摘要：采棉机在工作时,会因载荷激励而导致机架振动,当激励频率在机架固有频率范围内,会产生共振现象,对采棉机产生影响。为提高采棉机工作性能,对采棉机机架进行模态分析,得到机架前6阶模态参数,通过分析振源激励特性,发现机架一阶和四阶模态频率处在振源激励区间,将其与机架质量设为优化目标,机架各尺寸设定为设计变量;对机架进行灵敏度分析,基于CCD抽样设计并运用Kriging方法拟合响应面,运用多目标遗传算法得到5个优化方案,结合熵权法与线性加权法,其中方案1综合得分最高是最佳设计方案。优化后机架一阶模态频率97 Hz降低到91 Hz,四阶模态频率225 Hz增加到230 Hz,远离发动机激振频率100 Hz和220 Hz;质量为688.8 kg降低1.5%。经静力学与谐响应分析验证,优化后的机架满足工作要求。

摘要：风机作为采棉机气力输送系统的核心部件,其性能优劣将影响采棉机的作业效率。为提高采棉机气力输送系统的最大风量,针对采棉机用多翼离心风机叶片进行优化设计。为了获得代理模型所需的基本数据,建立了CFD数值模型并采用拉丁超立方实验在设计空间内生成20组样本。基于样本数据,建立了出口风量与设计变量的近似模型,采用智能优化算法获得最优设计方案。优化后的设计方案相较于原型机,出口风速明显增大。CFD数值计算分析风机的动态特性,结果表明,在多转速工况下风量均有明显提升,其在额定转速工况下,风量提升17.27%。

摘要：为保证采棉机动力换挡过程中动力输出的连续性,以多个离合器为研究对象,提出区域交叉控制策略,设计采棉机动力换挡传动方案及换挡液压系统,分析并搭建采棉机液压传动系统模型,分析离合器、制动器、马达、行车速度与其电磁阀阀芯位移量响应情况。试验结果表明:采棉机速度曲线平滑上升,换挡过程无动力中断,无明显动力换挡冲击,验证了策略的有效性。

摘要：为了实现棉花依据成熟度进行采摘,基于图像传感器设计图像处理方法,完成棉桃图像特征提取,进而实现棉花成熟度评估和空间棉桃定位。采用HSV方案进行图像灰度处理,采用二维大津法进行图像分割,提取棉桃特征参数。对成熟棉花和未成熟棉花图像样本分析发现,棉桃图像轮廓周长L和面积S比大于0.31时棉花成熟,从而建立棉花采摘标准,并采用双目图像系统,实现目标棉桃的图像坐标向空间坐标的转换。对图像分割精度,棉桃提取精度和视觉定位精度进行测试,结果表明:系统具有较高的可靠性。

摘要：为了适应长江、黄河流域棉区的棉花机械化采收需求,设计了一款采棉机三角履带行走装置。分析棉田工况、整车接地比压和车速等参数,确定了三角履带行走装置的主要技术参数;通过有限元分析,对基架、驱动轮和摆动销轴等关键部件进行了强度校核计算。结果表明:所设计结构与材料选用均能满足使用要求,单轮承载最高可达8 t。该装置可与原车轮胎快速互换,对于推进长江、黄河流域棉花收获机械化具有一定意义。

摘要：设计了一种满足中大型采棉机行驶需求的液压机械无级变速器试验台,完成了各部分设计及搭建,并进行了相关试验。基于液压机械无级变速器工作原理和传动特性,针对自主研发的分矩汇速等差多段式液压机械无级变速器,提出试验台整体设计方案,确定试验台各装置组成,设计试验台动力负载部分、测控人机交互部分与传动固定部分,并进行相应试验。结果表明:液压机械无级变速器试验台运转平稳,能够实现液压机械无级变速器参数测试,转速和负载的变化与换段时速度下降幅度呈正相关。研究可为采棉机液压机械无级变速器试验台的设计与试验提供理论依据。

摘要：为解决采棉机传统传动方式在采摘过程中容易出现发动机与传动部件的扭矩不匹配,变速过程繁琐、换挡挫顿等缺点,无法完全适应棉花采摘的复杂作业环境等问题,根据采棉机的作业要求,设计了动力换挡液压行走系统。运用AMESim仿真软件验证了采棉机动力换挡液压行走系统的合理性。仿真结果表明:所设计的自动控制模式采棉机动力换挡液压行走系统在换挡时比手动切换模式系统中的压力波动小,流量波动冲击减小43.56%,车速加速时间缩短47.74%,换挡后压力及流量快速稳定,在作业、运输模式换挡时无明显换挡冲击,可满足采棉机的作业要求。

摘要：针对传统网箱式集棉箱收纳棉花率较低等问题,确定了液压缸导向预紧式打包集棉箱的整体结构,设计了一种通过负压风机系统进行棉花输送的打包式棉箱液压传动系统,并完成了风机液压马达、液压泵和液压缸等主要执行元件参数的确定与选型。通过AMESIM对打包式集棉箱液压系统适用可靠性进行了仿真,结果显示液压系统稳定且压力和流量均满足要求。该设计能够促使采棉机向小型打包棉箱方向发展,为农业机械打包式收集作物提供了新的途径。

摘要：针对采棉机采摘头在田间进行采收作业时不能及时有效跟随地面高度起伏状况变化进行自动调节的问题,研究设计了一种采棉机采摘头地面高度调节装置,其关键部件包括仿形机构、升降机构和液压控制系统.通过理论分析得出液压油缸在运动的全过程中所受到的最大推力为62 288.56 N,根据升降机构运动条件得到液压系统的各参数,并基于AMESim仿真软件建立了高度调节装置的升降机构和液压系统的模型,对仿真后采摘头高度调节装置液压系统的流量、位移、速度、活塞杆的受力和升降机构的运动特性进行分析.研究结果显示,仿真结果与理论分析相一致,满足采摘头高度调节工作的需求且验证了理论计算的准确性.

摘要：为提高装有自主设计的液压机械无级变速箱的采棉机的燃油经济性,使采棉机发动机在采摘和运输时的两种典型工作情况下均工作在最佳燃油经济性转速调节特性曲线,提出一种基于燃油经济性的发动机-变速箱速比匹配控制策略,速比匹配控制模块用于采集发动机油门踏板开度信号,并计算此发动机油门踏板开度下的发动机最佳燃油经济性转速,然后向变量泵排量比控制模块和换段控制模块发出控制信号,对采棉机液压机械无级变速箱速比进行调节,使发动机转速在调速特性作用下稳定于目标燃油经济性转速。仿真结果表明:在此控制策略下,采棉机发动机实际转速在给定的负载转矩以及发动机油门踏板开度下能够稳定在目标燃油经济性转速附近,为实现装有自主设计的液压机械无级变速箱的采棉机的燃油经济性控制提供理论依据。