摘要：针对目前大葱收获多为简单挖掘并辅以人工作业、联合机型不够成熟易出故障的问题,设计了一种大葱联合收获机液压系统,可以实现大葱从挖掘到收集自动连续收获。分析了整机的结构及工作原理,对该机的行走系统和作业系统进行了设计,通过理论分析计算,确定了液压系统的各项技术参数,并对各液压元件进行了选型。试验结果表明,该机液压系统设计及各液压元件选型合理,3 h温升57.7℃、油散压损0.53 MPa、振动挖掘系统压力10.3 MPa、夹持输送系统压力8.7 MPa、夹持导向系统压力6.3 MPa,各项检测值均在要求范围之内,工作性能稳定可靠,满足使用要求。

摘要：在大蒜种植过程中,为了保证出苗率和提高大蒜产量,蒜种入土后必须鳞芽向上,这在机械化播种技术实现上难度较大,针对这一问题提出了可保持式大蒜种带播种机的设计。可通过大蒜种带播种机构实现和保持大蒜种带上的蒜瓣鳞芽向上入土,用可降解种带膜定向包裹和固定蒜种,使蒜种间距一致,姿态一致。包裹蒜种的种带缠绕成种带卷放置在播种机种带盘上,播种时通过可保持式定向播种装置使大蒜种带按照各滚轮所设定的轨道运动,实现定向和精量播种。基于动力学仿真软件对主要播种机构和种带方向保持机构进行运动分析,获得种带播种过程中蒜瓣的运动轨迹曲线。分析结果表明,该种带播种机能够满足大蒜种植的农艺要求,实现播种过程中保持蒜种鳞芽直立向上入土的功能。

摘要：为实现小麦精播施肥过程的实时监测,确保播种作业质量,该文设计了一种基于变距光电传感器的小麦精播施肥一体机监测系统。该监测系统以STM32单片机硬件系统为下位机,通过反射式光电传感器和旋转编码器分别获取种肥流动与种肥轴转动信息,判断精播机运行状态,并通过Modbus通讯协议将信息传输至MCGS触摸屏上位机人机交互界面实时显示。下位机排种监测电路仿真测试结果表明,放大电路对种管光电传感器检测距离的改变值为4~7 mm;上下位机通讯测试结果表明,数据传输内容准确率为100%;监测系统样机试验测试结果表明,故障报警准确率≥92.5%,种肥缺失、堵塞、泄漏响应时间分别≤0.2、≤0.3、≤0.3 s。该监测系统实现了对小麦精播施肥机作业的实时高精度监测,有助于提高小麦精播机作业质量。

摘要：针对设施蔬菜自动化移栽中自动投苗和机具轻简化这两个关键问题,研制了以穴盘苗为自动投苗对象的2YG-2型设施蔬菜移栽机。该机型通过对自动投苗动作进行设定,建立起自动投苗动作之间的关联关系,使由几个连贯分解动作组成的每个自动投苗动作之间,在一个完整的自动投苗周期内保持一定的时间顺序逻辑关系;其次设计了相应的机械式执行机构,根据自动投苗动作关联关系,通过制定执行机构关键点相对位移对应图,关联协调各执行机构。从而通过由几个简单机械机构相组合的方式完成复杂的自动投苗,实现了机具轻简化的目标。田间试验表明,设施蔬菜移栽机自动投苗执行机构工作顺畅、衔接有序,功能执行快速准确,机具栽植合格率达到92%,满足设计要求。

摘要：为解决果园作业机械化设备少、效率低,大型机械不便作业的问题,研制一机多用的果园自走式小型灵活的电动底盘,设计其核心部分控制系统。依据果园作业环境,提出设计目标性能要求和整体结构方案;分析电控系统的电机驱动器、整车控制器、遥控器各自应具备的功能,进行硬件电路设计和软件编程;最后调试和实地试验。试验结果表明:所设计的果园自走式电动底盘控制系统能够使电动底盘满足最高车速为6.72 km/h,通过圆直径2 740 mm,具备通过30%坡度路面的能力,续航里程可达17.5 km,无线遥控距离达到200 m,符合果园作业性能要求。

摘要：针对目前库尔勒香梨品质在线分级检测系统存在价格昂贵、结构复杂等问题,设计了库勒尔香梨内部品质在线无损检测分级系统。基于该系统研究了不同移动速度(0.3和0.5 m·s^-1)对库尔勒香梨的可溶性固形物含量(solid soluble contents,SSC)和硬度在线预测模型的影响。不同移动速度下,采集样品相同部位的信息,所采集光谱存在差异。由于采集的光谱存在差异性,采用SG-平滑(Savitzky-Golay smooth)、SG卷积导数、多元散射校正(MSC)、标准正态能量变换(SNV)、归一化(Normalization)等多种光谱预处理方法进行处理,基于偏最小二乘法(partial least squares,PLS),建立移动速度为0.3 m·s^-1(S1)和0.5 m·s^-1(S2)下库尔勒香梨的SSC和硬度模型。结果表明:移动速度为0.5 m·s^-1下,采用SG-DER(Savitzky-Golay Derivative)处理光谱图建立SSC模型优于0.3 m·s^-1,其预测集相关系数和预测均方根误差为0.8802和0.3915°Bri。而在移动速度为0.3 m·s^-1下的结果,采用SGS(Savitzky-Golay smooth)处理光谱图建立的SSC模型优于0.5 m·s^-1下的结果,其预测集相关系数和预测均方根误差分别为0.8202和0.4708 N。后建立两个速度混合模型,采用竞争性自适应重加权算法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)和连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)筛选特征变量,后采用PLS,建立混合速度下硬度和SSC预测模型。从建模效果来看SPA和CARS都可以有效减少建模所用变量数、提高库尔勒香梨在线SSC和硬度检测模型的预测能力和运算速度,增强模型的稳健性等。采用CARS方法,从501个光谱中筛选出24个变量,建立了CARS-PLS模型,建立的SSC模型较好,其预测集相关系数和预测均方根误差分别为0.9150和0.3719°Bri。采用SPA方法,从501个光谱中筛选出32个变量,建立硬度模型较好,其预测集相关系数和预测均方根误差分别为0.8210和0.4920 N。混合速度建立预测品质模型比单一速度建立模型稳健一些。研究表明:不同移动速度对建立果品品质预测模型产生不同影响,该研究有助于果品品质在线分选提供技术支持。

摘要：为实现智能播种机作业的信息采集、处理与统计、质量追溯等远程监管目标,使用前后端分离模式开发一套智能播种机作业监管云平台。对平台Web前端进行研究和总体设计,开发框架、响应式编程库、数据可视化分别采用业界领先、开源免费的Angular、RxJS、ECharts,通过GoogleMaps JavaScript API接入Google地图;接着以播种机分布、播种机作业实时监测两个模块为例描述开发实现过程。平台前端具备技术前瞻、展示效果好、成本低的优势,对提升和推广智能播种机作业的远程监管具有重大推动作用。

摘要：为消除铧式犁土垡侧移,更好地适应设施农业中深翻的耕作需求,基于TRIZ理论对铧式犁进行创新设计。利用TRIZ分析工具对铧式犁的耕作状况进行分析,找出铧式犁造成土垡侧移的原因,用物—场模型和标准解系统得到一般性解决方案,并结合犁体曲面设计方法得到一种能够使得土垡无侧移的就地翻土犁具体设计方案。借助CAD及ADAMS软件对就地翻土犁翻垡过程进行仿真分析,仿真结果验证方案的可行性。

摘要：针对国内根茎类作物收获机械自动化水平低、劳动强度大、对行功能缺失、明薯率低、伤薯率高和漏挖率高等问题,以4UGS2型双行薯类收获机为载体,以垄行截面走向为研究对象,综合运用机械、液压和电子控制等领域关键技术,设计了一种自动对行系统。该系统包括地垄仿形机构、牵引机构、液压系统和控制系统,采用基于PID的速度控制模式实现收获机作业路线实时调整,从而实现收获机行进过程中的自动对行功能,进一步提高了薯类作物收获机械自动化水平。田间收获试验表明:薯类收获机安装自动对行系统后,其平均明薯率为97.25%,平均伤薯率为1.44%,平均漏挖率为1.57%。通过与人工对行收获试验对比可知,平均明薯率提升了2.16个百分点,平均伤薯率降低了1.40个百分点,平均漏挖率降低了1.81个百分点。

摘要：针对铧式犁使土垡侧移而无法适应设施农业耕作需求的难题,设计一款新式犁体。基于铧式犁的设计方法水平直元法和翻土曲线族法,提出一种翻土曲元法。通过对犁体导曲线、翻土曲元线的设计,由翻土元线中点穿透于导曲线且翻土元线角度按照规律变化后得到一种翻垡后土垡无侧移且无犁沟的就地翻土犁体曲面,利用Solidworks建立就地翻土犁数学模型。查阅现有土壤物理性质研究成果文献,获得土壤的密度、泊松比、静摩擦系数、动摩擦系数、碰撞恢复系数,通过EDEM软件构建土壤颗粒离散元模型,模拟土壤耕作试验,试验表明犁体耕作效果较好,犁体在6 km/h速度下阻力约为1200 N,为就地翻土犁样机制作与优化提供理论参考。