摘要：土壤电导率的准确、实时和原位获取可为农业生产精准管理提供有效的数据支撑,为提高传统电流-电压四端法测量精度,该研究基于电流-电压四端法3种测量组态,开展土壤电导率主要影响因素(土壤含水率、电极入土深度、土壤坚实度和土壤处理方式)对电流-电压四端法的3种测量组态测量精度影响的试验。结果表明,Wenner和Schlumberger两种测量组态可较好地适用于不同土壤环境条件。进一步以Wenner和Schlumberger两种测量组态所测土壤电导率值为输入量,基于BP神经网络构建了双组态融合的土壤电导率回归模型,并在此基础上设计了一种土壤电导率测量装置,该装置主要包括JESTON nano、STM32单片机数据采集模块、传感器、激励源及差分放大模块等组件。工作稳定性试验结果显示,该装置在不同土壤电导率梯度条件下测量数据的标准偏差均小于0.43μS/mm;田间性能对比试验结果显示,该装置测量数据的均方根误差值为0.18μS/mm,测量精度优于传统单独测量组态和市面常用土壤电导率测量仪,以上结果表明所研制的土壤电导率测量装置具有较好的工作稳定性和测量精度。该研究可为田间土壤信息的实时原位采集提供一种高精度的检测工具和技术手段。

摘要：为了提高小型两行轮式玉米收获机在复杂地形的作业能力,设计了一种三点调平装置,建立了调平模型并对其进行了理论分析,并设计了调平控制系统。在此基础上,设计并制造了试验用车,对倾角信号进行滤波处理后,进行了调平试验。试验结果表明:车身左倾最大调平角度是15°,右倾最大调平角度是17.5°,前倾最大调平角度是12.5°,后倾最大调平角度是17.5°,验证了自动调平机构和控制系统的可靠性和实用性。设计的针对4YZ-2玉米收获机的三点调平装置和调平控制系统可为玉米收获机自适应调平提供了研究基础,并为其他行走农业机械的调平设计提供了新思路。

摘要：为了提高吸盘的吸附性能,基于水蛭吸盘表面存在的凹坑形态,运用仿生学原理,在常规吸盘表面设计凹坑形态,使吸盘工作表面存在多个小型吸盘,提高吸盘的吸附性能。运用部分正交多项式回归分析,探究凹坑形态的直径、单排凹坑数量及排间距对吸盘吸附力的影响。试验表明,不同凹坑的形态参数对吸盘吸附力具有不同的影响效果,当凹坑直径为1.5 mm、单排凹坑的数量为40个及排间距为4 mm时,仿生吸盘在基底表面的吸附力为49.54 N,相对于标准吸盘在基底表面的吸附力提高49.21%。建立设计因素与评价指标间的数学回归模型,确定对吸盘吸附力影响的显著性主次顺序为排间距、凹坑直径、单排凹坑数量。仿真分析表明,工作表面存在的凹坑形态改变了吸附时吸盘表面接触压力及摩擦应力的分布,并且仿生吸盘工作表面的摩擦应力和接触压力均大于标准吸盘,增大了仿生吸盘在基底表面的吸附力。

摘要：实现农业机械化转型升级和高质量发展不仅是农业现代化和农业强国建设的重要内容,也是“双碳”目标下我国农业可持续发展的客观要求。为此,从政治经济学视角阐释了“双碳”目标下我国农业机械化转型升级的逻辑,从系统论视角提出了转型升级的“十化”路径,即农机装备创新靶向化、农机装备创新三全化、农机装备设计现代化、农机装备研发应用一体化、动力装备大型智能化、作业装备高端智能化、农机农艺融合化、农机装备低碳化、农机社会化服务专业化及农机经营主体职业化。

摘要：针对现有薄壁结构存在比吸能不高、压缩力效率较低的问题,以蜂窝为原型,模拟蜂窝多级嵌套结构,进行仿生结构优化设计。为了更好地探究形状参数对吸能能力的影响,进一步以相对旋转角度及加强柱直径为设计变量,设计了共20种仿蜂窝多级薄壁结构。运用3D打印技术,制备了尼龙材质的仿蜂窝多级薄壁结构样件,并进行准静态压缩试验。最后,对比分析了数值模拟结果与试验结果,得出以下结论:本文吸能能力最强的模型为YMT20-3.6,比吸能达到了10.87 J·g^(-1),较初始模型YMT0-0提高了约86%;旋转角度越大,加强柱直径越大,模型截面面积分布越均匀,模型变形模式也趋于对称,其能量吸收能力也更强;较大的旋转角度拥有更优异的吸能能力,但是其压缩力效率较小。增大模型加强柱直径能够减少旋转角度对压缩力效率的影响,提高模型的压缩力效率,从而得到吸能能力强、压缩力效率高的薄壁结构。

摘要：液压悬挂系统是实现拖拉机与作业机具连接的关键部件,在拖拉机出厂前常采用人工挂接方式检测液压悬挂系统的承载性能,存在耗时长、效率低、存在安全隐患等缺陷。在不改变现有油缸加载检测装置的前提下,根据四杆运动机构设计了一种用于大中型拖拉机液压悬挂系统检测的挂接装置。结合四杆结构特点及拖拉机液压悬挂检测相关规定,分析了挂接装置的运动规律。基于四杆机构,设计了液压悬挂挂接装置,并对关键部件进行强度校核。在实验环境下,重复测试已研制液压悬挂挂接装置的挂接性能。试验表明:挂接装置的平均挂接时间为68.6 s、挂接成功率为96.7%,远低于人工挂接操作时间,并具有良好的挂接成功率。研制的液压悬挂挂接装置结构简单、性能可靠,降低拖拉机液压悬挂的检测强度、提高检测效率,为国内外拖拉机生产厂家设计一种用于拖拉机液压悬挂自动化检测系统提供依据。

摘要：针对气吸式大豆排种器高速作业时气压依赖性高、功耗大的问题,基于Magicsem型气吸式排种器,设计了一种能够在较低负压下完成高速排种的气吸式大豆高速精密排种器。通过Ansys Fluent对排种器气流场进行仿真,研究排种器结构对气压均匀性的影响。通过EDEM仿真排种器无负压状态下的充种性能。通过DEM-CFD耦合分析不同充种层高度对排种器充种效果的影响。根据仿真试验优化的结构参数加工排种器,并进行排种器的台架试验。台架对比试验表明,本文设计的排种器吸种临界真空度相比于Magicsem型排种器减少5%~25%;充种层高度对排种性能影响的验证试验结果与仿真试验结果一致;优化后的排种器在前进速度为8 km/h、负压为4 kPa时,排种合格率为95.04%,漏播率为3.05%,重播率为1.91%,满足大豆精密播种要求。

摘要：为解决雨天行车时,由于车速过高导致驾驶人无法准确识别公路路侧信息的问题,本研究首先基于注意分配理论选取车速、驾驶人视野图片清晰度、视线角度和注视分布比例作为雨天行车驾驶人的注意分配指标,结合Fisher判别理论建立雨天视觉搜索能力量化模型。其次利用UC-win/Road模拟驾驶软件搭建试验平台,以降雨强度和车速作为影响因素,研究二者协同作用下的驾驶人注意分配指标的变化规律,构建降雨强度-车速与视觉搜索能力的关系模型,并提出降雨强度与限速的匹配方案。结果表明,车速和降雨强度的增加都会导致驾驶人难以观察道路远方的交通信息,驾驶人为降低行车风险,会改变视觉搜索策略,转而增加对道路前方的关注程度,进而降低了对观测目标的视觉搜索效率。因此,当车速和降雨强度匹配不当时,驾驶人需要花费更多努力将注意转移至观测目标所在的兴趣区域,导致无法及时发现路侧交通信息。此外,视觉量化模型的整体判别准确率为85.94%,可以较好地评价雨天环境下驾驶人视觉搜索能力。最后分别对传统基于停车视距的限速方案和基于驾驶人视觉搜索能力的限速方案进行了对比,结果表明基于停车视距的限速模型计算的限速值较高。为避免由于车速过高导致驾驶人无法准确识别路侧交通信息,小雨、中雨和大雨的限速值分别应不超过100、70和50 km/h。

摘要：针对油莎豆机械化收获过程中块茎(果)与土壤草团(杂质)分离不彻底导致收获损失率与含杂率较高的问题,设计了一种双层滚筒筛式果杂分离装置,通过理论分析确定了该装置的主要结构参数与工作参数。建立了分离装置-收获物料互作的EDEM-MBD耦合仿真模型,以双层滚筒筛转速、分离螺旋输送器转速、柔性齿段长度为试验因素,以块茎分离率和含杂率为试验指标,依据Box-Behnken试验原理开展三因素三水平仿真试验。对试验结果进行方差分析,建立了分离率、含杂率与各显著因素之间的回归模型,利用回归模型进行参数寻优,结果表明:当双层滚筒筛转速为24.9 r/min、分离螺旋输送器转速为148.5 r/min、柔性齿段长度为1 277.8 mm时,分离率最大,为96.23%,含杂率最小,为25.55%。田间验证试验结果表明:最优参数组合下的果杂分离装置平均分离率为93.19%,平均含杂率为26.65%,与回归模型寻优结果基本一致;果杂分离装置与清选装置联合使用时,分离率增加1.05个百分点,含杂率降低9.97个百分点,可满足油莎豆收获生产需求。

摘要：针对玉米收获机秸秆还田装置秸秆粉碎合格率低以及春季免耕播种时垄台秸秆壅堵等问题,该研究设计了一种能够使切断的秸秆顺利导入垄沟的断秸导流装置。作业时定刀与高速旋转的动刀对玉米秸秆进行横-纵向滑切,玉米断秸沿导流板导流至垄沟,提高秸秆粉碎合格率的同时减少垄台秸秆壅堵。建立玉米秸秆切割力学模型以及玉米断秸导流运动学模型,结合运动学及动力学分析,明确了影响断秸导流装置的主要因素为动-定刀间距、导流板偏角及导流板倾角。以秸秆粉碎合格率和秸秆导流率为试验指标进行装置结构参数优化试验,试验结果显示,断秸导流装置各参数最优组合为动-定刀间距48mm、导流板偏角52°、导流板倾角45°。将最优参数组合下的断秸导流装置与甩刀式及锤爪式还田装置,在不同工况下进行对比试验,试验表明:断秸导流装置的平均秸秆粉碎合格率为94.40%,比甩刀式和锤爪式平均秸秆粉碎合格率提高3.53%、2.15%,秸秆粉碎性能优于其他还田装置;最优参数组合下的断秸导流装置平均秸秆导流率为93.8%,导流效果明显。该装置可以有效提高秸秆粉碎合格率,减少免耕播种时秸秆壅堵,研究结果为玉米收获机新型秸秆还田装置的设计提供参考。