马铃薯机械化收获除杂技术与装备研究进展 被引量：4

1

作者 魏忠彩 王业炜 +5 位作者 苏国粱 张祥彩 王宪良 程修沛 李学强 金诚谦 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1-13,共13页

高效低损除杂是马铃薯机械化收获的核心环节,直接影响马铃薯的收获效率与收获品质,是助推马铃薯收获模式制定与收获装备研发与产业化进程的关键。由于不同马铃薯种植地区的自然环境等区域差异性较大,各地区马铃薯种植和收获模式复杂多变... 高效低损除杂是马铃薯机械化收获的核心环节,直接影响马铃薯的收获效率与收获品质,是助推马铃薯收获模式制定与收获装备研发与产业化进程的关键。由于不同马铃薯种植地区的自然环境等区域差异性较大,各地区马铃薯种植和收获模式复杂多变,因此对马铃薯机械化收获的除杂技术、装置结构和作业原理的需求各不相同。机械化收获除杂是减少生产成本、提高经济效益的重要方法,该研究基于国内马铃薯种植农艺,分析了国内外典型的马铃薯收获机基本结构和技术特点,对马铃薯机械化收获秧膜杂处理技术进行归纳总结,阐述薯土分离、薯秧分离、残膜回收及杂质清选等环节的装置结构与工作原理,对比分析不同除杂装置的特点与技术指标。针对国内覆膜种植、丘陵地区土壤粘重等特点,指出制约国内马铃薯除杂机械化发展的关键问题,并提出规范种植体系,研制适用机型与专用装备,农机农艺农信相融合和产学研相结合等建议,以期为马铃薯机械化收获除杂技术装备的研发应用奠定基础。 展开更多

关键词 机械化 收获 马铃薯 秧膜杂处理 薯土分离 薯秧分离 残膜回收

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马铃薯全程机械化生产技术与装备研究进展 被引量：50

2

作者 魏忠彩 李学强 +2 位作者 张宇帆 李洪文 孙传祝 《农机化研究》 北大核心 2017年第9期1-6,共6页

在国家倡导马铃薯主粮化战略背景下,农机、农艺相互适应与融合,实现马铃薯生产全程机械化与装备智能化迫在眉睫。为此,以马铃薯种植农艺和全程机械化技术与装备为切入点进行梳理总结与展望,指出了现有种植、中耕和收获机械所存在的一些... 在国家倡导马铃薯主粮化战略背景下,农机、农艺相互适应与融合,实现马铃薯生产全程机械化与装备智能化迫在眉睫。为此,以马铃薯种植农艺和全程机械化技术与装备为切入点进行梳理总结与展望,指出了现有种植、中耕和收获机械所存在的一些问题,并建议以种床的高质量整备、种植装备智能化、田间管理多功能、高效低损联合收获以及安全储藏保鲜等技术作为今后马铃薯生产全程机械化研究的参考方向。 展开更多

关键词 马铃薯 全程机械化 智能化 农艺

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给袋式马铃薯自动装袋机设计与试验

3

作者 王相友 王恒仁 +4 位作者 吴海涛 刘书玮 苏国粱 李继昊 朱然辉 《农业工程学报》 北大核心 2025年第3期1-10,共10页

针对现有马铃薯装袋机自动化程度及装袋效率低等问题,该研究基于塑料编织袋技术特点与农机相融合的设计思想,设计了一种给袋式马铃薯自动装袋机。采用给袋、开袋、上袋、套袋及装袋一体化装袋工艺,通过压轮给袋装置完成编织袋的前移输送... 针对现有马铃薯装袋机自动化程度及装袋效率低等问题,该研究基于塑料编织袋技术特点与农机相融合的设计思想,设计了一种给袋式马铃薯自动装袋机。采用给袋、开袋、上袋、套袋及装袋一体化装袋工艺,通过压轮给袋装置完成编织袋的前移输送,在破口开袋装置作用下编织袋两侧袋口分离,在上袋装置和夹撑装置的共同作用下完成马铃薯落料装袋。由PLC控制各机构动作工序,实现马铃薯自动装袋。结合塑料编织袋技术要求,对自动装袋作业过程进行分析,明确影响装袋效果的主要因素。以开袋率和装袋效率为评价指标,以压轮压力、吸盘吸附高度和吸附时间为试验因素,进行三因素三水平响应面试验,确定最优参数组合。验证试验结果表明,当压轮压力为71.0 N、吸盘吸附高度为80.0 mm、吸盘吸附时间为1.6 s时,编织袋开袋率为98.36%,装袋效率为68袋/min,各项性能指标满足实际工作要求。研究结果可为后续装备研发和优化改进提供参考。 展开更多

关键词 农业机械 马铃薯 自动化 装袋机 压轮给袋 破口开袋 夹撑装袋

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马铃薯低损出仓机设计

4

作者 宋鹏程 王相友 +3 位作者 曲军哲 任加意 盖金星 李学强 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第3期124-132,共9页

目前国内马铃薯出仓设备需求较大,但存在出仓设备研究较少、马铃薯出仓效率低,损伤率高、作业成本高以及自动化程度低等问题。为此,设计一种由行走转向装置、伸缩装置、输送装置以及液压装置、控制系统、检测装置等组成的马铃薯出仓机... 目前国内马铃薯出仓设备需求较大,但存在出仓设备研究较少、马铃薯出仓效率低,损伤率高、作业成本高以及自动化程度低等问题。为此,设计一种由行走转向装置、伸缩装置、输送装置以及液压装置、控制系统、检测装置等组成的马铃薯出仓机。采用运动学分析方法明晰影响出仓性能指标的因素为输送线速度、倾斜角度以及喂入量,通过超声波传感器与行程限位开关对输送线的速度和伸缩程度进行控制,可根据物料量的大小实现物料与输送线速度的自动匹配,并防止伸缩过程中产生拖拽造成损伤。对马铃薯出仓机进行性能测试,以出仓效率、破皮率及伤薯率作为出仓机性能评价指标,对其主要影响因素进行单因素试验,得出各因素的最佳参数范围。根据试验数据对求解的最佳参数组合进行验证试验,得出平均出仓效率为56.53 t,平均破皮率为0.75%,平均伤薯率为0.55%,满足较高出仓效率、较低破皮率及伤薯率的设计要求。 展开更多

关键词 马铃薯 出仓机 高效低损 运动学分析 超声波传感器

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甜菜生产全程机械化技术与装备研究进展 被引量：3

5

作者 刘洋 杨善东 +3 位作者 魏忠彩 邱田元 盖金星 胡培杰 《中国农机化学报》 北大核心 2022年第3期36-46,共11页

甜菜是世界上主要的糖料作物之一,中国作为种植面积和产量均位居世界前列的甜菜生产大国,推进国内甜菜生产产业的发展对维护和促进世界食糖市场的繁荣意义重大。以甜菜耕整地、种植、田间管理、收获等生产环节的农艺技术为切入点,着重... 甜菜是世界上主要的糖料作物之一,中国作为种植面积和产量均位居世界前列的甜菜生产大国,推进国内甜菜生产产业的发展对维护和促进世界食糖市场的繁荣意义重大。以甜菜耕整地、种植、田间管理、收获等生产环节的农艺技术为切入点,着重对国内外甜菜前沿生产装备的机械结构、工作原理及存在问题进行分析和总结,建议将耕整方式普适化、播种方式多元化、田间管理精细化、收获方式联合化等技术作为今后甜菜生产机械的主要研究方向,并期望能够在加深对甜菜生产机械化理解的基础上,为推进国内甜菜生产机械化进程提供支持和帮助。 展开更多

关键词 甜菜生产 全程机械化 农艺 精密播种 联合收获

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入料速度动态调节式马铃薯切条机设计与试验 被引量：2

6

作者 王相友 王中義 +3 位作者 曲军哲 李学强 刘为龙 宋鹏程 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期332-342,共11页

针对目前马铃薯切条机切削质量差、切削薯条破损率高以及自动化程度低等问题,对马铃薯切条机结构进行改进设计。采用激光传感器和入料分流装置检测入料速度并对入料速度进行调控,提高入料均匀性与切削稳定性。通过对关键部件的分析确定... 针对目前马铃薯切条机切削质量差、切削薯条破损率高以及自动化程度低等问题,对马铃薯切条机结构进行改进设计。采用激光传感器和入料分流装置检测入料速度并对入料速度进行调控,提高入料均匀性与切削稳定性。通过对关键部件的分析确定了影响切条质量的关键因素与取值范围。以离心滚筒转速、推料叶片倾角和切片刀安装角为试验因素,以切条合格率和分切破损率为试验指标,进行三因素三水平响应面试验,利用Design-Expert 10.0.1软件对试验结果进行方差分析,通过响应面分析交互因素对试验指标的影响规律。运用软件优化得出试验因素的最优组合并进行验证试验,结果表明:当离心滚筒转速为224.6r/min、推料叶片倾角为19.4°、切片刀安装角为292°时,切条合格率为96.7%、分切破损率为2.0%。在此基础上进行入料速度控制调节试验,试验结果显示:切条合格率为96.2%,分切破损率为2.4%,产量达3.3t/h,切条合格率提高7%,分切破损率降低4%,切削效率提高28%,提高了马铃薯切条机流水线工作时的切削质量与效率。 展开更多

关键词 马铃薯 切条机 分流检测 入料速度动态调节 参数优化

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马铃薯精密播种机智能控制系统设计 被引量：25

7

作者 孙传祝 王法明 +4 位作者 李学强 苏国粱 王相友 魏忠彩 孙景彬 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第18期36-44,共9页

针对现有马铃薯播种机播种株距控制精准度不高、易产生重种漏种等问题,研发了一种由主控制模块、检测模块、株距控制模块和振动强度控制模块等7个模块组成的马铃薯精密播种机智能控制系统,采用液压马达控制薯种输送带运转,步进电机控制... 针对现有马铃薯播种机播种株距控制精准度不高、易产生重种漏种等问题,研发了一种由主控制模块、检测模块、株距控制模块和振动强度控制模块等7个模块组成的马铃薯精密播种机智能控制系统,采用液压马达控制薯种输送带运转,步进电机控制薯种输送带的振动强度,实现了播种株距和重种漏种率的自动控制。试验结果表明,播种速度相同时,实际播种株距相对于设定播种株距的平均偏差依次增大,播种速度越高实际播种株距的稳定性越差;薯种输送带振动强度越强,重种率越低,漏种率越高,各因素对重种漏种率影响的主次顺序为:薯种输送带振动强度>播种速度>薯种质量,且薯种输送带振动强度对重种率、薯种输送带振动强度和播种速度对漏种率有显著影响;较佳的播种作业参数为:薯种输送带振动强度为Ⅱ级(即轻微振动时)、播种速度为1.16 m/s及薯种质量为35 g。经2~3个周期即可调整到允许范围内,且稳定性好。因此,完全能够满足种植户的实际播种作业要求,为智能控制马铃薯精密播种装备的后续研发提供参考。 展开更多

关键词 农作物 设计 振动 精密播种 智能控制 播种株距 重种率 漏种率

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马铃薯播种机具研究进展 被引量：22

8

作者 刘文政 何进 +5 位作者 李学强 魏忠彩 章志强 郑侃 赵宏波 张宇帆 《农机化研究》 北大核心 2018年第4期7-13,共7页

随着马铃薯主粮化战略的逐步推进和马铃薯种植面积的不断增加,实现马铃薯播种机械化对于促进农业可持续发展、保证粮食安全和服务现代农业具有重要意义。为此,分析了近年来我国马铃薯机械化种植概况,根据马铃薯播种机主要结构类型将其... 随着马铃薯主粮化战略的逐步推进和马铃薯种植面积的不断增加,实现马铃薯播种机械化对于促进农业可持续发展、保证粮食安全和服务现代农业具有重要意义。为此,分析了近年来我国马铃薯机械化种植概况,根据马铃薯播种机主要结构类型将其分为勺式、气力式、带式、转盘式及针刺式等几种类型,并对各类型播种机的工作原理、作业特点进行了分析和阐述。在此基础上,指出了现有国内马铃薯播种机存在的一些问题,进一步提出了该领域未来研究重点与发展方向,以期为马铃薯机械化播种的研究提供参考依据。 展开更多

关键词 马铃薯 播种机 马铃薯主粮化 研究现状

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基于冠层信息的马铃薯喷雾机喷杆高度控制系统研究 被引量：4

9

作者 王相友 曲军哲 +3 位作者 许英超 李学强 肖正伟 王琳琳 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期198-207,共10页

为解决喷杆式喷雾机在对马铃薯等茄科茄属作物进行喷施作业时喷杆相对作物冠层距离精确测量与控制问题,设计了一套马铃薯喷雾机喷杆高度控制系统。该系统采用二维激光雷达扫描田间马铃薯的植株冠层,根据种植模式对田间马铃薯植株进行冠... 为解决喷杆式喷雾机在对马铃薯等茄科茄属作物进行喷施作业时喷杆相对作物冠层距离精确测量与控制问题,设计了一套马铃薯喷雾机喷杆高度控制系统。该系统采用二维激光雷达扫描田间马铃薯的植株冠层,根据种植模式对田间马铃薯植株进行冠层单元分割,通过融合姿态传感器的数据对雷达输出数据矫正,并基于中值滤波算法、移动最小二乘曲线拟合方法处理冠层点云数据,实时解算出喷杆相对冠层顶部的垂直距离信息,同时融合油缸位移传感器数据设计了双阈值喷杆高度调控策略,实现喷杆相对马铃薯冠层距离的精准调控。系统应用于3WP-1500型喷雾机,通过高度检测精度试验和高度调节试验测试了系统性能。试验结果表明,通过激光雷达检测作物冠层高度的最大相对误差为7.16%,平均相对误差为3.95%。高度调节试验表明,通过确定最优的调节阈值,可以有效降低喷杆高度调节误差,提高系统稳定性,测试高度调节标准偏差为21.81 mm,平均相对误差为3.08%,系统运行平稳,满足喷杆相对冠层距离自动控制需求。 展开更多

关键词 马铃薯 喷杆式喷雾机 植株冠层 激光雷达 高度控制 多传感器融合

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马铃薯智能精密播种系统的研制 被引量：2

10

作者 王法明 孙传祝 +4 位作者 石东岳 李学强 魏忠彩 苏国粱 王相友 《农机化研究》 北大核心 2017年第9期107-111,117,共6页

针对现有马铃薯播种机播种株距调整麻烦、土壤状况对播种精度影响较大及振幅调整不便等问题,研制了一种马铃薯智能精密播种系统。该精密播种系统采用液压马达驱动播种单元,实现播种株距的无极调整,提高了马铃薯播种机的适应性和抗干扰... 针对现有马铃薯播种机播种株距调整麻烦、土壤状况对播种精度影响较大及振幅调整不便等问题,研制了一种马铃薯智能精密播种系统。该精密播种系统采用液压马达驱动播种单元,实现播种株距的无极调整,提高了马铃薯播种机的适应性和抗干扰能力。该系统通过检测实际株距与设定株距的差值,自动修正薯种输送带的运行速度,确保实际株距始终保持在设定株距范围内;通过检测模块采集播种过程的漏种情况,自动调整输送带的振动幅度,减小重种、漏种率,提高播种精度;通过人机交互模块设定播种参数,实现播种状态的可视性。本研究对提高马铃薯播种机的作业效率、减轻劳动强度,更好地适用于马铃薯的大规模种植和服务现代农业具有重要意义。 展开更多

关键词 马铃薯 智能 精密播种 播种株距 漏种率

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基于主动热红外成像的马铃薯与杂质分类方法 被引量：3

11

作者 孙卫孝 刘发英 +3 位作者 杨振宇 韩梦杰 李学强 魏忠彩 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第2期143-150,共8页

为解决入库马铃薯中石块、土块等杂质剔除的问题,提出一种基于主动热红外成像的马铃薯与杂质分类方法。建立基于集总参数法的马铃薯和杂质的传热模型,获得影响受热效果与导致温度差异的因素为材料热物性、风速、风向角度、风温;利用有... 为解决入库马铃薯中石块、土块等杂质剔除的问题,提出一种基于主动热红外成像的马铃薯与杂质分类方法。建立基于集总参数法的马铃薯和杂质的传热模型,获得影响受热效果与导致温度差异的因素为材料热物性、风速、风向角度、风温;利用有限元法分析马铃薯和杂质在外部热风激励下的热像图,马铃薯表面温度显著高于石块与土块,并对风速、风向角度、风温分别进行四水平单因素仿真试验,得出马铃薯与杂质的表面温度差异大小在一定时间内与风速、风向角度和风温呈非线性正相关。在试验平台上对马铃薯和杂质进行分类试验,结果表明:最佳图像识别处理条件为风速4 m/s、风温为40℃、风向角度为90°,识别成功率为97%。为马铃薯收获—仓储过程中除杂提供技术参考。 展开更多

关键词 马铃薯 热激励 热红外成像 杂质剔除

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马铃薯收获机扰动分离装置设计与试验 被引量：6

12

作者 王兴欢 魏忠彩 +7 位作者 苏国粱 孟鹏祥 王法明 张祥彩 王宪良 程修沛 李志合 金诚谦 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期101-112,共12页

针对现有的小型马铃薯收获机筛面土块破碎效果不佳而影响分离效率和收获品质等问题,结合北方马铃薯主产区收获模式和常用杆条式分离装置,设计了一款马铃薯收获机扰动分离装置。在阐述总体结构及工作原理基础上,结合马铃薯的碰撞特性和... 针对现有的小型马铃薯收获机筛面土块破碎效果不佳而影响分离效率和收获品质等问题,结合北方马铃薯主产区收获模式和常用杆条式分离装置,设计了一款马铃薯收获机扰动分离装置。在阐述总体结构及工作原理基础上,结合马铃薯的碰撞特性和土块的破碎过程分析,得到影响薯块损伤和土块破碎的主要因素为扰动深度、偏心轮转速和偏心距;通过EDEM-RecurDyn耦合构建仿真模型,单因素试验得到扰动杆数量最优为4,以扰动深度、偏心轮转速和偏心距为试验因素,以马铃薯碰撞力和土块破碎率为评价指标,运用Box-Behnken中心组合设计方法进行仿真试验,对试验结果进行方差分析,利用响应面分析了各交互因素对试验指标的影响规律,结合实际工况确定影响因素最佳取值。验证试验表明:当收获机分离筛运行速度为0.7 m/s、扰动深度为51.5 mm、偏心轮转速通过调速器设为2.3 r/s、偏心距为31 mm时,土块破碎率为60.7%,电子马铃薯采集的碰撞加速度峰值平均值为790.66 m/s~2,小于马铃薯临界损伤阈值。 展开更多

关键词 马铃薯收获机 薯土分离装置 扰动分离装置 耦合仿真

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基于气固耦合的气筛式马铃薯清选装置参数优化与试验 被引量：4

13

作者 李晓晖 魏忠彩 +5 位作者 苏国粱 王兴欢 张祥彩 王宪良 程修沛 金诚谦 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期96-108,共13页

针对马铃薯联合收获后含杂率高、后续二次清选伤薯破皮严重等问题,对气筛式马铃薯清选装置进行了优化设计,在低损伤的同时保持一定的清选除杂功能,在阐述总体结构及工作原理基础上,结合马铃薯运动学模型和碰撞特性分析,得到影响除杂率... 针对马铃薯联合收获后含杂率高、后续二次清选伤薯破皮严重等问题,对气筛式马铃薯清选装置进行了优化设计,在低损伤的同时保持一定的清选除杂功能,在阐述总体结构及工作原理基础上,结合马铃薯运动学模型和碰撞特性分析,得到影响除杂率和薯块损伤的主要因素,通过EDEM-Fluent耦合构建仿真模型,以风机出风口气流速度、摆抖筛摆抖形式、摆抖频率、筛面倾角为试验因素,以马铃薯清选率和洁净率作为评价指标,对清选过程进行了多组仿真,并依据仿真结果进行验证与优化。研究结果表明,清选装置风机出风口气流速度对马铃薯气力清选的可行性起着决定性作用,摆抖筛摆抖形式、摆抖频率和筛面倾角对清选效果影响大,影响由大到小为风机出风口气流速度、摆抖筛筛面倾角、摆抖筛摆抖频率,且摆抖筛前后简谐摆抖优于上下摆抖。最优工作参数组合:摆抖筛前后简谐摆抖、摆抖筛筛面倾角为25°、摆抖频率为10 Hz、风机出风口气流速度为60 m/s,此时仿真试验马铃薯清选率为93.1%,洁净率为98.7%,台架试验马铃薯清选率为91.6%,洁净率为99.2%。研究结果可为马铃薯清选装置设计与优化提供理论依据。 展开更多

关键词 马铃薯 清选分离装置 薯石分离 气固耦合

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马铃薯装卸袋过程的碰撞冲击损伤分析与试验 被引量：1

14

作者 魏忠彩 韩梦 +6 位作者 苏国粱 胡良龙 王法明 王宪良 程修沛 金诚谦 张祥彩 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第17期41-51,共11页

针对马铃薯在装卸袋作业过程中伤薯率和破皮率较高的问题,该研究搭建了马铃薯装卸袋装置试验台,结合装置的主要结构及工作原理,通过理论分析明确了影响马铃薯破皮损伤的关键因素。通过RecurDyn-EDEM耦合模拟仿真,对比分析了有缓冲辊和... 针对马铃薯在装卸袋作业过程中伤薯率和破皮率较高的问题,该研究搭建了马铃薯装卸袋装置试验台,结合装置的主要结构及工作原理,通过理论分析明确了影响马铃薯破皮损伤的关键因素。通过RecurDyn-EDEM耦合模拟仿真,对比分析了有缓冲辊和无缓冲辊时薯块的碰撞特征,缓冲辊的缓冲减损作用明显,相较于无缓冲辊作业,薯块最大碰撞接触力峰值降低了263.566 N。开展三因素三水平正交试验,以输送速度、缓冲辊直径和喂入量为试验因素,以伤薯率和破皮率为评价指标,通过响应面分析各因素交互作用对评价指标的影响并对关键参数进行优化,采用电子马铃薯测试系统进行了验证试验。结果表明:输送速度为0.96 m/s,缓冲辊直径为83 mm,喂入量为26 t/h时,伤薯率和破皮率分别为0.82%和1.14%,碰撞加速度峰值小于马铃薯临界损伤的碰撞加速度阈值,马铃薯碰撞剧烈程度呈波浪式下降,入袋后薯块的最后一次的碰撞加速度均远小于入袋前初始碰撞加速度。田间试验表明:收获速度为0.6、0.8和1.0 m/s时,伤薯率分别为0.97%、1.32%和1.58%,破皮率分别为1.34%、1.53%和1.87%,均满足相关标准。研究结果可为马铃薯减损集薯装置的研发与优化提供支撑。 展开更多

关键词 农业机械 收获 马铃薯 跌落冲击 装卸袋 减损

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智能马铃薯出仓机的设计与试验 被引量：2

15

作者 盖金星 胡周勋 +4 位作者 岳仁才 李少川 王法明 祝珊 王相友 《农机化研究》 北大核心 2020年第3期123-127,133,共6页

目前,马铃薯出仓设备研究较少,且存在作业效率低、成本高及需要大量人工辅助作业等问题,机械化、智能化程度较低。为此,设计了一款高效的智能马铃薯出仓机。该机可前后伸缩和左右转动,作业半径可在6~10m之间进行调整,作业适应性强;其收... 目前,马铃薯出仓设备研究较少,且存在作业效率低、成本高及需要大量人工辅助作业等问题,机械化、智能化程度较低。为此,设计了一款高效的智能马铃薯出仓机。该机可前后伸缩和左右转动,作业半径可在6~10m之间进行调整,作业适应性强;其收集铲贴近地面,降低了马铃薯在出仓时的伤薯率;同时,采用行程限位开关进行伸缩位置控制,利用液压推杆实现拖车架前后端高低的变化,并通过上料量对后级输送带速度进行自动控制,提高了自动化水平。对样机进行出仓试验,结果表明:该马铃薯出仓机具有出仓效率高、伤薯率低,以及机器故障率低等优点。 展开更多

关键词 马铃薯 出仓机 智能控制 样机试验

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基于离散元的微型马铃薯仿真参数标定 被引量：129

16

作者 刘文政 何进 +3 位作者 李洪文 李学强 郑侃 魏忠彩 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期125-135,142,共12页

为系统全面地研究微型马铃薯种子离散元仿真物性参数,根据其物料特征创建微型薯模型,以此为基础建立微型薯离散元参数获取模型。利用试验测定及仿真模拟相结合的方法对微型薯颗粒离散元参数进行标定和校准,即以先后建立碰撞恢复系数测... 为系统全面地研究微型马铃薯种子离散元仿真物性参数,根据其物料特征创建微型薯模型,以此为基础建立微型薯离散元参数获取模型。利用试验测定及仿真模拟相结合的方法对微型薯颗粒离散元参数进行标定和校准,即以先后建立碰撞恢复系数测定模型、微型薯-钢板摩擦因数测定模型、微型薯颗粒间摩擦因数测定模型的方法,在EDEM中建立仿真试验模型并以所标定的相应离散元仿真参数为自变量,以仿真模型所测定的因素为评价指标,通过在仿真模型中改变自变量获取相应的评价指标值,建立曲线拟合方程,将真实试验模型中对各因素所测定的值作为仿真目标值代入拟合方程中得到微型薯离散元仿真参数并进行了仿真试验验证。求得微型薯种子离散元仿真参数:微型薯-钢板碰撞恢复系数为0.523,微型薯颗粒间碰撞恢复系数为0.478,微型薯-钢板静摩擦因数为0.644,微型薯-钢板滚动摩擦因数为0.022 1,微型薯颗粒间静摩擦因数为0.325,微型薯颗粒间滚动摩擦因数为0.030 0。对标定后的微型薯离散元物性参数进行仿真验证试验,结果表明标定后的微型薯仿真颗粒堆积角以及种子分布情况与真实试验条件相吻合,为微型薯相关播种机具设计和优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 微型马铃薯 离散元 仿真参数 标定

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马铃薯微型种薯振动排序播种装置播种性能优化 被引量：12

17

作者 刘文政 何进 +7 位作者 李洪文 李学强 卢彩云 魏忠彩 苏国粱 赵宏波 刘鹏 王春雷 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1-11,共11页

为推动马铃薯微型种薯(简称微型薯)播种机械化的发展,在现有研究的基础上,提出基于受迫振动原理的单列排序机械化播种技术,设计马铃薯微型种薯振动排序播种装置。在对播种装置工作原理进行阐述的基础上,对投种过程进行运动学和动力学分... 为推动马铃薯微型种薯(简称微型薯)播种机械化的发展,在现有研究的基础上,提出基于受迫振动原理的单列排序机械化播种技术,设计马铃薯微型种薯振动排序播种装置。在对播种装置工作原理进行阐述的基础上,对投种过程进行运动学和动力学分析,阐明了振动排序播种装置播种特性,并明晰了影响播种性能的主要因素及各因素的试验取值范围。以偏心轮偏心距、驱动轴转速和种床带速度为试验因素,以重播率、漏播率和播种合格率为评价指标,对3个不同级别的微型薯为研究对象开展二次回归正交组合试验,建立各个级别下微型薯的各指标与因素间的回归数学模型,分析相关因素对播种性能参数的影响,获得合理的参数组合,并进行验证试验,结果表明:3个不同级别的微型薯在较优的试验组合下,重播率和漏播率均小于5%,播种合格率在90%以上。由此表明,该播种装置满足马铃薯播种机播种性能要求。该研究为微型薯等大颗粒种子相关播种装置的研究、设计和优化以及播种性能的提升提供参考。 展开更多

关键词 机械化 优化 农作物 马铃薯 播种装置 受迫振动 播种性能 验证

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马铃薯微型种薯种植机双侧位深施肥装置设计与试验 被引量：15

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作者 刘文政 何进 +3 位作者 李洪文 魏忠彩 张振国 李学强 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期56-65,共10页

基于前期设计的马铃薯微型种薯(简称"微型薯")播种机,结合微型薯种植农艺特点,设计了一种单行薯双侧位深施肥装置,并对其关键部件排肥器和施肥开沟器进行分析。采用运动学理论分析了颗粒肥料在排肥器内的运动特性,并通过离散... 基于前期设计的马铃薯微型种薯(简称"微型薯")播种机,结合微型薯种植农艺特点,设计了一种单行薯双侧位深施肥装置,并对其关键部件排肥器和施肥开沟器进行分析。采用运动学理论分析了颗粒肥料在排肥器内的运动特性,并通过离散元仿真模拟研究了不同螺距下排肥器排肥情况,以确定较佳的螺距;采用力学理论对施肥开沟器进行分析,明确开沟圆盘等设计参数。机具静态试验表明,排肥器间的排肥均匀性变异系数为2.29%,排肥器排肥稳定性较好;田间试验结果表明,肥料与种薯间的平均横向间距为51.2 mm,平均纵向间距为63.5 mm,施肥装置的整体施肥作业性能满足农艺要求。 展开更多

关键词 马铃薯 种植机 排肥器 开沟器 性能试验

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基于振动排序的马铃薯微型种薯播种机设计与试验 被引量：8

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作者 刘文政 何进 +3 位作者 李洪文 李学强 魏忠彩 刘鹏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期70-80,116,共12页

为提升中国马铃薯微型种薯(简称微型薯)机械化播种水平,根据微型薯物理特性及农艺特点,设计了一种基于振动排序的马铃薯微型种薯播种机,该机可一次完成开沟、播种、覆土、起垄等作业。基于受迫振动原理,通过对微型薯单列排序输送投种、... 为提升中国马铃薯微型种薯(简称微型薯)机械化播种水平,根据微型薯物理特性及农艺特点,设计了一种基于振动排序的马铃薯微型种薯播种机,该机可一次完成开沟、播种、覆土、起垄等作业。基于受迫振动原理,通过对微型薯单列排序输送投种、振动回种等过程的分析,确定了播种装置关键结构参数和工作参数。采用调节板高频低幅往复运动,动态微量调节落种口尺寸,避免薯种在种箱内的结拱;利用离散元仿真模拟,明晰振动板较合理的振动频率及相应的驱动连接轴转速。开沟装置、播种装置、覆土起垄装置前后依次布置,先后完成开沟、种薯覆土和起垄工序。田间试验表明,当作业速度为5 km/h时,种薯播种重播指数为4.6%,漏播指数为5.6%,合格指数为89.8%,种植深度合格率为96.5%,各项指标均符合国家和行业标准要求。 展开更多

关键词 马铃薯 播种机 振动排序 覆土起垄 田间试验

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装袋型马铃薯联合收获机清选装置研制 被引量：14

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作者 王相友 吕丹阳 +3 位作者 任加意 张蒙 孟鹏祥 李学强 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期8-17,共10页

针对现有马铃薯联合收获机清选装置除杂率低、伤薯率和破皮率高等问题,该研究以装袋型马铃薯联合收获机为基础,设计了一种适用于黏重土壤条件下的清选装置。该装置通过清选辊与光辊交替排列、两辊差速转动的形式,提升了对马铃薯收获物... 针对现有马铃薯联合收获机清选装置除杂率低、伤薯率和破皮率高等问题,该研究以装袋型马铃薯联合收获机为基础,设计了一种适用于黏重土壤条件下的清选装置。该装置通过清选辊与光辊交替排列、两辊差速转动的形式,提升了对马铃薯收获物的清选效果。采用Box-Benhnken响应面试验设计理论,以上料量、装置倾角、清选辊转速、光辊转速、辊距和相对高度为影响因素,以伤薯率、破皮率及除杂率为作业质量评价指标,进行六因素三水平正交试验。建立各影响因素与指标之间的回归数学模型,并分析各因素对响应值的交互影响,同时对模型进行优化求解,获得最优参数组合为:上料量4.3 kg/s、装置倾角10.3°、清选辊转速119 r/min、光辊转速148 r/min、清选辊与光辊的辊距16.8 mm、两辊相对高度40.5 mm,对应的伤薯率为1.06%、破皮率为0.54%、除杂率为96.15%。对优化结果进行田间验证试验,试验结果表明,在最优参数组合下,伤薯率为1.10%、破皮率为0.55%、除杂率为95.04%,满足马铃薯联合收获机的作业性能要求。研究结果可为黏重土壤条件下马铃薯联合收获机清选装置结构设计提供参考。 展开更多

关键词 农业机械 设计 试验 马铃薯联合收获机 清选装置 黏重土壤

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