摘要：针对小型谷物联合收获机在丘陵区作业倾斜角度大、通过性差等问题,开展谷物联合收获机底盘自动升降液压系统设计与试验。本研究设计了底盘自动升降液压系统总体结构,对内置位移传感器液压缸、比例换向阀等关键部件进行设计和选型,提出了基于横向倾斜角度伸缩液压缸进行调平和升降的方法,采用自动调平控制和手动调平两种调平模式对底盘进行调平。应用AMEsim开展液压系统的仿真分析,发现换向时液压缸压力与流量稳定,位移速度平稳。设计了以PLC控制器和PID控制方法为核心的调平控制策略,通过调节液压缸长度实现对底盘的姿态调节,并开展静态调平试验。结果表明:比例换向阀开度范围为20%~45%时,能有效控制液压缸伸缩速度;调节时间随倾斜角度增加而增加,在倾斜角度7.7°范围内的总体调节误差低于0.5°,可满足谷物联合收获机对底盘横向调平的需求。该研究提出了依据横向偏角实现调平的液压系统和控制方法,为小型谷物联合收获机底盘调平液压系统设计提供参考。

摘要：为解决大豆玉米间套作中收获机清选装置小,清选通用性差、清选时间不足导致的作业效果差等问题,该研究以4LZ-3.0Z小型自走式谷物联合收获机清选装置为基础,改进了一种大豆玉米兼用清选装置的试验台,首先使用EDEM建立玉米清选主要脱出物离散元模型,应用EDEM-Fluent耦合仿真对比原筛箱A(直上筛和下筛)、改进筛箱B(上筛分段、下筛凹面)、改进筛箱C(下筛凹面更大)的清选过程,验证设计合理性。然后选取振动频率、上筛倾角、下筛倾角为试验因素,以含杂率和损失率为试验指标,对大豆和玉米分别进行单因素试验和响应面试验,研究所选试验因素对试验指标影响,并分别获得两种作物最佳工作参数组合。仿真试验结果表明:筛箱B中籽粒透筛区域和物料移动趋势相对于A、C更加利于清选。台架试验结果表明:所选试验因素对试验结果均有显著影响(P<0.05),对于两种作物,当振动频率增大,损失率和含杂率均先降低后上升;当上筛和下筛倾角增大,含杂率先下降后上升,损失率持续下降。大豆响应面试验结果表明:当振动频率为5.9Hz、上筛倾角为10.5°、下筛倾角为6.5°,最优清选效果含杂率均值为0.622%,损失率均值为0.439%;玉米响应面试验结果表明:当振动频率为4.7 Hz、上筛倾角为10.3°、下筛倾角为8.6°,最优清选效果含杂率均值为0.956%,损失率均值为0.771%,对比原机的清选装置,改进后大豆清选时含杂率降低38.8%,损失率降低45.9%;玉米清选时含杂率降低29.9%,损失率降低30.1%。研究可为大豆玉米通用联合收获机设计提供理论基础。

摘要：针对青贮玉米收获机粉碎刀片锋利度差、滑切性能弱等问题,该研究以切叶蚁上颚为设计原型,采用逆向工程技术提取并拟合其上颚滑切曲线,并依据该曲线设计一种仿生刃口曲线。应用EDEM构建秸秆离散元模型进行仿真切割试验,对比仿生刀片、斜刃刀片、直刃刀片在横切角90°、切削角0°参数条件下对秸秆的切割力变化过程,并利用高速摄像机记录台架对比试验中秸秆切割变形过程,结果表明秸秆切割变形过程可分为3个阶段:挤压阶段、切割阶段及贯穿阶段。仿真试验中仿生刀片对秸秆的最大切割力相较斜刃刀片、直刃刀片分别降低4.05%、6.09%,台架对比试验中仿生刀片对秸秆的最大切割力相较斜刃刀片、直刃刀片分别降低10.53%、12.82%,仿生刀片在提高秸秆切面平整度和降低秸秆最大切割力方面均具有明显优势。以刀型、横切角、切削角为试验因素,以秸秆的最大切割力为试验指标开展秸秆切割台架正交试验。试验结果表明:刀型、横切角对秸秆的最大切割力有极显著影响(P<0.01),切削角对秸秆的最大切割力有显著影响(P<0.05)。使用较优参数组合进行验证试验的结果表明,横切角90°、切削角20°、仿生刀片对秸秆的最大切割力为623.3 N。研究结果可为青贮玉米收获机粉碎刀片设计提供理论参考。

摘要：为解决薏苡脱壳机籽粒含杂率和损失率偏高问题,设计一种振动筛清选装置,通过理论分析确定筛面尺寸、筛孔孔径范围和筛面倾角,采用离散元(DEM)模拟对基本参数进行优化。基于理论分析,以含杂率和损失率为指标,采用EDEM软件分别对筛面孔型、筛孔孔径、振动幅度、振动频率作单因素模拟试验。结合模拟试验结果,开展三因素二次回归正交旋转组合试验;基于响应曲面法对回归模型进行多目标优化,结果表明最优参数组合为:筛孔孔径5.463 mm、振动幅度7.626 mm、振动频率7.637 Hz,此时含杂率为1.054%,损失率为3.783%。将最优参数圆整后通过样机验证试验,测得薏苡含杂率为1.297%、损失率为3.562%,与优化参数一致,符合生产要求。

摘要：针对勺链式马铃薯播种机作业过程漏播率较高的问题,提出“错位定位法”马铃薯漏播检测方法,并设计马铃薯漏播检测与补种系统。以ATmega2560单片机为核心,设计由永磁铁阵列、霍尔传感器、漫反射光电开关传感器组成的漏播检测系统;提出V型补种轨道导向与电磁铁击打结合的补种装置,试验测试马铃薯漏播检测与补种系统的性能。结果表明:马铃薯漏播检测系统的检测精度为96.54%;勺链运动速度为0.20~0.40m/s和mos管通断时间为250ms时,补种合格率>89.0%;击打棒形状为圆柱形、直径为30mm、长度50mm时,击打成功率为97.4%;当V型补种轨道张角和倾角分别为90°和30°时,补种合格率为95.33%,漏补率和堵塞率分别为1.0%和0.67%。该马铃薯漏播检测与补种系统可有效降低漏播率。

摘要：针对4YZLP–2型履带式玉米联合收获机质量大、在丘陵山地田间通过难的问题,对玉米收获机车架进行轻量化设计:采用Solid works对车架进行参数化建模,基于车架参数化模型建立车架有限元模型,通过有限元模型进行模态分析,并利用车架模态试验验证车架有限元模型的有效性。对车架进行力学性能分析,得到了车架的应力与变形结果。基于相对灵敏度分析,筛选出车架的17个零部件的厚度作为设计变量,采用拉丁超立方试验设计以及克里格法建立代理模型,通过MOGA算法,以田间越障工况、满载弯曲工况下最大等效应力和满载弯曲工况下最大总变形量作为约束条件,车架质量和田间越障工况下总变形量最小为优化目标,进行多目标轻量化设计。车架轻量化后,车架质量较优化前减轻31.56 kg,越障工况下最大变形量也降低了0.33 mm。

摘要：针对麦克纳姆轮移动机器人的轨迹跟踪问题,设计了一种自适应滑模控制器。首先,考虑外部干扰以及参数变化,建立了麦克纳姆轮移动机器人的运动学和动力学模型,在动力学模型的基础上设计一种自适应滑模轨迹跟踪控制器。其次,为了实现较好的运动控制,径向基神经网络被用来在线逼近动力学模型中的不确定项。同时,具有σ修正的自适应学习法则被用来估计未知的参数。再者,利用Lyapunov理论分析了该控制方法的稳定性和鲁棒性。最后,仿真结果验证了所提出控制器的有效性。

摘要：【目的】针对大豆玉米气吸式精量播种机在作业过程中出现的漏播现象,设计一种实时的自动补种系统,并通过台架试验验证系统工作性能、确定补种系统的最优参数组合,以减少播种作业中的漏播指数。【方法】利用对射式光电传感器对播种情况进行检测,当检测到漏播时由步进电机驱动补种装置进行补种。【结果】以玉米种子为研究对象,通过多因素试验和响应曲面法分析,补种装置在真空度为4.3 kPa,补种盘转速为27 r/min、吸种孔直径为5 mm时补种效果最优。台架试验表明,当补种系统的参数为最优时,播种合格指数为93.68%、漏播指数为2.38%,合格指数较原排种装置上升2.34%,漏播指数较原排种装置下降3.09%。【结论】研究设计的补种系统能实现实时补种、提高播种合格指数、降低漏播指数。

摘要：针对大豆脱粒装置在收获过程中易堵塞、籽粒损失率和破碎率高的问题,设计一种纵轴流柔性弯齿式大豆脱粒装置。本文阐述柔性脱粒元件及被动可转动式凹板筛的结构及工作原理,对脱粒弯齿进行受力分析,以EDEM和Recurdyn耦合仿真试验验证柔性脱粒元件在脱粒时与籽粒接触力的分析;通过响应面优化试验研究滚筒转速、脱粒间隙、喂入量对脱粒效果的影响,建立以籽粒夹带损失率和破碎率为响应值的多元二次回归模型。结果表明,滚筒转速为366.65 r·min^(-1)、凹板间隙组合为20.78 mm×15.78 mm、喂入量为1.286 kg·s^(-1)时脱粒装置脱粒性能最优,其平均夹带损失率为1.767%,破碎率为0.713%。通过田间试验验证满足实际作业需求。

摘要：传统摘穗板-拉茎辊组合式摘穗装置作业效率高,但仍存在果穗损伤和掉粒损失,而造成玉米果穗损伤的主要原因是果穗与摘穗板碰撞时冲击力过大。为此,拟通过增大果穗与摘穗板的接触面积和作用时间来减小果穗所受冲击力,降低果穗损伤。在SolidWorks中建立玉米果穗和摘穗装置模型,利用ADAMS对果穗碰撞摘穗板过程进行模拟仿真,选择摘穗板形式、接触材料和弹簧刚度为试验因素,果穗与摘穗板接触力为试验指标,进行三因素三水平正交试验。试验结果表明:摘穗板形式、接触材料和弹簧刚度均对果穗受力有显著影响;摘穗板形式为弧板、接触材料为EPDM、弹簧刚度为15N·mm/deg时,玉米果穗平均最小受力为531.147N。研究可为柔性摘穗装置关键部件设计提供理论参考。