摘要：对甘蔗收获机的扶蔗机构进行概念设计 ,采用构思设计法 ( Beitz)构建部件的功能原理解和设计过程模型 ,并对原理解进行功能分解 ;对概念设计所产生的概念样机进行发散性创新设计 ,建立满足功能要求的虚拟概念样机 ;针对传统螺旋扶蔗机构 ,采用 TRIZ创新设计方法 ,提出了能够解决传统螺旋扶蔗器对严重顺倒伏和较小程度的侧顺。

摘要：为了确定两段螺旋式扶起机构的结构参数,运用虚拟技术对该机构和甘蔗扶起过程进行了运动学仿真,设计了两段螺旋式扶起机构样机,在高速摄影的环境下进行了甘蔗扶起性能试验,获得扶起机构对甘蔗的作用及影响规律。结果表明:扶起机构适用于侧向倒伏角为45°～165°的甘蔗;速比为0.59,拣拾段安装角为5°,输送段安装角为60°时,扶起甘蔗效果最好。

摘要：通过试验研究和虚拟仿真分析发现,现有的小型甘蔗收获机喂入系统齿轮箱设计存在缺陷,易导致喂入系统的甘蔗堵塞。通过分析,对喂入系统结构进行了改进设计,将齿轮箱换成梯形齿型喂入辊,同时两个切割器的刀轴由一对反向同步旋转的液压同步马达驱动;通过Solid Works软件建立喂入系统的三维模型,再通过ADAMS软件进行仿真分析,结果表明:改进后的喂入系统不仅扩大了切割传动机构的物流通道,而且将齿轮箱对甘蔗产生的被动的滑动摩擦阻力转化为改进后喂入辊对甘蔗产生的主动作用的滚动摩擦驱动力;改进后的喂入辊使甘蔗在螺旋提升输送装置上的滞留时间较原来缩短了35.9%,对甘蔗的最大径向作用力比齿轮箱降低了86%,甘蔗更易进入物流通道,其输送性能得到明显改善,解决了喂入系统易于堵塞的问题,对试验部分切割器马达压力测量结果起到了反证作用;仿真试验也表明适当提高喂入辊转速有利于降低甘蔗收获机的堵塞率,为喂入系统结构参数和位置参数的改进设计提供了参考依据。

摘要：针对国内现有甘蔗收获机无法对割台高度实施自动控制的问题,设计了一种割台随动控制系统。系统由自重摆动式仿形机构、STM32控制器、位移传感器、上位机模组、按键模块、电磁阀及驱动模组组成。自重摆动式仿形机构与地面直接接触并保持贴附,实时检测收获作业时的地面起伏变化,同时可以依靠仿形机构外廓曲面减小收获机倒退时地面对自身关键部件的冲击。建立割台高度控制参数模型,运用PID控制算法,有效地实现收获机割台高度的精确控制,进一步提升了甘蔗收获机自动化水平和工作性能。田间试验结果表明,收获机在安装割台随动控制系统后,割台随地形起伏变化而变化,使破头率降低,平均破头率为21%,通过与人工控制收获试验对比,平均破头率下降18.5个百分点。

摘要：为了验证不同结构布局对甘蔗切割系统轴向振动的影响,该研究设计了甘蔗收获机激振试验台及其激振特性试验;并在理论分析的基础上,通过试验研究了液压油缸、发动机和物流架等构件的安装位置对切割系统轴向振动的影响规律。试验结果表明:1)液压油缸安装在车架上的位置HP3时,即在X轴正向,距离前轮正上方535 mm附近时,刀盘的轴向振幅达到最小值1.28 mm;2)发动机安装在车架上的位置EP2时,即安装在X轴正向,距离前轮正上方1055 mm附近时,刀盘轴向振幅达到最小值0.92 mm;3)物流架安装在在车架上的位置LP3时,即安装在X轴正向,距离前轮正上方1615 mm附近时,刀盘轴向振幅达到最小值1.51 mm;4)最优安装布局为HP3、EP2和LP3,相比最劣布局,最优布局的刀盘轴向振动幅值降低40.8%,综合切割质量评定值R0降低16.9%。液压油缸安装位置,发动机安装位置和物流架安装位置对刀盘轴向振幅影响的显著程度从大到小依次为物流架安装位置,液压油缸安装位置,发动机安装位置。综上,在研发适于丘陵地区的甘蔗收获机械时,液压油缸、发动机和物流架的安装位置应尽可能避开前后轮正上方位置,同时应加装隔振或减振装置,这对降低切割系统振动,提高甘蔗切割质量有重要的指导意义。

摘要：针对甘蔗收获机切段装置存在的切段机理理论缺乏、切段损失大、对切段装置要求多样化等现状,对比分析了切段装置前置式、中置式、后置式3种形式的收获流程,并基于对前置切段式结构的理论分析,推导前置切段式切段长度的经验公式,设计了切段装置试验台和切段装置前置式收获机割台。进行了切段过程高速摄影试验,获知蔗段在切段过程中的运动规律、蔗叶与蔗茎的分离形式、断口糖分损失的主要形式及原因,通过田间正交试验确定了影响蔗段合格率因素主次顺序为:交错深度、行驶速度、切段辊转速,当交错深度为4 mm,行驶速度为2 km/h,切段辊转速为300 r/min时,割台蔗茎合格率达到93%。通过统计学分析计算,得出了长度系数为0.7,其长度分布近似符合正态分布规律。

摘要：由于甘蔗收获机的切割性能受到多指标的影响,提出了结合模糊综合评价与神经网络的方法对切割性能进行综合评价.采用模糊综合评价方法对受多指标影响的甘蔗根部破头率进行了综合评价,并用神经网络进行有关模糊综合评价知识的学习,以克服模糊综合评价方法烦琐的计算过程并减少由于学习样本的误差对网络预测性能的影响,从而提高评价模型求解问题的效率及自学习能力.

摘要：针对甘蔗收获机切割器无法根据蔗地地形的变化而自动调节现象,设计并建立一种以系统的负载压力信号间接反映入土切割深度的甘蔗收获机切深自动控制系统。通过数学建模的方法,得到电液比例控制传递函数。计算控制系统各个环节的增益并对系统进行误差分析,得出系统的最大误差为2.2 mm,满足甘蔗收获生产的实际要求。将所建立的系统应用于试验切割平台并进行物理试验。试验结果分析表明:切割器可随负载压力的变化而调整至20 mm左右的入土切割深度。并验证系统的适用性及可靠性,其调整误差在2 mm左右,符合系统误差分析结果。

摘要：切割器是甘蔗收获机的重要部件 ,其动态性能直接影响到收获机的工作性能。在收获作业时 ,切割器高速旋转 ,由于甘蔗生长密度不等、茎杆粗细不匀 ,切割器入土切割工作条件相当恶劣 ,致使切割器结构承受很大的冲击负荷与随机激励 ,影响收获机的整机性能。因此 ,对切割器结构进行动态设计 ,按一定的原则不断调整结构设计参数 ,进而改善结构的动态性能 ,对于甘蔗收获机设计具有重要意义。

摘要：根据小型甘蔗收获机的特点和最优切割参数设计了具有合理结构型式的刀片,进而设计出根部切割器。运用工程分析软件对刀片和根部切割器进行结构运动学和动静力学分析,验证了其结构可靠性和切割性能,并获得机构的固有频率和可能出现的破坏形式。运用3-D建模软件确定了根部切割器的三维模型图,用于小型甘蔗收获机根部切割器物理样机的开发。