摘要：针对南方丘陵山区复杂林地除草作业环境,对智能除草机避障问题进行研究。首先,在原有除草机的基础上设计了适应于油茶林除草避障作业的智能应用系统,采用双目摄像头LeTMC-520与AJ-SR04M超声波传感器相结合的方式感知周边作业环境,以Jetson Nano为上位机、STM32F405RGT6为下位机组成控制系统核心,引入模糊控制算法,并改进灰狼算法(IGWO)对隶属度函数和模糊控制规则进行优化;其次,在MatLab软件进行改进的算法仿真验证;最后,在油茶林试验地进行除草测试,验证其方案的可行性以及避障功能的可靠性。研究结果表明:与传统的模糊控制对比,此控制方法控制更加精确,能够满足南方非结构化林地的除草作业避障需求,可为机器提供可靠的安全防护功能。

摘要：手扶式除草机在丘陵山区果园使用过程中产生了强烈的振动,影响了使用农机的体验感,给操作者带来了不适感,还会增加操作者患“白指病”的风险。基于以上问题,提出了一种“除草机-杂草”系统数学建模方法。根据“除草机-杂草”构成部件及工作原理建立了5自由度振动模型,根据模型写出了系统的微分方程,利用Matlab软件对模型进行了仿真,得到了系统关键振动部件的振动加速度信号的时域变化曲线,扶手组合、发动机、汽油箱、支架、刀片的均方根分别为10.66m·s^(-2)、2.466m·s^(-2)、2.709m·s^(-2)、21.43m·s^(-2)、3.131m·s^(-2)。数据表明扶手组合z轴的振动均方根值超过了人体适宜的10m·s^(-2),需要对设备进行优化,因此研究了扶手组合质量与振动的关系,经过多次实验发现其扶手组合质量相对增加了0.2kg进行仿真,结果显示,扶手组合处的均方根由原来的10.66m·s^(-2)降至6.323m·s^(-2),扶手组合传递到人手振动加速度均方根值降低了40.6%。为除草机类似产品设计及机械减振优化提供相关的论基础。

摘要：现有果园株间机械避障除草机针对树干直径不同的果树均采用同一刚性系数弹簧,无法适应不同直径树干弯曲载荷承受能力,树干直径较小的果树损伤严重,树干直径较大的果树除草作业覆盖率有待提高。针对上述问题,在前期研究机械结构基础上,依据不同直径猕猴桃树干弯曲载荷承受能力,确定不同直径猕猴桃树干对应的弹簧刚性系数与机器作业速度的最优工作组合,以保证不损伤果树的前提下达到较高除草作业覆盖率和机器作业效率。利用电子万能材料试验机进行猕猴桃树干弯曲试验,测定不同直径树干临界弯曲载荷;利用Recurdyn模拟机械避障过程,在最大机器作业速度440mm/s下对不同直径猕猴桃树干对应的弹簧刚性系数进行标定;以机器作业速度为试验因素、除草作业覆盖率为评价指标进行仿真试验,确定不同直径猕猴桃树干对应的弹簧刚性系数与机器作业速度的最优工作参数组合。以仿真试验得出最优工作参数组合进行田间验证试验,结果表明:除草作业覆盖率均可达90%以上,仿真试验相对于田间试验的最大偏差为3.13%,且对果树零损伤。研究可为果园株间除草作业机械化的发展提供参考。

摘要：针对篱架式栽培葡萄株间自动避障除草机作业时需要避开葡萄藤的要求,该文设计了一种自动避障机构,分析了自动避障机构躲避葡萄藤的工作原理。自动避障机构包括平行四连杆机构和避障触发机构,避障触发机构的关键部件是触杆,触杆由两段直线及连接两者的圆弧部分构成。在ADAMS中建立了参数化除草机模型,以触杆较长直线部分的长度L、中间过渡圆弧的角度θ和触杆与除草部件边缘的3个距离d1、d2、d3的组合D为试验因素,以作业后未除杂草面积S3为指标进行正交试验,得出D为显著因素。以D作为优化变量,对S3进行优化。优化结果表明,当D为225、300、212 mm时,S3取得最优值。田间试验表明,优化后平均除草作业覆盖率比优化前提高8个百分点以上,除草作业覆盖率的标准差降低,作业稳定性较好,可为篱架式栽培葡萄株间自动避障除草机优化设计提供参考。

摘要：为解决水田除草机作业容易陷困而导致的效率降低问题,设计了一种液压底盘驱动系统,并对液压底盘的自适应优势进行了研究。对理论模型开展设计,并进行了水田的滑转率测量实验。通过滑转率实验获得的数据进行液压系统压力、液压元件流量及排量的计算,并在相关液压元件选型后进行仿真实验。仿真结果表明,液压底盘具有自适应优势,在工作中可以维持扭矩输出在合理范围内,有效改善除草机工作陷困的状况。

摘要：针对宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄栽培模式多样且不规范,株间除草次数多、除草难等问题,设计了一种葡萄自动避障株间除草机,主要由机架、限深机构、传动机构、液压系统及自动避障除草机构等构成,通过触碰杆绕立轴旋转完成自动避障、株间除草作业。田间试验结果表明,株间除草率为85.8%,株间伤株率为0.37%,纯小时工作效率为2 104 m/h。试验指标均达到团体标准要求。

摘要：针对田地中杂草生长的危害和环保需求问题,设计去除苗株间杂草的除草机,通过升降系统满足除草刀具不同高度的作业需求。除草机关键部件由升降电机、升降螺杆、刀具支撑架、驱动轴及刀具组件等组成。驱动轴通过电机带动旋转。轴上的刀具通过旋转切割除草。独立转向驱动装置用于实现除草机的移动和转向。

摘要：为了解决苗期除草问题,设计了一种悬挂式旋转切土除草机,可以对各种农作物苗期进行除草作业,经田间试验测试,耕深50 mm,除净率90%,作业效率0.50 hm2/h。其创新点是改除草部件直线运动为旋转运动,优势是绿色环保改良土壤。

摘要：田间除草是农业生产过程中的一项重要工作,对于保障农作物稳产高产意义重大,随着农业机械化生产的普及,化学药剂除草的方式不仅造成了严重的环境污染和生态破坏,而且不利于农作物食品安全,探索机械技术为主体的自动化除草设备意义重大。以自动除草机的国内外研究情况及趋势特点为基础,分析了除草机田间作业过程有效避障的关键因素及避障工作实施原理,对自动避障控制系统进行软硬件选型与功能设计,并针对自动作业除草机的避障功能发展进行展望。

摘要：针对南方丘陵山区林地的复杂草地环境,设计出除草机林间除草避障系统以保护机具,实现高效除草。首先,提出仿地形作业机械结构和模糊控制方法融合的机械、传感器、控制单元一体的林间除草避障系统设计,通过AJ-SR04M超声波传感器获取障碍物距离,以STM32F103单片机作为控制器,引入模糊控制算法,利用MATLAB软件仿真完成对算法的验证;第二,通过南方油茶林地现场除草试验,验证作业机具仿地形避障、动力适应避障、区域避障和绕行避障功能的可靠性。研究结果表明:林间除草避障系统很好地满足了非结构化林地条件的除草作业要求,具有安全保护和作业可靠的特点。