规律一致,离散元分析方法应用于滚筒式花生穴播器上是可行的,本研究为穴播器的优化设计提供理论依据。