摘要：针对马铃薯联合收获机作业时车身不能随地形起伏变化自适应平衡,导致作业安全性低、收获损伤大、收获品质差的问题,设计了一种马铃薯联合收获机车身调平系统,该系统采用融合一阶惯性滤波的倾角传感器监测车身横向倾斜角度,干扰和抖动被有效抑制;通过车身调平机构动力学分析,建立了系统的数学模型;采用基于一阶惯性滤波的模糊PID算法控制比例阀驱动升降液压缸运动,从而实现马铃薯联合收获机车身自动调平。对车身调平系统进行仿真分析,结果表明:与传统PID算法相比,模糊PID具有更好的控制性能,系统调节时间缩短51.77%,上升时间缩短53.57%,最大超调量减小6.25%;对整机控制系统进行静态和动态试验测试,结果表明:在坡度-10°~10°范围内,系统自动调平时间小于4 s,最大调平误差小于1°;车身在倾斜角10°工况下,使用模糊PID控制算法自动调平时间缩短约50%,静态试验结果与仿真分析结果相符;在起伏变化较大的路面以速度3.6 km/h行驶时,车身倾斜角误差控制在±3°以内,较好地实现了马铃薯联合收获机车身自动调平控制,满足实际作业需求。

摘要：针对现有钵苗移栽机在起伏垄面作业时栽深控制稳定性低的问题,采用栽植器仿形方法,以可编程机床控制器(program machine control)为核心,设计了自动精准定深仿形装置以实现对每行栽植器独立主动仿形。通过理论分析确定自定深仿形装置关键结构与扭矩、升降速度等参数,并设计了自定深移栽试验台。运用正交试验优化方法,研究该仿形机构作业速度、升降速度和移栽株距参数变化与栽深合格率关系。通过Box-Benhnken组合试验,得到影响栽植深度合格率的各因素由大到小为移栽株距、升降速度、作业速度。通过软件寻优得到栽深合格率最高条件下的最佳参数组合为作业转速180 mm·s^(-1)、升降速度142 mm·s^(-1)、移栽株距195 mm。台架试验表明,采用自定深仿形装置后的平均栽深合格率为91.9%,具有田间实际应用价值。

摘要：由于设计的玉米脱粒试验台清选风机,在样件试验过程中风机叶片出现严重扭曲变形故障。为实现有效改进,借助有限元分析软件对风机结构开展线性动力学分析。分析结果表明:原风机结构在800~900r/min长时间运行时,自身固有频率与激励频率耦合,共振后导致破坏,分析结果与故障现象具有一致性。通过在叶片薄弱位置增设中间支撑,改进后风机轴装配1阶固有频率由62.3Hz提升到116.3Hz,改进后样件在后续试验过程中运行可靠,未出现破坏现象,证明改进措施切实可行,为后续开发高性能样机提供了参考。

摘要：我国作物秸秆主要采用直接还田的方式进行处理,可增加土壤养分,提高有机质含量,但还田量过大会造成微生物与作物争肥,影响种子发芽生长。目前,秸秆机械化收集多采用分段作业方式,机械多次进地易造成土壤板结。针对上述问题,研发了一款自走式玉米穗茎兼收秸秆打捆一体机,主要由机架、割台、果穗升运器、秸秆揉搓切碎机、剥皮机、果穗箱、秸秆打捆机及发动机、驱动桥及转向桥等部件组成,能够一次性实现玉米果穗收获及秸秆打捆等多道工序。田间性能试验结果表明:该机工作正常,可靠性高,主要性能指标均达到或优于国家标准。

摘要：针对现有棉花打顶机械对棉花实际生长高度测量效果差及打顶过程中漏打顶、过打顶等问题,提出了检测装置与打顶装置分开、升降动力与切割动力分开的方案,研制了一种基于FPGA的电力驱动式棉花智能精准打顶机。检测装置对棉花高度精准检测,打顶装置根据机具前进速度进行实时调整,实现了精准定量打顶;触屏控制系统能够实时显示作业速度、作业面积及监控棉花打顶过程,大大提高了棉花打顶机械的智能化水平。田间试验结果表明:整机结构稳定,机具作业速度在2.97km·h-1以内时,打顶率达90%以上,机具结构设计合理,为棉花打顶机械化提供了技术支持。

摘要：针对新疆平作区棉花残膜回收机起膜、拾膜分步作业造成残膜回收率低、含杂率高的问题,提出了起膜、拾膜协同作业的思路,设计了一种铲齿组合式(同步起膜、拾膜)残膜回收装置。通过对起膜铲起膜机理进行分析,确定了起膜铲导曲面参数方程和主要结构参数;通过对捡拾滚筒拾膜过程运动及受力分析,确定了拾膜齿杆能够"扎"起残膜的必要条件。运用Design-Expert 8.0.6数据分析软件中心组合试验方法对组合式残膜捡拾装置的关键参数进行了试验,建立了起膜铲入土角、捡拾滚筒转速、机具前进速度与残膜回收率和含杂率的三元二次回归模型。采用非线性优化计算方法,对影响因素进行综合优化计算。试验结果表明:当起膜铲入土角为30°、拾膜滚筒转速为120 r/min、机具前进速度为1.0 m/s时,残膜回收率为90.3%,含杂率为4.1%,比起膜、拾膜分步作业条件下的残膜回收率提高了5.3个百分点,含杂率降低了4.8个百分点。试验指标均达到了国家和行业标准要求,试验结果满足设计要求。

摘要：针对长江中下游稻麦轮作区的稻茬地根茬量大韧性强、土壤黏度高不宜粉碎等问题,该研究基于仿真试验研制双轴破茬免耕装置。通过EDEM软件建立破茬开沟装置-秸秆-土壤离散元模型,采用正交试验得到破茬开沟装置的刀型、排列方式以及刀具数量,基于EDEM-ADAMS联合仿真,采用单因素试验、正交试验、二次回归正交旋转试验和响应曲面法对甩刀、粉碎装置以及双轴破茬免耕装置进行动力学分析,得到甩刀具参数、旋耕刀轴和粉碎刀轴转速以及双轴轴心水平与垂直高度,得到机具最佳参数:破茬装置选用30把旋耕刀采用双螺旋排列,刀轴转速为286 r/min;粉碎装置选用L型(32把)和直刀(8把)采用双螺旋排列,刀轴转速为605 r/min;双轴水平距离548 mm、垂直高度168 mm。根据优化参数试制样机并进行田间性能测试。田间试验结果表明,秸秆和稻茬以0.93 kg/m^(2)全量覆盖时,双轴破茬免耕装置对水稻秸秆、根茬的平均切断率以及切茬率分别为95.09%和95.16%,机具通过性良好,田间平均出苗率为95.29%,符合当地农艺要求,适用于秸秆覆盖量大的作业情况。所设计的双轴破茬免耕装置满足长江中下游稻麦轮作区小麦免耕播种作业要求,可为双轴旋转型耕作装置以及根茬不易粉碎、土壤黏度高条件下的免耕播种提供参考。

摘要：针对甘薯秧蔓收获过程中输送通道堵塞、功耗大、作业参数采集难等问题,研究设计了在不同喂入速度、夹持输送速度和切割速度下甘薯秧蔓收获特性试验装置。试验装置由喂入装置、割台装置和控制系统组成,喂入速度、夹持输送速度和切割速度可调整。以秧蔓收净率、切割力和切割扭矩为目标值,对喂入速度、夹持输送速比和切割速度等影响因素进行了中心组合试验和验证试验。建立了响应面数学模型,分析了各因素对作业性能的影响,同时,对影响因素进行了综合优化。试验结果表明:收净率影响显著性主次顺序为夹持输送速比、喂入速度、切割速度,切割力和切割扭矩影响显著性主次顺序为切割速度、夹持输送速比、喂入速度;其最优工作参数组合为喂入速度0.55 m/s、夹持输送速比1.48、切割速度1.50 m/s时,收净率为91.0%、切割力为152.89 N、切割扭矩为5.87 N·m,验证试验表明实测值与理论优化值误差小于5%。

摘要：针对目前花生连作导致花生减产的问题,设计研制了土层置换式深翻犁。重点对土层置换式深翻犁的翻转机构进行机械设计和运动分析,对犁体曲面进行了理论分析和受力分析。为验证土层置换式深翻犁的作业性能,以犁铧安装角、耕宽、作业速度为试验因素,以耕深变异系数、植被残茬覆盖率和翻垡率为性能评价指标,进行三因素二次旋转正交组合田间预试验,得到各因素的响应曲面模型,分析了各因素对性能的影响,并以耕深变异系数最低、植被残茬覆盖率最高和翻垡率最高为目标对各因素进行优化。最优结果为:犁铧安装角为25.58°、耕宽为526.01mm、作业速度为5.82 km/h时,耕深变异系数为3.35%、植被残差覆盖率为93.95%、翻垡率为94.39%。以最优结果为基础,对作业速度设置5个梯度进行田间验证试验。验证试验结果表明,当土层置换式深翻犁以最优犁铧安装角、耕宽作业时,各个速度梯度下耕深变异系数均小于4%、残茬覆盖率均大于90%、翻垡率均大于90%,满足翻转犁作业质量要求。连续两年应用土层置换式深翻犁对连作花生地进行增产效果试验,试验结果表明,2022年花生产量比对照组增产21.2%,2023年增产16.9%,增产效果显著。本研究可为连作花生大面积单产提升提供技术支持。

摘要：针对高含水率的畜禽粪便堆肥易堵料、难抛撒,使用人工撒施劳动强度大,严重制约畜禽粪污有效利用的问题,对农家肥的含水率、容积密度、滑动摩擦角、自然休止角等物理特性进行统计分析,以此为基础设计整机液压系统,并创新设计柔性甩料机构、可变长度搅料板机构、Arduino控制模块与北斗导航集成在一起的辅助控制系统。选取抛撒转速、行走速度和抛撒角度为试验因素,以均匀度变异系数和撒肥幅宽为试验指标作正交试验及响应曲面分析。结果表明,抛撒转速、抛撒角度、行走速度对撒肥均匀度变异系数的影响依次减小,利用Design-Expert 12.0.3.0软件进行响应曲面分析,当抛撒转速为305 r/min,行走速度为4 km/h,抛撒角度为20°时,均匀度变异系数为26.8%,撒肥幅宽为5.2 m,此时撒肥幅宽满足设计要求且均匀度变异系数最小,并通过试验进行验证。