摘要：为了提高棉花打顶机的自动化水平,以高地隙底盘棉花打顶机为载体,利用传感器技术、电机控制技术和PLC控制技术,结合机采棉品种棉花种植模式,设计了棉花打顶机自动对行装置。该装置主要由检测机构、对行机构、电机控制系统、电子控制系统和控制软件组成。采用RecurDyn软件对检测机构进行运动仿真,探究运动规律,为角度传感器选取提供理论依据;利用角度传感器获取棉株偏行量,建立检测杆转动角度与步进电机步进量和转动方向之间的对应关系,通过控制步进电机的步进量和转动方向实现对偏行棉株的精确打顶;通过人机交互界面对控制系统进行实时监测,以提高驾驶直线度。为避免侧枝干扰,对两侧低侧枝情况控制系统采用位置信息对比方法获取主茎秆位置;对单侧低侧枝情况按原程序执行,田间实测表明该误差可忽略。田间试验表明,与人工对行相比,自动对行平均偏行量减小了8.08 cm,同比降低56.62%,无偏行率同比提高275%。

摘要：为了给棉花打顶机械设计提供参数,利用复合材料力学知识建立了打顶时期棉秆的力学模型,获得其力学参数,并按不同方向进行了压缩和弯曲力学试验。采用HY-0580微型机电子万能力学试验机进行了不同组分的试验,所有机械弹性参数应用复合材料理论分析计算,确定了打顶时期顶部棉秆轴向压缩弹性模量:E_(Z)=11.25MPa,径向压缩弹性模量E_(X)=E_(Y)=3.81MPa,异性面弯剪模量G_(XZ)=G_(YZ)=0.605MPa,同性面弯剪模量G_(XY)=4.32MPa。利用三维实体建模软件建立切割棉秆模型,导入有限元分析软件ANSYS中进行显示动力学分析,采用Box-Behnken模型试验法对影响切割功耗因素进行优化试验研究,建立了切割功耗与刀片刃角、刀片转速与前进速度的二次回归模型。对模型响应曲面分析寻优,得到最佳结构及作业参数,即在刀片刃角31°、转速3394.6r/min、前进速度1.8km/h时,切割功耗为1.6kW。