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[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
刘德军 晁浚淇 苏俊锋 邱硕
针对目前园林剩余物资源浪费，收集加工机械设备研究不足的问题，设计了一款履带自走式园林剩余物收集粉碎装置，对其关键部件粉碎刀辊进行结构受力分析基础上，利用EDEM软件对粉碎过程进行仿真试验，分析了主轴转速、动刀与定刀间隙、动刀安装偏置角度、刀片数量等参数对粉碎粒度标准差和粉碎效率的影响规律，最终选择主轴转速、动刀与定刀的间隙、动刀安装偏置角度、刀片数量为主要试验因素，设计了L_(25)(5~6)四因素五水平混合正交试验，获得影响粉碎效率和粉碎粒度标准差的关键参数。结果表明：影响树木枝条粉碎粒度标准差的主要试验因素是动刀与定刀间隙，其次是动刀安装偏置角度，然后是主轴转速和刀片数量；而影响粉碎效率的主要因素是主轴转速，其次是刀片数量，最后是动刀安装偏置角度和动定刀间隙。根据不同的粉碎目的要求，最终确定优化方案为主轴转速2 400 r·min~(-1)，单刃偏锋45°刀，安装偏置角度为10°，动刀与定刀的最小间隙为8～10 mm。根据优化参数加工制作试验样机，最终获得该装置对不同含水率不同直径的枝条粉碎效率为424～1 260 kg·h~(-1),粉碎粒度标准差为3.44～4.56，耗油量最低为7.41 L·t~(-1)等参数，该装置可为园林剩余物收集粉碎装置的设计和生产提供参考。
关键词：
园林剩余物 树木枝条 收集粉碎 粉碎刀辊
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
吴永栓 孙晨阳 周学剑 於锋 周俊
针对传统小型拖拉机(功率低于10 kW)采用内燃机轮式驱动,排放污染大、环境适应性较差、作业功能单一等问题,研制了一款履带自走式电动多功能作业平台,通过搭载旋耕和起垄机具完成田间作业。平台主要由电机、电池箱、变速箱、履带底盘、座椅、悬挂机构、操纵机构、PTO输出等组成;电动机输出轴将动力传递到变速箱输入轴,调节变速箱档位,改变平台前进速度,作业过程电机保持恒速运转,使PTO(动力输出装置)转速恒定,保证平台平稳作业。主要对传动系统、动力参数、履带行走机构进行了设计。确定电机型号XQ–7.5–6,额定功率7.5 kW,功率储备系数20%;传动系统包含3个前进档和1个倒退档;履带宽度230 mm,节距72 mm,轨距650 mm。旋耕及起垄试验结果表明:旋耕平均耕宽86.4 cm,平均耕深16.9 cm;起垄平均垄顶宽42.4 cm,平均垄底宽82.7 cm,平均垄高26.8 cm;作业过程中,电机转速在平均转速的7%～10%波动,平台运行平稳,动力输出均匀;选择功率储备系数20%,能够满足小型拖拉机旋耕、起垄作业需求。
关键词：
履带自走式电动作业平台 参数设计 多功能
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
白雪卫 郝岩 白鑫 张雨 谭睿 宫元娟
自走式秸秆制粒机通过一次进地作业,可对田间散铺的秸秆,或经还田机构初步粉碎的秸秆进行捡拾、再粉碎、输送、除尘,经致密成型机构压制成颗粒形态,输送至集料箱后实现秸秆离田收集。其捡拾装置的工作性能对秸秆颗粒质量及整机工作效率具有显著影响。为解决目前玉米秸秆捡拾制粒机的捡拾率低、捡拾秸秆的含土率高、整机功耗大等问题,设计了一种适用于玉米秸秆捡拾制粒机的锤爪式捡拾装置。对比分析现有的秸秆捡拾装置并设计适用于自走式秸秆制粒机的锤爪式捡拾装置;通过SolidWorks进行三维建模,对捡拾装置各参数进行设计。通过Ansys-Workbench对装置进行模态仿真表明:装置工作频率23.3～33Hz远低于自身固有频率120.08Hz,确定捡拾刀轴的稳定性。单因素与多因素试验结果表明:影响捡拾损失率与含土率的最主要因素为锤爪刀尖离地高度,影响粉碎长度合格率与比能耗的最主要因素为捡拾刀轴转速。利用Design-Expert得出各个试验指标的回归模型,优化出最佳工作参数组合:捡拾刀轴转速1941r·min~(-1),捡拾刀尖离地高度93mm,捡拾损失率3.17%,秸秆含土率12.4%,比能耗463.47kJ·kg~(-1),粉碎长度合格率97.3%。通过田间试验验证,各项指标都满足自走式秸秆制粒机捡拾装置的作业性能要求。
关键词：
秸秆 捡拾 粉碎 移动制粒 模态仿真
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
刘大为 谢方平 李旭
针对微型履带车辆在丘陵山区崎岖路面和坡地作业时存在稳定性减弱、爬坡性能变差等问题,提出了一种采用三连杆运动变形机构,由固定在行走架上的液压缸驱动变形机构变形,使得行走架在一定角度范围内处于水平的可变形履带行走装置设计方案。通过对变形机构的自由度计算和可变形履带行走装置的数学建模,分析了平衡状态下变形杆件的受力情况和机构的变形性能,确定了变形角度与构件之间的相对关系,以及坡地行驶过程中,变形与未变形状态下履带车辆的垂直越障和爬坡性能。结果表明:可变形履带行走装置可实现28°以下坡度自适应;变形后,能够提升车辆在坡地作业时3°左右的爬坡性能,但减弱了垂直越障能力。
关键词：
履带行走装置 变形关系 越障
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
陈猛 张衍林 李善军 孟亮 张雯
设计一种以单履带为行走机构的山地果园运输车,该山地果园运输车由单履带行走装置、车架、传动装置、动力系统等组成,其主体外形尺寸为1 540mm×600mm×815mm。根据整车质心分析和人机工程学确定车辆的结构和运动参数,并利用Creo建立三维模型,计算出车辆的质心位置。根据车辆的质心位置分析车辆在横向坡面和纵向坡面的稳定性。对该山地果园运输车样机在满载情况下进行不同工作环境的测试,结果表明:设计的山地果园运输车的最大载荷为75kg,具备上10°纵向坡,下30°纵向坡以及通过20°横向坡面和通过各种复杂路面的能力。该运输车能够较好地满足山地果园横向运输要求。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
王康 梁秀英 周风燃 陈欢 杨万能
为实现自动高效获取农作物的生长图像,设计了1种适用于旱田作物的高通量履带式小车图像采集系统。系统采用磁导引传感器和磁条实现小车在田间按路径自动行走;采用履带式小车底盘结构以保证系统在田间复杂环境下能稳定运行;在小车支架两侧分别安装俯视和侧视相机,可同时采集2个作物行的俯视图和侧视图,以提高工作效率;运用无线通信技术远程监控小车运行情况;系统顶端安装太阳能电池板,为小车在运行时补充电能。以盆栽玉米植株为研究对象,用该系统采集了玉米幼苗期到抽穗期的植株图像,结果表明,该系统运行稳定可靠,在旱田以0.1m/s速度作直线行驶时,绝对误差小于2cm,最小转弯半径为0.5m,连续采集模式下单个相机采集效率为30张/min,能满足实际需求。
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
潘佛雏 康建明 颜利民
新疆是我国的棉花主产区,棉花秸秆是棉花收获后的作物残体。为避免秸秆焚烧造成环境污染,棉花收获后必须把秸秆及时粉碎还田,否则直接影响来年复耕播种。本文针对目前水平旋转式秸秆还田机秸秆粉碎长度不均匀、留茬高度过高的问题,研制了一种Y型甩刀式秸秆粉碎还田机。通过对整机的结构配置、Y型甩刀的加工工艺、排列形式、刀轴转速及动平衡校核等关键技术进行理论分析,确定了其最佳结构及排列形式。通过对影响机具作业性能的主要因素进行正交试验,得出了工作参数的较优组合。经田间测试,当机具前进速度为9 km/h,滚刀转速为2 400 r/min,刀片离地间隙为10 cm时,秸秆粉碎长度合格率为87.5%,留茬平均高度为9...
[期刊] 华中农业大学学报(自然科学版)
[作者]
王伟康 罗承铭 张国忠 付建伟 董昭 季超 赵状状
针对人工操作履带式收获机进行再生稻头季收获碾压率高、对行稳定性差，以及现有电动履带式机械大田作业精度低等问题，设计一套双电机履带式底盘自动导航系统并进行了试验验证。以自主设计的用于水稻收获的双电机履带式底盘为基础，基于田间滑移模型推导了底盘转向半径与两侧驱动电机转速关系，并设计了自动导航模糊控制器。采用双天线RTK-GNSS获取双电机履带式底盘的实时位置和航向角信息，由自动导航系统的横向模糊纠偏控制器和两侧电机转速PID控制器实时控制两侧电机转速，实现作业路径自动跟踪。路面试验结果显示：双电机履带式底盘水稻收获机行驶速度为0.6、1.0 m/s时，自动导航系统的平均横向偏差分别为0.015、0.021 m。田间试验显示：双电机履带式底盘水稻收获机行驶速度为0.6 m/s时，自动导航系统的平均横向偏差为0.050 m。研究结果表明，相较于使用电控液压转向改装的导航系统，本导航系统控制量精准、响应速度快，跟踪误差小，可用于再生稻头季机收对行作业以降低碾压率。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
尹益文 全腊珍 邹运梅 李健 何学迎 肖旭
为南方小面积田块棉秆切碎还田机设计了棉秆切碎还田装置。该装置由切割装置、扶秆装置、除茬装置组成，棉秆由扶秆装置喂入，从上至下依次被切断、除茬。将该装置挂接在土槽试验机上，对影响棉秆切割长度合格率、功耗和除茬率的主要因素，即机具前进速度、锯盘转速和导向槽口宽度进行了单因素试验和回归正交试验。结果表明：影响合格率与除茬率的因素大小依次为机具前进速度、锯盘转速、导向槽口宽度；影响功耗的因素大小依次是锯盘转速、机具前进速度、导向槽口宽度。利用规划求解进行参数优化，在棉杆长度合格率与除茬率分别不低于８５％和９０％的情况下，锯盘转速为８６０ ｒ／ｍｉｎ，机具前进速度为０．６５ ｍ／ｓ，导向槽口宽度为６０ ．．．
关键词：
棉秆切碎还田装置 合格率 功耗 除茬率
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
刘俊怀 夏余平 袁建 刘克非 吴庆定
为高值清洁利用竹木剩余物、农作物秸秆、杂草藤条等廉价碳汇资源开发耐磨、耐候、绝缘木质功能材料,对添加有纳米刚玉粉、电玉粉等强化因子的杨木剩余物功能化粉末的压缩性、成形性与耐热性等工艺性能进行了专题研究。结果表明:添加有电玉粉等强化因子的杨木剩余物功能化粉末,不论室温还是160℃温度环境,在80 MPa成形压力下的压缩性与成形性最佳,但其在室温环境下的成形性仅为160℃温度环境下的5%左右,160℃环境温度下的压缩性比室温环境下的提高了27%以上(最高达到了1.32 g/cm3);温压成形工艺、电玉粉等强化因子对杨木剩余物粉末高温环境下的热失重行为具有重要影响,为后续研究木质剩余物功能化材料的耐候性指明了方向。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘雨嘉 宫厚军 吴达岭 彭思凡 桂南 杨星团 姜胜耀
针对现有给料器在低运量下精度受限的问题,依托气流粉碎系统,基于颗粒运动受力分析和刮板迷宫结构几何构造,设计开发了低速高精度刮板式给料器。该给料器的刮板型线设计为阿基米德螺线,确保了颗粒在刮板各处的均匀受力,解决了直线刮板的质量流率不均匀问题。以150μm粒径的石墨颗粒为研究对象,开展不同刮板高度和转速下的给料器性能测试,结果表明该刮板式给料器在1～60 g/h给料范围内具有良好的精度和给料线性度,给料性能满足气流粉碎系统的需求,具有较高的实用性。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
刘佛良 张震邦 杨晓彬 吴伟斌 洪添胜 郑鹏淋 张增博
设计一种非刚性底盘的以双轮毂电机驱动的山地果园双履带微型运输车,该运输车主体外形尺寸为2 150mm×1 040mm×1 100mm,采用战车式底盘作为行驶机构和双轮毂电机独立驱动及链传动方式。通过SolidWorks软件进行三维建模,创建虚拟样机模型和高台壕沟仿真地形;应用ADAMS软件对运输车底盘行驶机构进行高台和壕沟越障的仿真分析。仿真结果显示,在高台和壕沟越障过程中,质心横向位移的绝对误差在±5%范围内,质心纵向位移的绝对误差在±3%范围内。实地样车试验结果表明,运输车的最大载荷为250kg,最大爬坡度为20°,最高车速为1.8m/s,最小转向半径为0.7m,达到设计要求;其越障能力较强,对地形复杂、路况差甚至无路的山地果园的适应性更好,能较好地满足山地果园的运输要求。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
阳帅 蒋蘋 胡文武 罗亚辉
为实现履带式拖拉机超视距遥控驾驶，以农夫小机灵５０２履带式拖拉机为平台，设计了一套拖拉机可视遥控驾驶系统。该系统主要包括中央处理器模块、２．４ Ｇ和４３３ Ｍ无线模块、全景视频拼接系统、液压及电动执行机构。操作者通过可视遥控器获取拖拉机的实时作业环境图像，并发送操作命令，实现遥控操作。为适应履带式拖拉机的作业环境，控制系统电路采用了抗震和抗干扰设计。在无同频电磁干扰、无杂草的旱田进行试验，可视遥控驾驶系统的遥控距离达１５０ Ｍ以上，视频传输稳定、无中断，直线行驶偏差小于０．２ Ｍ，转弯半径小于１．９Ｍ，能满足农机作业要求。
关键词：
履带式拖拉机 可视遥控驾驶 全景视频
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
卢康 张国忠 彭少兵 雷志强 付建伟 查显涛 周勇
为降低再生稻头季收获碾压率,设计1台轻量化、宽割幅、低碾压的双割台双滚筒全履带式再生稻收割机。该机由2套收割、脱粒、清选及储粮系统构成,共用1套履带式行走底盘,其收获装置采用对潮湿作物脱粒能力强的轴流钉齿式脱粒滚筒,清选装置采用质量轻、功耗小的气流清选筒式装置。对整机结构及参数进行设计并试制1台割幅为2.55m、理论喂入量为1.6kg/s的样机。以水稻品种"中香一号"为试验对象,对该机进行田间性能试验,结果表明,该机作业速度可达0.24 m/s,割茬高度在0.350.55 m间可调,工作效率为0.133h
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
秦军伟 张玮玮 佟瑞栋 任德志 宁晓峰 王丹阳 白雪卫
目前，艾草制绒后的剩余物没有被深度利用而造成了中药材资源的浪费，而且艾草粉体学性质的研究鲜见文献报道，在一定程度上阻碍了艾草产业的可持续发展。为粉体的分级、分散、包装以及制粒等处理工艺及相关加工机械提供参考依据，有必要分析其粉体学特性。以石磨制取艾绒后的艾草剩余物为试验材料，通过剪切粉碎法制备多尺度粉体，采用BT-1000粉体综合特性测试仪测定休止角、崩溃角、松装密度、振实密度、分散度等粉体学参数，分析粒度和含水率对流动性、压缩性及喷流性的影响规律。试验分析表明：粒度和含水率对艾叶制绒后剩余物的粉体综合特性影响明显。随粒度增大，流动性呈现先降后升的趋势，而压缩性和喷流性则表现出先增后减的特征；随含水率增加，流动性和喷流性逐渐降低，而压缩性逐渐增大。根据休止角θ_r<45°、崩溃角θ_f<40°、差角θ_d<15°、压缩度C_p<20%、分散度D_a<20%，再结合Carr流动性和喷流性指数评价表，分析认为粉体的流动性、压缩性和喷流性均较弱。以试验结论为参考，通过粒度或含水率控制某些粉体学特性，使其满足特定处理工艺要求，也可为粉体加工机械的结构优化提供设计依据，促进中药材加工剩余物的再利用。
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