丘坡地水平圆盘式玉米精量排种器设计与试验 被引量：1

1

作者 和贤桃 齐浩君 +4 位作者 张东兴 杨丽 崔涛 张凯良 桑兴超 《农业机械学报》 北大核心 2025年第1期151-163,共13页

为提高排种器在大坡度倾斜工况下的播种质量,设计了一种丘坡地水平圆盘式玉米精量排种器。通过分析影响水平圆盘式排种器性能的因素,设计了异端面斜向型孔和环形分区壳体,并确定了其关键结构参数;设计了排种盘双侧充种斜面以提高种子群... 为提高排种器在大坡度倾斜工况下的播种质量,设计了一种丘坡地水平圆盘式玉米精量排种器。通过分析影响水平圆盘式排种器性能的因素,设计了异端面斜向型孔和环形分区壳体,并确定了其关键结构参数;设计了排种盘双侧充种斜面以提高种子群流动性和充种性能。以型孔小端面直径、导种斜面倾角、排种盘转速为试验因素,以合格指数、漏播指数和重播指数为评价指标,开展二次正交旋转回归组合试验并进行参数优化,结果表明:当小端面直径为11.25 mm、导种斜面倾角为57.43°、排种盘转速为10.56 r/min时,合格指数为94.77%、漏播指数为1.47%、重播指数为3.86%,满足玉米精量播种要求。在优化参数下进行了排种器倾斜工况性能试验(倾斜方向设置为前倾、后倾、左倾和右倾,倾斜角为6°、12°、18°),结果表明:对比无充种斜面的排种盘,带有双侧充种斜面的排种盘无论倾斜方向或角度如何变化(0°~18°),排种器合格指数均大于93%,漏播指数均小于4%,且差异性较小。该排种器可为丘陵山区玉米播种机研发和应用提供参考。 展开更多

关键词 玉米 水平圆盘式排种器 丘陵坡地 精量播种

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基于VIS NIR的播种沟内土壤水分测量传感器研究 被引量：13

2

作者 张东兴 刘江 +3 位作者 杨丽 崔涛 和贤桃 张天亮 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期218-226,共9页

基于土壤水分的播深调整技术,需要对播种沟土壤水分进行测量,以便根据落种点处的土壤水分信息进行播种调节,改变播种策略。本文设计了一种可见光近红外(Visible and near-infrared,VIS NIR)式土壤水分传感器。使用高分辨率光谱仪采集不... 基于土壤水分的播深调整技术,需要对播种沟土壤水分进行测量,以便根据落种点处的土壤水分信息进行播种调节,改变播种策略。本文设计了一种可见光近红外(Visible and near-infrared,VIS NIR)式土壤水分传感器。使用高分辨率光谱仪采集不同水分梯度的土壤光谱数据,采用偏最小二乘回归法(Partial least squares regression,PLSR)进行建模分析,并结合多种数据降维方法进行变量筛选,得出不同土壤含水率的敏感波段分别在410、540、780、970 nm附近;通过对这4种波长进行组合建模分析,选择得出预测最优的VIS和NIR波长组合为410 nm和970 nm。采用这两种波长设计传感器,并进行实验室试验,结果表明:当传感器与被测土壤表面距离d较近时(0~3 mm),测量精度和稳定性最好;当d为0~3 mm、土壤质量含水率处于0.69%~28.45%时,真实值与预测值之间决定系数R^(2)达到0.81,均方根误差(RMSE)为2.90%;当土壤质量含水率处于0.69%~22%时,真实值与预测值之间R 2提高至0.93,此时均方根误差降低为1.72%。通过析因试验得出,在显著性水平为0.05时,温度与光照强度对传感器正常工作没有明显影响。土槽试验表明,真实值与预测值之间R^(2)为0.82,RMSE为1.23%,满足玉米等作物播种环节土壤水分的测量要求。 展开更多

关键词 可见光近红外 土壤含水率 传感器 精密播种 偏最小二乘回归

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基于Android和CAN总线的玉米播种机监控系统研究 被引量：32

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作者 丁友强 刘彦伟 +3 位作者 杨丽 张东兴 崔涛 钟翔君 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期33-41,62,共10页

设计了一种基于Android和CAN总线的玉米精量播种机监控系统,通过GPS接收器采集播种机速度,采用CAN总线分布式控制方式完成主控制器和各个播种单体之间的指令传输,通过Android智能设备进行人机交互,实现播种行数任意拓展、拖拉机位置实... 设计了一种基于Android和CAN总线的玉米精量播种机监控系统,通过GPS接收器采集播种机速度,采用CAN总线分布式控制方式完成主控制器和各个播种单体之间的指令传输,通过Android智能设备进行人机交互,实现播种行数任意拓展、拖拉机位置实时监控、播种作业参数在线调整、作业面积实时统计等功能。台架试验结果表明,系统人机交互功能正常,排种器驱动电机调速相对误差小于0.46%。与eTrex209x手持式GPS+北斗双星接收机的田间作业面积对比试验表明,本系统作业面积统计平均相对误差为0.81%,略高于eTrex209x的0.29%,测量标准差为0.06 hm^2,优于eTrex209x的0.11 hm^2;与地轮驱动播种对比试验的结果表明,随着作业速度的提高两种驱动方式的作业质量整体都呈下降趋势,但本系统播种合格指数、变异系数受速度影响较小,当作业速度达到12 km/h时,变异系数为18.92%,合格指数为90.05%,分别优于地轮驱动方式的22.17%、83.25%。 展开更多

关键词 玉米 精量播种机 作业监控 ANDROID GPS CAN总线

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基于群体智能算法的土壤含水率特征波长选取

4

作者 张东兴 刘江 +4 位作者 杨丽 崔涛 和贤桃 于天成 Abdalla N.O.Kheiry 《农业工程技术》 2022年第21期100-100,共1页

群体智能算法适用于解决高维、多目标优化问题,将群体智能算法应用于土壤含水率可见光和近红外(Vis-NIR)光谱分析,有利于实现土壤含水率光谱预测模型的优化和实时土壤含水率测量传感器的研制。该研究利用高分辨率光谱仪,通过人工配置获... 群体智能算法适用于解决高维、多目标优化问题,将群体智能算法应用于土壤含水率可见光和近红外(Vis-NIR)光谱分析,有利于实现土壤含水率光谱预测模型的优化和实时土壤含水率测量传感器的研制。该研究利用高分辨率光谱仪,通过人工配置获取不同含水率土壤,获取不同含水率水平的土壤光谱数据。采用孤立森林算法(Isolation Forest algorithm,iForest)查找并去除光谱数据中的异常值,BP神经网络构建土壤含水率预测模型,以预测均方根误差(RMSEP)为评价标准,采用蝠鲼优化算法(MRFO)、黏菌算法(SMA)等8种新型群体智能算法来选取土壤含水率特征波长。结果表明,仅从预测结果来看,MRFO结果最佳,但综合考虑选择波长占比和模型预测结果,SMA表现更优。同时,通过对传统智能算法遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)建模结果的比较分析,发现新型群体智能算法在土壤含水率特征波长选取上具有更好表现。综合所有智能算法选取结果,筛选出490 nm、513 nm、543 nm、900 nm和926 nm作为土壤含水率敏感波长,为基于Vis-NIR的实时土壤含水率传感器的设计提供参考依据。 展开更多

关键词 土壤含水率 群体智能算法 特征波长选取 应用 可见光和近红外光谱

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气动下压式高速移栽机自动控制系统设计与试验 被引量：9

5

作者 王超 李永磊 +3 位作者 宋建农 马荣华 刘彩玲 李方林 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期114-125,共12页

针对气动下压式高速移栽机有序供盘和高速取苗作业自动控制需求,本文基于Arduino微控制器设计移栽机自动控制系统。该系统包括苗盘位移监测、有序供盘、高速取苗等任务模块,以苗盘位置和苗盘位移为主要控制条件,根据供盘速度送盘速度、... 针对气动下压式高速移栽机有序供盘和高速取苗作业自动控制需求,本文基于Arduino微控制器设计移栽机自动控制系统。该系统包括苗盘位移监测、有序供盘、高速取苗等任务模块,以苗盘位置和苗盘位移为主要控制条件,根据供盘速度送盘速度、高速取苗间隔苗盘位移等参数匹配要求确定供盘速度和取苗间隔控制方法,建立有序供盘、高速取苗两个有限状态机,并基于动态时间片轮询算法设计控制流程,实现有序供盘、高速取苗作业过程自动控制。以供盘位置准确度和取苗位置准确度为指标开展控制系统运行准确性试验,结果表明,高速取苗时(90~150株/min),供盘位置最大相对误差1.27%,取苗位置最大相对误差12.85%,第2~6时序取苗位置最大累积相对误差分别为11.85%、5.63%、4.25%、1.94%和2.44%,均在允许误差范围内,满足作业要求。以供盘成功率、取投苗成功率为指标开展移栽性能试验,试验结果表明,高速作业时自动控制系统运行正常、性能可靠,供盘送盘有效衔接、送盘取苗精准配合,供盘成功率、取苗成功率为100%,投苗成功率不小于94.44%,实现了气动下压式高速移栽机有序供盘、高速取苗过程自动化作业。 展开更多

关键词 高速移栽机 自动控制系统 气动下压式 有序供盘

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丘陵山地拖拉机电液悬挂仿形控制系统研究 被引量：14

6

作者 范永奎 翟志强 +3 位作者 朱忠祥 毛恩荣 王浩 陈一明 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期517-524,共8页

针对丘陵山地拖拉机作业地形复杂,传统电液悬挂控制系统地形适应性差的问题,设计了一套横向姿态可调的丘陵山地拖拉机电液悬挂仿形控制系统。根据丘陵山地拖拉机仿形控制作业需求,在传统悬挂结构基础上加装一个液压驱动旋转装置,设计了... 针对丘陵山地拖拉机作业地形复杂,传统电液悬挂控制系统地形适应性差的问题,设计了一套横向姿态可调的丘陵山地拖拉机电液悬挂仿形控制系统。根据丘陵山地拖拉机仿形控制作业需求,在传统悬挂结构基础上加装一个液压驱动旋转装置,设计了一种仿形悬挂机构,基于液压多点动力输出技术设计了带有负载反馈的闭心式液压控制系统,并提出了一种基于带死区的经典PID算法的控制方法。通过对阀控非对称液压缸工作原理的分析,建立了其数学模型并推导出仿形控制系统的传递函数,运用Matlab/Simulink建立了电液悬挂仿形控制系统的动力学模型并进行了仿真分析,仿真结果表明,系统在0°~11°阶跃信号的作用下,调整时间约为0.4 s,几乎无超调,系统稳定后农机具横向倾角约为11.1°,稳态误差约为0.1°,仿真结果验证了该控制算法的有效性。通过对传统拖拉机的液压悬挂装置进行改装,将原来的手柄操纵式液压悬挂装置改装成带有虚拟终端的电液悬挂控制系统,搭建了仿形控制试验台并进行了室内台架试验,试验结果表明,系统调整时间约为2.2 s,几乎无超调,系统稳定后农机具横向倾角约为11.2°,稳态误差约为0.2°,在系统允许误差(0.5°)范围内,试验结果验证了所设计的丘陵山地拖拉机电液悬挂仿形控制系统调节的快速性与稳定性,满足拖拉机等高线坡地作业需求。 展开更多

关键词 丘陵山地拖拉机 电液悬挂 仿形控制系统 横向姿态调整

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基于振动排序的玉米种子胚面定向装置设计与试验 被引量：6

7

作者 张东兴 于天成 +3 位作者 杨丽 崔涛 和贤桃 张耀辉 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期122-131,共10页

玉米定向播种即种子尖端朝向一致和胚面朝向一致,可明显提高产量。为了实现玉米种子胚面定向,设计了一种基于振动排序的玉米种子胚面定向装置。设计了胚面定向装置螺旋轨道上的选向机构和定向机构,探明了玉米种子胚面定向原理,确定了选... 玉米定向播种即种子尖端朝向一致和胚面朝向一致,可明显提高产量。为了实现玉米种子胚面定向,设计了一种基于振动排序的玉米种子胚面定向装置。设计了胚面定向装置螺旋轨道上的选向机构和定向机构,探明了玉米种子胚面定向原理,确定了选向机构和定向机构的尺寸参数和空间位置。采用试验方法对该装置的最佳工作参数进行了优化。以控制器输出电压、翻面机构1终点到侧壁的垂直距离和翻面机构1终点到轨道表面的垂直距离为试验因素,以胚面定向成功率为评价指标,进行了三因素三水平的BoxBehnken旋转正交试验。试验结果表明:控制器输出电压101 V、翻面机构1终点到侧壁的垂直距离4.38 mm、翻面机构1终点到轨道表面的垂直距离7.96 mm为最优参数组合。在最优参数组合条件下,胚面定向成功率为94.82%,且排料速度可达85个/min。为验证玉米种子胚面定向装置对不同品种玉米的适应性,进行了品种适应性试验,试验结果表明所选的玉米品种的胚面定向成功率均大于91%,满足设计要求。 展开更多

关键词 玉米定向播种 胚面定向装置 振动排序

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水平涡轮叶片式精量排肥器设计与试验 被引量：11

8

作者 刘彩玲 张福印 +3 位作者 都鑫 姜萌 袁昊 刘泉 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期165-174,共10页

为提高排肥均匀性,以大颗粒尿素为研究对象,设计了一种水平涡轮叶片式精量排肥器,对关键参数进行了设计与机理分析,确定了影响排肥均匀性的影响因素和参数范围,并基于离散元仿真软件确定了对数螺旋线叶片曲面参数。以涡轮叶片数量、涡... 为提高排肥均匀性,以大颗粒尿素为研究对象,设计了一种水平涡轮叶片式精量排肥器,对关键参数进行了设计与机理分析,确定了影响排肥均匀性的影响因素和参数范围,并基于离散元仿真软件确定了对数螺旋线叶片曲面参数。以涡轮叶片数量、涡轮转速和排肥口开度为试验因素,进行了排肥量的单因素试验和排肥均匀性的BoxBehnken多因素试验,结果表明,排肥量与转速呈良好的线性关系,决定系数R2不小于0.96,对于确定叶片数量的排肥涡轮,可匹配不同排肥口开度的涡轮底盘并实时控制排肥涡轮转速来调节排肥量,易于实现变量施肥作业,且排量范围内排肥均匀性较好;涡轮叶片数和排肥口开度的交互作用对排肥均匀性影响高度显著,各因素影响的主次顺序为涡轮叶片数、涡轮转速和排肥口开度;当涡轮叶片数为8个、涡轮转速为98 r/min、排肥口开度为40°时,排肥均匀性系数为97.24%,实际试验验证结果与优化结果相吻合;对磷酸二胺颗粒肥料的适应性验证试验结果表明,两种颗粒肥料排肥器排肥均匀性系数接近97%,排肥量稳定性变异系数小于2%,排肥器具有较好的排肥均匀性和排量稳定性;对比分析目前常用外槽轮排肥器,设计的水平涡轮叶片式精量排肥器有效地提高了颗粒肥料的排肥均匀性。 展开更多

关键词 精量排肥 涡轮叶片式排肥器 排肥均匀性

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扰动促充机械式绿豆精量排种器设计与试验 被引量：23

9

作者 李玉环 魏亚男 +3 位作者 杨丽 张东兴 崔涛 张凯良 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期43-53,共11页

我国绿豆种植机械化水平较低,多采用撒播或条播,良种浪费严重,针对该问题并结合种植地块小且分散,每穴2~3粒的农艺播种要求,设计了一种采用凹型携种孔兜种、导种槽促进充种、毛刷清种护种的扰动促充机械式绿豆精量排种器。分析了扰动促... 我国绿豆种植机械化水平较低,多采用撒播或条播,良种浪费严重,针对该问题并结合种植地块小且分散,每穴2~3粒的农艺播种要求,设计了一种采用凹型携种孔兜种、导种槽促进充种、毛刷清种护种的扰动促充机械式绿豆精量排种器。分析了扰动促充力学关系,确定了导种槽、携种孔和清种毛刷参数的设计方法。采用离散元软件EDEM仿真优化方法,以携种孔的结构尺寸参数为试验因素进行了三因素三水平的正交仿真试验,确定了较优的携种孔参数组合为:携种孔长度10.5 mm、宽度6.5 mm、深度5 mm,对较优参数组合进行了验证试验,试验结果表明排种器的最优充种指数为96.05%,合格充种指数为1.64%,漏充指数为1.57%,与仿真优化结果一致。为考察排种器对速度的适应性,进行了速度单因素试验,试验结果表明作业速度小于等于8 km/h时,合格指数大于90%,漏播指数小于5%,重播指数小于2%。为验证排种器对不同品种绿豆的适应性,进行了品种适应性试验,试验结果表明所选绿豆品种的合格指数大于95%,漏播指数小于5%,重播指数小于3%,均满足设计要求。 展开更多

关键词 绿豆 精量播种机 排种器 扰动促充 毛刷

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豆类作物一器双行气吸式高速精量排种器设计与试验 被引量：37

10

作者 李玉环 杨丽 +3 位作者 张东兴 崔涛 丁力 魏亚男 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期61-73,共13页

为解决豆类作物窄行密植种植模式下高速精量播种的问题,设计了一种一器双行气吸式高速精量排种器,采用单风道单排种盘实现双行播种作业。阐述了其基本结构与工作原理,对关键参数进行了理论分析,确定了工作区域,明确了排种盘的结构形式,... 为解决豆类作物窄行密植种植模式下高速精量播种的问题,设计了一种一器双行气吸式高速精量排种器,采用单风道单排种盘实现双行播种作业。阐述了其基本结构与工作原理,对关键参数进行了理论分析,确定了工作区域,明确了排种盘的结构形式,建立了主要结构参数的数学模型。以影响排种器工作性能的主要因素吸孔直径、真空度和机器前进速度为试验因素,进行了三因素三水平的Box-Behnken旋转正交试验。试验结果表明:吸孔直径4.5 mm、真空度4.5 kPa、前进速度10 km/h为最优组合,在最优参数组合条件下,内圈合格率为97.83%,内圈漏播率为0.62%,外圈合格率为98.24%,外圈漏播率为0.47%,满足设计要求。为考察排种器的速度适应性,进行了速度单因素试验,结果表明,速度在14 km/h以内时,内、外圈合格率大于93%,内、外圈漏播率小于5%,内、外圈重播率小于2%。为验证排种器对不同豆类品种的适应性,选取豌豆、小豆和绿豆为试验材料,根据豆类外形尺寸选取不同吸孔尺寸种盘,进行了品种适应性试验,结果表明,内、外圈合格率大于97%,内、外圈漏播率小于1%,内、外圈重播率小于3%,均优于国家标准要求,具有良好的品种适应性。 展开更多

关键词 精量播种 豆类排种器 一器双行 窄行密植

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气吸式玉米排种器清种机构参数化设计与试验 被引量：23

11

作者 丁力 杨丽 +1 位作者 张东兴 崔涛 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期47-56,共10页

为解决气吸式玉米排种器重播指数高和难以保证清种机构设计合理性的问题,优化设计了气吸式排种器的清种机构。通过定义种子被吸附时占据型孔直径的比值概念,建立了清种过程数学模型,分析了清种过程的运动机理,得出种子被吸附所需占据型... 为解决气吸式玉米排种器重播指数高和难以保证清种机构设计合理性的问题,优化设计了气吸式排种器的清种机构。通过定义种子被吸附时占据型孔直径的比值概念,建立了清种过程数学模型,分析了清种过程的运动机理,得出种子被吸附所需占据型孔直径的比值随种盘型孔中心线速度变化不明显,但随型孔直径的增大明显降低;分别对清种机构安装位置、锯齿边缘倒角、清种曲线进行了分析和设计,建立了适于气吸式排种器清种机构的参数化数学模型,并分析得出影响清种机构形状的关键因素为种子尺寸和种盘型孔所在半径;采用DEMCFD耦合仿真方式对清种过程模拟分析,验证了所设计的清种曲线能够起到很好的逐级清种作用,并得出种子所受清种冲击力的大小顺序为大扁形、小扁形、类圆形。采用优化后的清种机构与上代排种器进行对比试验,结果表明,在风压为-3kPa、作业速度为8~14km/h时,优化后的排种器合格指数不小于92.0%,重播指数不大于1.6%,漏播指数不大于6.3%;优化后的清种机构能够在降低重播指数的同时减少漏播,有效地提高了合格指数,且对不同品种的玉米种子具有良好的适应性,从而验证了清种机构参数数学模型的合理性,可为气吸式排种器清种机构设计提供理论依据。 展开更多

关键词 玉米 气吸式排种器 清种机构 参数化设计

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气送式高速玉米精量排种器导流涡轮设计与试验 被引量：10

12

作者 高筱钧 徐杨 +3 位作者 贺小伟 张东兴 杨丽 崔涛 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期42-52,共11页

为了提高气送式高速玉米精量排种器的工作性能,设计了3种结构类型的导流涡轮,通过计算流体力学(Computational fluid dynamic,CFD)方法模拟仿真与理论分析得出,导流涡轮可有效提高排种器内部空气的流动性,增大外圈型孔处空气流速流量,... 为了提高气送式高速玉米精量排种器的工作性能,设计了3种结构类型的导流涡轮,通过计算流体力学(Computational fluid dynamic,CFD)方法模拟仿真与理论分析得出,导流涡轮可有效提高排种器内部空气的流动性,增大外圈型孔处空气流速流量,增大压覆作用力,且具有较大迎风角和具备曲线结构的导流涡轮C具有较好的扰动性和导流性,效果最佳。为了获得安装有导流涡轮C排种器的最佳性能参数,以工作速度、种子喂入量和气送风压为试验因素,以合格指数、漏播指数和重播指数为试验指标进行三元二次回归正交旋转组合试验,并应用Design-Expert 8.0.6软件对试验数据进行多元回归分析和响应曲面分析,得到了各因素对指标的影响关系。采用多目标优化方法,确定最佳参数组合为:工作速度为9.8 km/h、种子喂入量为1.8 kg/min、气送风压为8 kPa。此时,排种器合格指数最高,其性能指标为合格指数91.32%、漏播指数2.83%、重播指数5.85%。对优化结果进行对比验证试验,在相同条件下与未安装导流涡轮的排种器进行对比表明,安装导流涡轮可以有效提高排种器工作性能。 展开更多

关键词 玉米 高速排种器 计算流体力学 导流涡轮

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气吸式玉米精量排种器双侧清种装置设计与试验 被引量：17

13

作者 李玉环 杨丽 +3 位作者 张东兴 崔涛 和贤桃 胡恒 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期29-39,共11页

为解决气吸式玉米精量排种器清种装置设计不合理而造成漏清、过清,导致排种性能下降的问题,提出采用双侧清种装置进行清种作业的方法,并设计了双侧清种装置。对该装置清种过程进行分析,明确了造成重吸的原因,阐明了清种过程的运动机理,... 为解决气吸式玉米精量排种器清种装置设计不合理而造成漏清、过清,导致排种性能下降的问题,提出采用双侧清种装置进行清种作业的方法,并设计了双侧清种装置。对该装置清种过程进行分析,明确了造成重吸的原因,阐明了清种过程的运动机理,建立了清种过程数学模型,确定了上下侧清种机构关键参数的设计方法。选取第1级清种弧线顶部半径、第2级清种弧线顶部半径和工作转速为主要因素进行了全因素试验,对试验结果进行显著性分析,建立了因素与指标的回归方程,以漏清率和过清率最小为寻优条件,获得较优清种强度下的最佳参数组合为:第1级清种弧线顶部半径80.70 mm、第2级清种弧线顶部半径81.42 mm,并在最佳参数组合下进行了验证试验。试验表明,在较优清种强度参数组合下,当工作转速为26.67~37.33 r/min时,漏清率均不大于1.10%,过清率均不大于1.03%,与理论优化结果基本一致。对比试验表明,工作转速为26.67 r/min时,采用双侧清种装置漏清率降低6.70个百分点,过清率基本不变,排种器合格率提高7.04个百分点;工作转速为32.00 r/min时,采用双侧清种装置漏清率降低4.63个百分点,过清率基本不变,排种器合格率提高5.07个百分点;工作转速为37.33 r/min时,采用双侧清种装置漏清率降低7.41个百分点,过清率降低0.24个百分点,排种器合格率提高7.26个百分点。采用双侧清种装置有效降低了漏清率,在高速情况下对过清率也有所改善。 展开更多

关键词 玉米 精量排种 气吸式排种器 双侧清种装置

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玉米收获机低损变径脱粒滚筒设计与试验 被引量：13

14

作者 王镇东 崔涛 +3 位作者 张东兴 杨丽 和贤桃 张泽鹏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期98-105,共8页

针对华北地区玉米收获时籽粒含水率较高、籽粒直收破碎率较高的问题,设计了一种变径脱粒滚筒。滚筒前端直径渐变增大直至与脱粒分离段等径,通过提高滚筒变径段果穗容纳能力,增强果穗之间柔性接触,有效“松散”籽粒之间及籽粒芯轴之间作... 针对华北地区玉米收获时籽粒含水率较高、籽粒直收破碎率较高的问题,设计了一种变径脱粒滚筒。滚筒前端直径渐变增大直至与脱粒分离段等径,通过提高滚筒变径段果穗容纳能力,增强果穗之间柔性接触,有效“松散”籽粒之间及籽粒芯轴之间作用力,使果穗更易于脱粒,从而实现籽粒与芯轴的快速分离,有效提高了脱粒速度,降低了籽粒破碎率。对果穗与脱粒元件受力进行分析,研究变径段锥度对果穗受力的影响。基于动力学仿真试验,分析了果穗与脱粒元件之间的接触力以及果穗果穗和果穗脱粒装置之间的接触频次,结果表明,变径滚筒提高了果穗之间的接触频次,降低了脱粒元件与果穗的直接接触,即变径滚筒中果穗之间接触揉搓作用更强。以滚筒转速、凹板间隙及籽粒含水率为试验因素进行了三因素四水平正交试验,确定最优组合为籽粒含水率26%、滚筒转速350 r/min、凹板间隙50 mm,此时籽粒破碎率为4.13%、籽粒未脱净率为0.34%。在籽粒含水率为27%时与等径滚筒进行了对比脱粒试验,按籽粒的完整性将破损籽粒分为全碎籽粒、裂纹籽粒、破皮籽粒及顶部破碎籽粒,结果表明,变径滚筒的籽粒总破碎率为4.64%,比等径滚筒的总破碎率降低19.16%,破损籽粒中全碎籽粒、裂纹籽粒及破碎籽粒所占比例均明显降低;变径滚筒未脱净率为0.42%,比等径滚筒的未脱净率降低51.72%,证明变径滚筒能够有效降低籽粒破碎率及未脱净率。 展开更多

关键词 玉米收获机 脱粒装置 变径滚筒

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超级杂交稻穴盘育苗精量排种器压电振动供种装置研究 被引量：12

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作者 袁昊 刘彩玲 +3 位作者 宋建农 都鑫 姜萌 李玮昊 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期31-40,共10页

为提高超级杂交稻穴盘育苗低播量排种器的播种性能,设计一种压电式振动供种装置,提出一种小供种量条件下均匀、有序、单列供种的导流振动板。阐述了压电式振动供种装置的工作原理,构建了振动装置动力学模型,分析了稻种在振动板上的运动... 为提高超级杂交稻穴盘育苗低播量排种器的播种性能,设计一种压电式振动供种装置,提出一种小供种量条件下均匀、有序、单列供种的导流振动板。阐述了压电式振动供种装置的工作原理,构建了振动装置动力学模型,分析了稻种在振动板上的运动机理,确定了其主要工作参数。以振幅、储种盒深度为试验因素进行仿真试验和回归及响应曲面分析,建立了振幅、储种盒深度与供种速率、供种速率变异系数和单列率间的数学模型,试验结果表明振幅对供种速率影响极其显著,储种盒深度对单列率影响极其显著;当600~1000盘/h生产率条件下确定最佳储种盒深度为9 mm,振幅范围为0.4~0.6 mm。振动供种性能和排种性能样机试验结果表明,当通电电压为120~140 V时,供种速率为6.1~13.4粒/s,供种速率变异系数为10%~14%,单列率为77.5%~84.6%,与回归模型误差分别小于6%、9%、4%,且各列间供种速率变异系数小于4%;样机试验结果表明,当生产率为600盘/h时,天优998和蜀优217的1~2粒/穴合格率分别为95.54%和94.88%,漏播率为2.47%和2.96%,满足超级杂交稻低播量精密播种的设计要求,该研究为工厂化穴盘育秧精量播种机的设计提供参考。 展开更多

关键词 超级杂交稻 压电振动 供种 设计 试验

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根茎类作物单摆铲栅收获装置驱动转矩特性研究 被引量：1

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作者 万里鹏程 李永磊 +3 位作者 黄金秋 宋建农 董向前 王继承 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期191-200,339,共11页

单摆铲栅收获装置的驱动转矩为4组单体转矩的耦合叠加且随负载周期变化,最大驱动转矩及转矩波动度直接影响了拖拉机功率匹配与功率利用效率。为研究收获装置驱动转矩特性,在工作单体受力分析基础上建立了单体转矩、驱动转矩、比功耗解... 单摆铲栅收获装置的驱动转矩为4组单体转矩的耦合叠加且随负载周期变化,最大驱动转矩及转矩波动度直接影响了拖拉机功率匹配与功率利用效率。为研究收获装置驱动转矩特性,在工作单体受力分析基础上建立了单体转矩、驱动转矩、比功耗解析方程,结合离散元仿真分析了收获装置驱动转矩时域响应特点:单体转矩呈现每周期双峰、相邻周期强弱变化规律,受组间振动平衡与土壤粘塑性作用,驱动转矩呈现每周期双峰、相邻周期微变的规律,峰值约为单体转矩的1.2~2.3倍。为明确相关参数对驱动转矩的影响,开展了四因素三水平Box-Behnken仿真试验,建立了最大驱动转矩、转矩波动度、比功耗预测数学模型,仿真试验结果表明:振幅、振动频率、挖掘深度、前进速度、振幅与振动频率交互项均是最大驱动转矩、比功耗的主要影响因素,振动频率、挖掘深度对转矩波动度有较大影响。甘草收获田间试验结果表明:当挖掘深度为450~500 mm时(工况1),驱动转矩呈现每周期双峰、相邻周期强弱变化的规律,最大驱动转矩为797.17 N·m、转矩波动度为2.54、比功耗为122.06 kJ/m^(3)、收净率为96.42%;当挖掘深度为350~400 mm时(工况2),最大驱动转矩较工况1下降约39.44%,转矩波动度下降约27.95%,比功耗与收净率基本不变。该研究可为单摆铲栅收获装置结构参数优化及根茎作物振动减阻节能收获研究提供参考。 展开更多

关键词 根茎 收获 仿真 单摆铲栅 驱动转矩

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基于DEM-CFD的混流式水轮机粗沙水流条件泥沙磨损机制研究

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作者 邢书仑 崔涛 +3 位作者 张东兴 杨丽 和贤桃 董佳琪 《农业机械学报》 2025年第7期468-476,共9页

含沙水流条件下水轮机内部泥沙颗粒与湍流两相介质相互作用对水轮机壁面冲蚀磨损机制有重要影响。基于GPU加速耦合颗粒离散元与计算流体力学方法求解混流式水轮机内部颗粒-流体系统。通过泥沙颗粒真实外形建模,DEM-CFD耦合模拟获得水轮... 含沙水流条件下水轮机内部泥沙颗粒与湍流两相介质相互作用对水轮机壁面冲蚀磨损机制有重要影响。基于GPU加速耦合颗粒离散元与计算流体力学方法求解混流式水轮机内部颗粒-流体系统。通过泥沙颗粒真实外形建模,DEM-CFD耦合模拟获得水轮机泥沙颗粒流磨损特性。结果表明:GPU加速可节省计算成本,粗沙水流下泥沙颗粒受水流影响在尾水管内小开度工况以“短螺旋”方式运动,而大开度工况则以“长螺旋”方式运动;小开度工况球形多面体泥沙颗粒曳力最大值比球体颗粒大34.78%。大开度工况颗粒对活动导叶的碰撞强度比固定导叶大74.13%,说明其冲击磨损强于固定导叶;粒子对固定导叶的滑动距离平均最大值比活动导叶大21.43%,说明其剪切磨损强于活动导叶。活动导叶、转轮叶片和尾水管壁面磨损情况与文献试验结果及电站实际磨损一致;在汛期控制水轮机在小开度工况运行是有利的。研究结果可为改善水轮机泥沙磨损破坏提供理论参考。 展开更多

关键词 混流式水轮机 粗沙水流 DEM-CFD 泥沙磨损 数值模拟

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变幅摆振式甘草收获机设计与试验

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作者 万里鹏程 李永磊 +4 位作者 刘宗天 马翔 宋金玙 董向前 宋建农 《农业机械学报》 2025年第7期411-423,共13页

针对直播甘草机械化收获作业存在的深根挖掘阻力大、大土量分离能耗高、收获作业效率低等问题,设计了变幅摆振式甘草收获机。阐述了整机结构与工作原理,设计了激振装置、挖掘分离装置等关键部件,建立了铲栅工作面特征点的运动学、动力... 针对直播甘草机械化收获作业存在的深根挖掘阻力大、大土量分离能耗高、收获作业效率低等问题,设计了变幅摆振式甘草收获机。阐述了整机结构与工作原理,设计了激振装置、挖掘分离装置等关键部件,建立了铲栅工作面特征点的运动学、动力学方程,分析了特征点的运动特性并研究了各参数对作业性能的影响;根据土壤破碎理论建立了铲栅工作面碰撞冲击作用下的土壤单元破碎能耗方程,明确了新增破碎面积与作业参数间的数学关系;分析明确了圆盘切割装置的运动特性并探讨了其对浅层甘草的切断作用。田间试验结果表明:甘草收获机作业过程流畅,能够一次性完成含草土垡挖掘破碎、草土混合物分散分离、甘草运移铺放等工序;当振幅10 mm、振动频率9 Hz、前进速度0.07 m/s时,甘草收获机收获深度约609 mm、甘草收净率96.38%、牵引阻力约95 kN、有效驱动转矩约1 185 N·m、总功率约75 kW,满足直播甘草收获要求。 展开更多

关键词 甘草收获机 破碎 分离 变幅摆振式

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