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青贮玉米仿生切碎刀具优化与试验 被引量:1
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作者 王海翼 葛振伟 +6 位作者 勇春明 尤泳 李志豪 李超然 卢琦琦 王德成 方宪法 《农业工程学报》 北大核心 2025年第1期87-97,共11页
为减小现有青贮玉米切碎刀具作业的切割阻力,降低斜茬率,提高标准草长率,该研究对前期河狸门齿仿生切碎刀具进行优化,确定了刀具结构和动定刀配置参数。采用带几何约束的最小二乘拟合方法对刀具原始轮廓进行非均匀有理B样条(non unibmn ... 为减小现有青贮玉米切碎刀具作业的切割阻力,降低斜茬率,提高标准草长率,该研究对前期河狸门齿仿生切碎刀具进行优化,确定了刀具结构和动定刀配置参数。采用带几何约束的最小二乘拟合方法对刀具原始轮廓进行非均匀有理B样条(non unibmn ratinalb splime,NURBS)曲线优化,并分析了凸圆弧曲线刀刃刃倾角、刃斜角与刀刃受力及强度的关系。使用Rocky软件模拟优化前后3种刀具切割的阻力变化,试验结果表明:优化后仿生刀具最大切割阻力为625.05 N,较平板直刀降低13.42%。采用三因素三水平正交试验分析切碎刀刃关键参数对青贮玉米秸秆最大切割阻力的影响,台架试验结果表明,当外滑切角为30°、刃倾角为6°、刃斜角为2°时,切割阻力最小,为536.79 N,比原仿生刀降低14.86%。以作业速度、动定刀间隙、动定刀间距为试验因素,以标准草长率和斜茬率为试验指标,开展二次旋转正交组合试验,试验结果表明:当作业速度1.94 m/s、动定刀间隙0.23 mm、动定刀距离179.39 mm时,标准草长率为93.64%,斜茬率为2.42%;田间收获验证试验结果表明:当作业速度1.94 m/s、动定刀间隙0.2 mm、动定刀距离178 mm时,标准草长率为95.09%,斜茬率为2.50%,试验结果与优化结果相对误差小于5%,较常用平板直刀标准草长率提升了13.56个百分点,斜茬率降低了3.06个百分点。研究结果可为青贮玉米切碎刀具设计提供参考。 展开更多
关键词 仿生 刀具 青贮玉米 曲线拟合 参数优化
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基于河狸下门齿外形结构的青饲料切碎弯刀设计与试验
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作者 王海翼 纪中良 +3 位作者 赵玄 尤泳 王德成 方宪法 《农业机械学报》 北大核心 2025年第6期386-396,408,共12页
针对现有平板直刀式切碎刀具作业时滑移严重、切碎均匀性差、作物适应性差等问题,基于河狸下门齿的功能结构特性,采用三维激光扫描及计算机辅助处理的逆向工程技术,提取河狸头骨模型并拟合下门齿特征曲线,依此设计一种仿生青饲料切碎刀... 针对现有平板直刀式切碎刀具作业时滑移严重、切碎均匀性差、作物适应性差等问题,基于河狸下门齿的功能结构特性,采用三维激光扫描及计算机辅助处理的逆向工程技术,提取河狸头骨模型并拟合下门齿特征曲线,依此设计一种仿生青饲料切碎刀具。在构建河狸下门齿仿生耦元结构表征模型的基础上,通过理论分析确定下门齿钳住角、楔角、滑切角与生物切割行为的运动和受力关系,建立刀刃斜切和稳定滑切模型,得出稳定切割过程河狸下门齿结构特征与降阻减滑的响应机制,建立侵彻物料切割受力模型,对刀头受力特性进行理论分析,得出楔角与刀头受力及强度的影响规律。分段表征河狸下门齿功能结构,并以此设计切碎刀形。为确定刀形最佳结构参数,以标准草长率、斜茬率和破节率为试验指标,采用四因素五水平正交试验研究切碎刀刀形关键参数对青饲料切碎效果的影响,台架试验结果表明,当钳住角为46°、内滑切角为31°、外滑切角为67°、楔角为28°时,标准草长率为95.84%、斜茬率为2.84%、破节率为95.46%。在台架试验确定的最佳结构参数条件下,以标准草长率、斜茬率和破节率为试验指标,分别对黑麦草、全株青贮玉米和甜高粱开展田间收获验证试验,试验结果表明:当作业参数为工作速度6 km/h、喂入量8 kg/s时,额定负载下,黑麦草平均标准草长率为91.95%、平均斜茬率为3.31%、平均破节率为96.11%;全株青贮玉米平均标准草长率为95.62%、平均斜茬率为3.81%、平均破节率为96.32%;甜高粱平均标准草长率为92.60%、平均斜茬率为4.06%、平均破节率为96.03%,各项性能指标均符合国家行业标准。 展开更多
关键词 青饲料 切碎弯刀 刀形 仿生 结构参数 组合
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青贮饲料收获机械化 助力精准扶贫—— 农业农村部畜禽养殖机械化典型案例之一 被引量:5
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作者 刘晶 金红伟 +3 位作者 王明磊 刘文武 纪中良 马绍俊 《中国奶牛》 2021年第5期43-44,共2页
广河县晓鹏牛羊养殖农民专业合作社采用先进的高密度裹包青贮饲料收获加工工艺,全程利用机械设备将饲草料收割切碎、进行高密度压实打捆、裹包制造厌氧发酵环境,完成秸秆或饲料的青贮,减少青贮饲草料的损失率,提高饲草料商品化价值。
关键词 裹包青贮 加工工艺 机械设备
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基于旋转目标检测的青贮机精准抛送系统设计与试验 被引量:1
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作者 尤泳 李芳旭 +5 位作者 纪中良 孙玉玲 马朋勃 卢琦琦 王海翼 王德成 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第21期36-45,共10页
现阶段青贮收获机主要采用驾驶员或其他操作人员手动控制抛送筒转动的方式完成物料装车,存在操作要求高,劳动强度大,影响收获效率且易造成田间损失等问题。针对上述问题,该研究根据机器视觉原理,设计青贮收获机精准抛送填装系统,通过构... 现阶段青贮收获机主要采用驾驶员或其他操作人员手动控制抛送筒转动的方式完成物料装车,存在操作要求高,劳动强度大,影响收获效率且易造成田间损失等问题。针对上述问题,该研究根据机器视觉原理,设计青贮收获机精准抛送填装系统,通过构建R-YOLOv5旋转目标检测算法,实现对旋转车厢、车内物料、抛送物料流的识别及落料位置判断;根据反馈的期望落料点与实际落料点信息,并通过Arduino控制器实现青贮收获机抛送筒的运动控制,将青贮物料精准抛送至跟车车厢,实现物料的高效填装。试验结果表明:当抛送筒在-60°~60°范围内旋转且角速度低于15°/s时,所构建的R-YOLOv5目标检测算法对料车车厢的识别平均精度高于90%;实际距离与图像像素比值为0.533 cm/px时,青贮收获机抛送筒的理论运动轨迹与实际运动轨迹平均误差保持在4%之内,满足实际作业要求。研究结果可为研发自走式青贮收获机精准抛送填装系统提供借鉴。 展开更多
关键词 机器视觉 R-YOLOv5 青贮收获机 精准抛送 旋转目标检测
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自走式青饲料收获机仿形系统设计与试验 被引量:6
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作者 惠云婷 张国锐 +3 位作者 马海明 李建航 尤泳 王海翼 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期1-9,共9页
针对复杂环境下自走式青饲料收获机地形适应性差和留茬高度难控制等问题,采用两点探测-电液控制的方式,设计了一套适用于自走式青饲料收获机的割台仿形系统,并开展仿形系统相关试验。在阐述系统整体架构及工作原理的基础上,通过理论计... 针对复杂环境下自走式青饲料收获机地形适应性差和留茬高度难控制等问题,采用两点探测-电液控制的方式,设计了一套适用于自走式青饲料收获机的割台仿形系统,并开展仿形系统相关试验。在阐述系统整体架构及工作原理的基础上,通过理论计算确定了仿形探测机构、横向仿形调节机构等主要关键部件的结构参数。建立静应力分析模型,得出割台与喂入箱体连接处相关力学特征。利用ADAMS仿真软件创建油缸负载特性模型,完成仿形系统的设计与相关优化,确定油缸的最佳作业参数范围。为验证仿形系统的功能,将系统搭载在4QZ-30型自走式青饲料收获机上进行试验,以试验过程中割刀前端距地面高度处于100~150 mm内的时间所占总试验时长的比率为试验指标,安排道路模拟试验与仿形样机测试,并利用控制系统实时获取割台高度及响应时间,结果表明:仿形探测机构探测高度信息可靠,线性拟合R^(2)为0.9987;仿形调节电液控制系统的响应时间均值在0.16 s内;仿形系统能够在行驶速度0~6 km/h下,对坡度0°~6°内的地面进行仿形工作,道路模拟试验过程中,割刀前端距地面高度处于标准范围内的时间所占总试验时长的比率β为90.76%,且3组仿形样机测试合格率分别为86.67%、86.67%、93.33%,提高了自走式青饲料收获机的地形适应能力,降低了留茬高度的控制难度,可为自走式青饲料收获机的仿形技术提供参考。 展开更多
关键词 自走式青饲料收获机 仿形调节 仿形机构
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圆草捆包膜机推广鉴定技术要素分析
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作者 王明磊 纪中良 +1 位作者 肖建国 葛庆亮 《中国奶牛》 2021年第8期50-54,共5页
与传统的窖藏法制作青贮饲料相比,包膜法制作青贮饲料具有更适于中小型农户养殖,便于饲草料贮存和运输等典型优势。圆草捆包膜机的推广和应用在助力国家粮改饲政策的推进,推动我国奶牛养殖高质、高效的青饲料收获与加工发挥了积极的作... 与传统的窖藏法制作青贮饲料相比,包膜法制作青贮饲料具有更适于中小型农户养殖,便于饲草料贮存和运输等典型优势。圆草捆包膜机的推广和应用在助力国家粮改饲政策的推进,推动我国奶牛养殖高质、高效的青饲料收获与加工发挥了积极的作用。在我国西北地区,通过包膜法制作青贮饲料,已成为当地开展畜牧养殖和扶贫工作的一项有效措施。为加快圆草捆包膜机的鉴定与推广,农业农村部发布了《DG/T 120-2019圆草捆包膜机》推广鉴定大纲,指导圆草捆包膜机试验鉴定工作有序开展。本文重点针对青贮饲料收获后包膜机械推广鉴定工作中涉及的技术要素进行了分析,从产品的一致性、安全性、适应性和可靠性等四个方面进行了具体的解读,以便更好地满足广大包膜机生产企业掌握申请该产品鉴定的资质与要求,加快圆草捆包膜机的推广应用。 展开更多
关键词 圆草捆包膜机 推广鉴定 技术要素 分析
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