摘要：为解决现有超深旋耕刀具作业时存在的土壤扰动大、表层土壤破碎度低的问题,采用SPH方法建立现有刀具-土壤作业系统模型,开展仿真研究,分析刀具对土壤的作用过程,从而揭示现有刀具作业时土壤扰动大、表层土壤破碎度低的原因;而后,开展超深旋耕刀具结构创新设计,构建3种新型刀具,并对其扰动效果进行仿真分析,优选出性能最佳的新型刀具,最后与现有刀具的作业性能做对比分析。研究结果表明:现有刀具的螺旋叶片触土面积大,对土壤的推挤和抬升作用大,是土壤扰动大的原因,而刀具上方的切割刀片数量少,难以切碎大幅扰动的表层土壤,导致其破碎度低;与原刀具相比,优选的新超深旋耕刀具对表层土壤的竖直方向扰动量减小了67%,且表层土壤的质量中值下降了42%,功耗幅宽比减小11.67%,能有效减小土壤扰动,提高表层土壤破碎度,同时降低功耗。

摘要：本文立足于全球制造业转型升级的关键节点,聚焦机械设计与加工技术的优化与革新,旨在为提升产业核心竞争力提供策略导向,通过对该领域面临的多维度挑战进行深度剖析,本文探讨了从技术创新到管理模式变革的一系列策略,强调了精准制造、成本效益优化及市场响应敏捷性在当前时代的重要性。回顾并整合了近期研究成果,还评估了现有解决方案的成效与局限性,以此为基点,开辟了面向智能制造时代的新思路。文章特别突出了研究的实践意义,即如何通过智能化技术的融合应用,促进机械设计加工的高效能与高质量发展,为实现制造业的智慧转型与可持续增长提供理论支撑与实操指南。

摘要：4GP-1A型甘蔗收获机是一款小型履带自走式割铺机,采用模块化设计,全液压驱动,体积小、重量轻,田间转移灵活、便捷,作业效率高,适用于南方丘陵地区小地块、行距窄的蔗地收获作业。本文详细介绍了甘蔗收获机的总体结构与工作原理,主要部件和关键技术参数设计。田间试验表明,4GP-1A型甘蔗收获机总损失率2.3%,宿根破头率6.2%,铺放角90±14°,根差210 mm,性能指标达到设计要求。

摘要：甘蔗收割机作业工况数据的实时监测具有重要的实际意义,设计并实现一种基于云平台的甘蔗收割机作业远程信息平台。通过PLC、CAN总线和Modbus协议完成车载端的现场作业数据实时采集,使用通信模块并采用MQTT协议将数据上传到云平台,终端用户可以通过手机App或Web访问云数据,实现移动终端对甘蔗收割机作业工况数据的实时监测。通过现场测试结果表明:在1.52 h内,实际收到甘蔗收割机实时传来数据5465条,数据丢失7条,数据准确率为99.88%,丢失率为0.12%。该系统对甘蔗收割机数据监测参数准确,实时性高,能够实现甘蔗联合收割机作业数据的实时采集、远程传输、数据储存与分析等功能,为甘蔗联合收割机的智能化与信息化应用提供了技术支撑。

摘要：为解决挖拔式木薯智能收获机械在作业过程需要快速准确地确定茎秆位置的问题,基于YOLO(You only look once)卷积神经网络提出一种检测速率更快且满足准确率的网络设计(CS-YOLO)。首先,采集并扩增木薯茎秆图像数据集,对样本集进行标注与划分;然后,改进YOLOv1网络结构,利用全局平均池化替代全连接层,并适当调整网络深度和宽度,设计了一种新的网络;最后,对网络进行检测性能试验和对比分析。结果表明:新网络模型尺寸较原网络大小减少约一半,平均每张图像的检测耗时约0.015s,检测速度显著提升;当测试阶段IOU(Intersection Over Union)阈值为0.1时,模型准确率达到了99%,提出的检测方法可满足木薯收获机精准作业要求。研究可为实时、准确地检测田间木薯茎秆位置提供了一种新的思路和方法,也为仿生挖拔式木薯收获机提供了技术支撑。

摘要：蔬菜移栽机在膜上移栽时,只能在较小的范围内调整株距,以保证较小栽植穴口,株距过大会造成栽植器前移撕膜,过小会导致栽植器后移带膜,形成较大穴口,影响幼苗后期生长,为此设计一套栽植静轨迹无级可调的往复式鸭嘴栽植装置。在分析栽植装置结构特点、工作过程及调整构件尺寸参数和安装参数以实现不同株距较小穴口栽植原理的基础上,提出了一套栽植静轨迹无级可调的栽植机构及其栽植方法。通过建立机构的运动学模型,开发了可视化辅助设计软件,分析了各参数对栽植特性的影响,使用逐步逼近法确定了一组满足要求的参数:L_(1)=35 mm、L_(2)=350 mm、L_(3)=70 mm、L_(5)=280 mm、d_(D)=358 mm、Φ4=15°、x_(B)=20 mm,标定了株距每间隔50 mm对应的支点B纵坐标yB的位置。根据机构参数组合设计了鸭嘴栽植装置并建立了三维模型,进行了运动学仿真,验证了鸭嘴栽植装置结构设计的可行性。开展了实验室样机试验,试验结果表明:栽植株距在100~600 mm之间,栽植合格率大于90%,株距变异系数小于6%,穴口长度均小于100 mm,其中株距100 mm时平均穴口长度为52.26 mm,栽植效果良好,可以满足不同株距小穴口的栽植要求。

摘要：为解决传统研发模式下甘蔗收获机输送装置体积大、质量大、零件多、可装配性及可制造性差导致整个生产试制过程中设计、制造反复多,造成产品研发延误的问题,在新一代轻型甘蔗收获机输送装置研发过程中,从设计源头入手,采用面向装配与制造(DFMA)的设计理念,将产品设计与工艺设计并行开发,充分考虑其下游的制造、装配、维护等各方关联因素,以KISS原则为主线贯穿整个设计过程,DFA指数则作为衡量工具对重要零部件初始设计方案进行效率核算,以核算结果为依据对该方案进行优化再设计的多次迭代。实践表明,运用DFMA方法后,取得输送装置总成的质量减轻12.21%,设计制造周期缩短5%,生产成本下降5.38%,小批生产的2台样机一次装机合格并及时投入当年榨季使用的效果。本实践对甘蔗收获机的产品研发及优化具有一定的参考意义。

摘要：目前,促进中国机械制造业的发展已经成为一个热门话题,在该领域中,应重视机械设计与生产之间的关系,并采取有效措施。解决这两个问题,务必在中国加快发展相关产业的效率与水平。本文的核心是机械设计,熟悉模具在制造过程中的作用,透彻领会机械制造过程的处理,为科学繁荣夯实了一定的基础,从而增强我国机械工业的技艺改进,促使工业技术进步与发展。

摘要：为提高甘蔗等高茎秆作物的机械化病虫害防治水平,解决普通喷雾机进地困难、农药用量大且利用率低等问题,该研究研制了一套基于三维Li DAR实时扫描的高地隙宽幅喷雾机变量施药系统。该系统搭载的喷雾机作业幅宽24m、地隙1.35 m,喷杆喷雾高度在0.5~2.5 m可调。变量施药系统采用16线激光雷达传感器,对作物的三维信息实时探测,安装于机具后端的脉宽调制(PWM,Pulse-WidthModulation)控制器从CAN总线上获取喷雾机的速度信息并传递给计算机,采用Python控制程序,融合激光雷达数据与实时速度信息绘制喷雾量处方图并发送给PWM控制器。建立了作物冠层高度与施药量之间的数学模型,根据作物冠层所需要的喷雾量,由控制器控制电磁阀的开闭实现精准变量施药。系统组装完成后,在甘蔗地进行田间试验测试。结果显示:激光雷达能够准确识别甘蔗株高,最大识别误差为8.42%,最小识别误差为0.17%,平均误差为4.59%,激光雷达将识别到的株高信息准确传递给变量施药系统。变量系统开启后,喷雾机会根据株高变化实时改变喷雾量,雾滴沉积密度满足相关标准要求。在变量施药条件下,植株上中下3层的雾滴沉积密度变异系数均小于15%,满足喷雾机(器)作业质量标准要求,机具整体作业性能良好。变量施药时布样区施药总量为56.43 L,相比常量施药的施药总量78.96 L,减少农药用量22.53 L,减幅28.5%。该研究可为高茎秆作物病虫害高效精准防治提供新的思路和方法,为新型精准变量施药机械的结构设计和高效施药技术性能优化提供参考。

摘要：随着中国经济的不断发展,机电工程中的给排水系统受到越来越多的关注,它涉及到建筑物内部的供水和排水系统的设计和施工。有效和可靠的给排水系统可以确保建筑物的正常运行,并提供适宜的用水以及排水条件。本文将对机电工程中的给排水设计与施工技术进行分析,以期为相关工程师和从业人员提供有关此领域的一定指导和参考。