新疆棉区棉秆机械化采收技术的综述与发展趋势

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作者 亚森江·白克力 张佳喜 +1 位作者 郭刚 艾热帕提·买合木提 《农机化研究》 北大核心 2025年第10期292-300,共9页

棉秆是棉花收获后留在田地中的茎秆残留部分,在农业、畜牧业、工业、能源和环保等多个领域具有广泛应用价值。新疆作为我国最大的棉花产区,棉秆产量尤为丰富,对其处理和利用显得尤为重要。然而,传统的棉秆处理方法(如直接粉碎还田、切... 棉秆是棉花收获后留在田地中的茎秆残留部分,在农业、畜牧业、工业、能源和环保等多个领域具有广泛应用价值。新疆作为我国最大的棉花产区,棉秆产量尤为丰富,对其处理和利用显得尤为重要。然而,传统的棉秆处理方法(如直接粉碎还田、切割收获等)不仅导致农田承载力下降、生态失衡,而且茎秆根部残留物还可能引发土壤病虫害。为此,对棉秆机械化收获的研究进展进行了全面综述。首先,针对新疆棉区不同棉秆收获机械的原理、工作方式、结构形态和研究现状进行了综述;其次,阐述了相应的优缺点和应用效果;最后,基于文献回顾,总结并提出了一系列改进方法和建议,旨在为新疆棉秆机械化采收的研究提供参考,进一步促进我国棉花秸秆产业的健康和快速发展。 展开更多

关键词 棉秆 采收 机械化 新疆

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多传感器融合的太阳能板智能追光系统的设计与研究

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作者 陈红涛 周军 +1 位作者 王帅 郭俊先 《农机使用与维修》 2025年第7期21-25,共5页

该研究提出了一种基于多传感器融合与自适应PID控制的智能太阳能板追光系统,旨在解决现有太阳能追光系统响应延迟大、静态误差高和复杂天气适应性差的问题。该系统采用7×7光敏阵列传感器结合倾角传感器,利用加权卡尔曼滤波算法融... 该研究提出了一种基于多传感器融合与自适应PID控制的智能太阳能板追光系统,旨在解决现有太阳能追光系统响应延迟大、静态误差高和复杂天气适应性差的问题。该系统采用7×7光敏阵列传感器结合倾角传感器,利用加权卡尔曼滤波算法融合光强与角度数据,并通过自适应PID控制优化太阳能板的跟踪精度。试验结果表明,系统在晴天和多云条件下的跟踪误差分别为0.32°和0.87°,响应时间提升了40%,日均能耗为1.2 W,比传统系统表现更优。该系统具备较高的光伏发电效率和能效,能够在复杂环境下保持稳定运行,为太阳能利用提供了新的技术方案。 展开更多

关键词 太阳能板 追踪 多传感器融合 自适应PID控制

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棉花特宽膜覆膜下种床水热耦合特性模拟与试验

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作者 史增录 陈新宇 +4 位作者 马旭 张学军 薛迎雪 王堆金 于永良 《农业工程学报》 北大核心 2025年第11期89-97,共9页

为研究特宽膜覆膜下种床水热特性,明晰其对棉花生长发育的影响机制,以棉花机械化铺膜播种后的种床为研究对象,利用对比分析的方法,设置4.4 m特宽膜(T1处理)和2.05 m膜(T2处理)两种处理进行种床水热模拟和棉花生长监测。结果表明:水、热... 为研究特宽膜覆膜下种床水热特性,明晰其对棉花生长发育的影响机制,以棉花机械化铺膜播种后的种床为研究对象,利用对比分析的方法,设置4.4 m特宽膜(T1处理)和2.05 m膜(T2处理)两种处理进行种床水热模拟和棉花生长监测。结果表明:水、热和溶质运移模拟软件HYDRUS-2D模型能较好模拟播种后种床的水热变化。在相同田间管理下,T1处理较T2处理耕层含水率、温度分别提升9.7%、5.3%,深层含水率、温度分别提升2.8%、3.6%,耕层储水量、有效积温分别提升9.3%、18%,T1处理的种床水热环境更好;T1的出苗率为91.7%,T2的出苗率为89.8%;全生育期内T1较T2株高、茎粗平均分别提升6.7%、11.5%;T1的棉铃数、单铃质量分别为6.16、6.3g,棉铃分布在中、上层,T2的棉铃数、单铃质量分别为6.03、5.9 g,棉铃分布在中、下层,T1的生长特征更好,籽棉产量提升9.1%。结合数据综合分析,特宽膜覆膜改变了种床水热状况,具有更优异的种床水热环境,能提供更多的养分,促使棉种出苗快、齐、均、壮,且后续长势好,提升棉花生长发育中各项特征指标,将整体生育期提升3~4 d,增加棉铃数,优化棉铃分布结构,籽棉产量提升,是一种高效的覆膜种植模式。该研究可为棉花高效种植技术的研制、应用提供理论依据和技术基础。 展开更多

关键词 棉花 特宽膜 种床水热特性 棉苗生长 产量

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逆流钩拽式残膜混合物清洗分离装置设计与试验

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作者 谢建华 刘旺 +4 位作者 曹肆林 黄伟荣 张佳 李沅泽 孟庆河 《农业机械学报》 北大核心 2025年第6期397-408,共12页

针对现有风选式膜杂分离装置分离出的残膜附土量较高,而水洗式膜杂分离装置能耗较高且用水量较大等问题,设计了一种逆流钩拽式残膜混合物清洗分离装置。通过对主要工作部件进行设计与动力学分析,确定了钩膜齿链的作业条件、螺旋输送器... 针对现有风选式膜杂分离装置分离出的残膜附土量较高,而水洗式膜杂分离装置能耗较高且用水量较大等问题,设计了一种逆流钩拽式残膜混合物清洗分离装置。通过对主要工作部件进行设计与动力学分析,确定了钩膜齿链的作业条件、螺旋输送器转速范围、排杂电机转速范围以及水循环系统所需水泵型号。以钩膜齿链速度、平均流速以及出水口高度为试验因素,以残膜分离率和残膜洁净率为试验指标进行了响应面试验。对试验结果进行了方差分析,得出各试验因素对残膜分离率的影响由大到小为:出水口高度、平均流速、钩膜齿链速度;对残膜洁净率的影响由大到小为:平均流速、钩膜齿链速度、出水口高度。对试验指标进行了参数优化,得到最优参数组合为:钩膜齿链速度0.196 m/s、平均流速1.51 m/s、出水口高度457.0 mm,此时残膜分离率和残膜洁净率分别为89.95%和93.46%。对优化结果进行试验验证,得到残膜分离率和残膜洁净率分别为88.72%和92.35%。 展开更多

关键词 残膜混合物 清洗分离 水流扰动 动力学分析 逆流钩拽式

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圆捆式残膜打包机缠网装置的设计与试验

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作者 周金豹 谢建华 +3 位作者 赵维松 张毅 曹肆林 岳勇 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第1期20-29,共10页

为解决现有残膜打包机打出的膜包在运输过程中易于膨胀松散、散捆的问题,设计一种与其相配套的圆捆式缠网装置。阐述该缠网装置的基本结构与工作原理,通过对网绳的受力与运动分析,确定关键部件的结构参数。结合缠网装置的结构特点,以打... 为解决现有残膜打包机打出的膜包在运输过程中易于膨胀松散、散捆的问题,设计一种与其相配套的圆捆式缠网装置。阐述该缠网装置的基本结构与工作原理,通过对网绳的受力与运动分析,确定关键部件的结构参数。结合缠网装置的结构特点,以打包辊转速、网绳缠绕圈数与网绳初始预紧力为试验因素,以膜包抗摔率和膜包体积稳定系数为评价指标,开展三因素三水平正交试验研究。试验结果表明:对膜包抗摔率的贡献率从大到小依次为网绳缠绕圈数、网绳初始预紧力、打包辊转速;对膜包体积稳定系数贡献率从大到小依次为网绳缠绕圈数、网绳初始预紧力、打包辊转速;在保证膜包体积稳定的情况下,最大限度提升膜包抗摔率,确定缠网装置的最优工作参数组合:打包辊转速为270 r/min、网绳缠绕圈数为6圈、网绳初始预紧力为50 N。田间试验表明,缠网装置作业性能稳定,能够满足设计和作业要求。为残膜打包机缠网装置的设计提供参考。 展开更多

关键词 圆捆式残膜打包机 缠网装置 网绳 抗摔率 体积稳定系数

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棉花精量播种机播种监测系统设计与试验

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作者 史增录 焦丙炎 +3 位作者 马旭 张学军 张燕 王堆金 《农业机械学报》 北大核心 2025年第7期328-338,共11页

棉花田间播种过程中常有漏播情况发生,人工监测难以保证精度,且劳动量大,目前针对棉花精量穴播机播种监测研究较少,难以有效地监测穴播器取种状态。本文提出了一种基于光纤传感和电感传感耦合的多源数据获取精量播种参数的监测方法,相... 棉花田间播种过程中常有漏播情况发生,人工监测难以保证精度,且劳动量大,目前针对棉花精量穴播机播种监测研究较少,难以有效地监测穴播器取种状态。本文提出了一种基于光纤传感和电感传感耦合的多源数据获取精量播种参数的监测方法,相比传统监测方法具有更高的精度和安装灵活性。播种监测系统以光纤传感器和电感式传感器为信号捕获源,采用LabVIEW软件作为控制平台,工控机为监测控制终端,完成了播种监测系统硬件、软件等设计,开展了信号滤波、数据采集计算模块设计,实现对播种量、漏播量、成穴数、漏播率、作业速度等播种作业参数的实时监测。台架试验标定了光纤传感器光强度挡位和阈值,获得黑色取种齿盘背景下最优光强度挡位和阈值;检验了电感式传感器监测精度,成穴数台架试验监测精度大于98.21%。田间试验结果表明,当播种机前进速度为2.5~3.8 km/h时,成穴数监测精度不小于98.10%,播种量监测精度不小于98.21%,漏播量监测精度不小于95.00%,监测系统监测精度高,可用于实际播种作业。研究结果对提升棉花播种智能化程度,实现棉花产业提质增效具有重要意义。 展开更多

关键词 棉花 精量播种机 播种监测

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摩擦调节式小区小麦精密排种器设计与试验

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作者 谢建华 张洪梁 +3 位作者 冯浩 黄伟荣 金姣阳 马卫彬 《农业机械学报》 北大核心 2025年第1期164-173,共10页

针对目前型孔轮式小麦排种器漏播率高等问题,设计了一种摩擦调节式小区小麦精密排种器。通过对单粒种子排种过程进行受力分析,确定排种器种沟夹角β>17.7°。利用离散元仿真分析确定排种器关键部分结构尺寸以及摩擦盘较优的转速... 针对目前型孔轮式小麦排种器漏播率高等问题,设计了一种摩擦调节式小区小麦精密排种器。通过对单粒种子排种过程进行受力分析,确定排种器种沟夹角β>17.7°。利用离散元仿真分析确定排种器关键部分结构尺寸以及摩擦盘较优的转速范围(种沟夹角β为30°、型孔轮摩擦角γ为14°,摩擦盘转速为20~28 r/min时漏播率最低)。通过受力分析、仿真分析以及实际作业情况确定排种器关键结构参数范围。以摩擦盘转速、型孔轮转速、拨片间隙为试验因素,以粒距合格率、漏播率、重播率为评价指标,进行三因素三水平的回归响应面试验,通过建立回归方程及响应面数学模型分析各工作参数对试验指标的影响。通过参数优化得到最佳工作参数为型孔轮转速6 r/min、摩擦盘转速24 r/min、拨片间隙3.1 mm,并对该试验组合进行验证试验,得到粒距合格率为89.13%、漏播率为4.83%、重播率为6.04%,试验结果与预测值差异约1个百分点,满足小麦精少量作业要求,研究结果可为小区小麦精密排种器研究提供技术支撑。 展开更多

关键词 小麦 小区育种 单粒点播 排种器 摩擦盘 型孔轮

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联合收获油葵脱出物离散元模型构建与参数标定

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作者 郭辉 韩骏轩 +3 位作者 吕增帅 董远德 郭烈红 周稳 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期319-330,共12页

针对油葵联合收获清选装置在离散元仿真时缺乏准确模型的问题,本文以联合收获油葵脱出物为对象,采用离散元法对不同种类油葵脱出物模型接触参数进行分类标定。通过对随机选取的油葵脱出物进行分类,确定了油葵脱出物主要组成成分及质量占... 针对油葵联合收获清选装置在离散元仿真时缺乏准确模型的问题,本文以联合收获油葵脱出物为对象,采用离散元法对不同种类油葵脱出物模型接触参数进行分类标定。通过对随机选取的油葵脱出物进行分类,确定了油葵脱出物主要组成成分及质量占比;利用数显游标卡尺、万能试验机和自制试验台等仪器确定了各油葵脱出物本征参数和接触参数;以各油葵脱出物物理堆积角为基础,开展了Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和Box-Behnken试验,确定了对各油葵脱出物堆积角影响显著的参数及取值范围;利用Design-Expert软件中的优化模块,以各油葵脱出物物理堆积角为目标值进行寻优,确定了各油葵脱出物较优参数组合分别为油葵籽粒剪切模量7.35×10^(7)Pa、油葵籽粒-钢材碰撞恢复系数0.295、油葵籽粒-油葵籽粒静摩擦因数0.669、油葵碎葵盘剪切模量1.94×10^(7)Pa、油葵碎葵盘-钢材碰撞恢复系数0.467、油葵碎葵盘-钢材静摩擦因数0.436、油葵茎秆剪切模量7.39×10^(7)Pa、油葵茎秆-钢材静摩擦因数0.553、油葵茎秆-油葵茎秆静摩擦因数0.775;利用各较优参数组合对油葵籽粒、油葵碎葵盘、油葵茎秆以及油葵脱出物混料进行仿真堆积试验,试验结果表明,仿真堆积角与物理堆积角误差分别为0.66%、0.96%、0.64%、1.15%。 展开更多

关键词 油葵 联合收获 脱出物 离散元 参数标定

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滚刀-轴流滚筒组合式膜杂混合物切碎分离装置设计与试验

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作者 张佳 谢建华 +3 位作者 杜亚坤 黄伟荣 刘迎春 岳勇 《农业机械学报》 北大核心 2025年第6期409-421,456,共14页

针对新疆地区残膜资源化利用需求和现有膜杂混合物(膜杂)切碎及分离难度大、作业效果不理想问题,设计一种可实现膜杂喂入切碎、膜杂分离以及棉秆破碎作业的滚刀-轴流滚筒组合式膜杂混合物切碎分离装置。基于动力学与运动学分析了膜杂喂... 针对新疆地区残膜资源化利用需求和现有膜杂混合物(膜杂)切碎及分离难度大、作业效果不理想问题,设计一种可实现膜杂喂入切碎、膜杂分离以及棉秆破碎作业的滚刀-轴流滚筒组合式膜杂混合物切碎分离装置。基于动力学与运动学分析了膜杂喂入、切碎以及分离过程,得出影响膜杂切碎及分离效果的主要因素及参数取值范围。以喂入辊转速、切碎器转速以及分离滚筒转速为试验因素,膜中含膜率、杂中含膜率以及棉秆破碎长度合格率为评价指标,通过Design-Expert软件开展了单因素和Box-Behnken响应面试验,对试验结果进行方差分析和响应面分析,明晰了试验因素及其交互作用对试验指标的影响规律,对构建的二阶多项式响应面模型进行多目标求解优化,优化结果表明:当喂入辊转速为20.94 r/min、切碎器转速为335.78 r/min以及分离滚筒转速为282.38 r/min时作业效果最佳,以优化后的参数进行试验验证,试验结果表明:膜中含膜率为91.26%、杂中含膜率为7.22%以及棉秆破碎长度合格率为93.78%,满足膜杂切碎及分离作业需求。 展开更多

关键词 膜杂混合物 膜杂切碎 膜杂分离 滚刀式 轴流滚筒

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滚杠式苹果分级机的设计

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作者 孟岩 于蒙杰 +2 位作者 那尔胡兰 毛炜嘉 齐双浩 《河北农机》 2025年第15期8-10,共3页

分级作为采摘后苹果商品化处理的关键环节,对提升我国鲜食苹果的市场竞争力有重要的意义。针对中小型种植户需求与现有设备适配难题,同时聚焦目前鲜食苹果人工分级效率低、分级大小不均匀、分级过程易损伤等问题,本文设计了一种滚杠式... 分级作为采摘后苹果商品化处理的关键环节,对提升我国鲜食苹果的市场竞争力有重要的意义。针对中小型种植户需求与现有设备适配难题,同时聚焦目前鲜食苹果人工分级效率低、分级大小不均匀、分级过程易损伤等问题,本文设计了一种滚杠式苹果分级机,通过变螺距螺杆精准调节两相邻滚杠间距,利用苹果自重和滚杠的传动运输实现苹果3种规格的分级.本文详细介绍了滚杠式苹果分级机的整体结构和工作原理,并对滚杠、变螺距螺杆、活动链接链、棘轮等关键零部件进行设计。该机结构设计紧凑、制造成本较低,有助于提高苹果分级的效率和准确度,同时可以为球形果蔬分级机的小型化、通用化的设计提供新的思路。 展开更多

关键词 滚杠式 变螺距螺杆 苹果 分级

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新工科背景下电机学课程教学创新探索与实践

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作者 时谦 尹翠 +1 位作者 白花蒲 周伟 《农业工程》 2025年第8期153-157,共5页

根据新疆农业大学电气工程及其自动化专业学生培养目标,针对当前电机学课程理论抽象繁杂及存在问题,在充分调研用人单位基础上,通过模块化重构教学内容,提出针对性较强的电机学课程创新教学模式,形成线下课堂与线上辅助理论教学及线上... 根据新疆农业大学电气工程及其自动化专业学生培养目标,针对当前电机学课程理论抽象繁杂及存在问题,在充分调研用人单位基础上,通过模块化重构教学内容,提出针对性较强的电机学课程创新教学模式,形成线下课堂与线上辅助理论教学及线上线下实践教学体系,以及以学习小组为核心、仿真实践为特色的多维度教学模式,创新改革多元化评价体系,注重思政内容和业务课相结合,提高学生创新意识,实现对学生综合能力的培养。 展开更多

关键词 电机学 教学模式 混合式教学 课程思政

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基于离散元法的耕层残膜拉伸性能研究 被引量：4

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作者 申世龙 张佳喜 +4 位作者 蒋永新 王毅超 刘旋峰 李金明 董文浩 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期132-141,共10页

由于耕层残膜回收机关键农机部件设计优化过程中缺乏准确的残膜离散元模型参数,在一定程度上制约了耕层残膜回收机残膜受力机理分析与机构优化改进。本文以棉田耕层残膜为研究对象,对耕层残膜含量和极限拉伸力进行测定,得到不同耕层深... 由于耕层残膜回收机关键农机部件设计优化过程中缺乏准确的残膜离散元模型参数,在一定程度上制约了耕层残膜回收机残膜受力机理分析与机构优化改进。本文以棉田耕层残膜为研究对象,对耕层残膜含量和极限拉伸力进行测定,得到不同耕层深度、不同厚度的残膜含量和极限拉伸力。根据测定结果,利用EDEM软件选用Hertz-Mindlin with Bonding接触模型对耕层残膜进行离散元模型参数标定,选用单位面积法向刚度、单位面积切向刚度、临界法向应力、临界切向应力、粘结半径、接触半径为试验因素。通过Plackett-Burman试验,确定影响Bond键的主要参数有单位面积法向刚度、临界法向应力和粘结半径。通过最陡爬坡试验和Box-Behnken试验,最终确定最优的Bonding模型显著参数单位面积法向刚度、临界法向应力、粘结半径分别为2.36×10^(5) N/m^(3)、6.47×10^(4) Pa、0.004 mm,对参数进行了仿真试验验证,误差为5.88%,满足要求。通过对比物理试验与仿真试验的拉伸过程耕层残膜状态与拉伸曲线,表明了耕层残膜模型合理性,为后期耕层残膜回收机仿真与膜土分离机理研究提供了理论支撑。 展开更多

关键词 棉田耕层残膜 极限拉伸力 离散元模型 Bonding模型 拉伸仿真试验

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基于无线通讯技术的松土装置应力应变监测系统设计与试验 被引量：1

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作者 董兆森 张佳喜 +3 位作者 周欣 罗文杰 蒋永新 郭刚 《新疆农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1029-1040,共12页

【目的】测量滚筒式残膜回收机中的主要部件松土齿耙在作业过程中监测系统装置的应力应变状况,为提高残膜回收机工作效率、降低松土齿耙的故障率提供参考。【方法】设计松土齿耙应力应变监测系统,通过ANSYS分析确定监测点,采用DH5922N... 【目的】测量滚筒式残膜回收机中的主要部件松土齿耙在作业过程中监测系统装置的应力应变状况,为提高残膜回收机工作效率、降低松土齿耙的故障率提供参考。【方法】设计松土齿耙应力应变监测系统,通过ANSYS分析确定监测点,采用DH5922N数据分析仪标定传感器,采集模块对松土齿的微小变形进行应力应变测量,连续监测松土齿应力应变数据,并针对松土齿耙壅土过载工况下提前预警。【结果】应力应变监测系统可以有效的对松土齿耙应力应变实时监测,模拟机具田间作业工况,轻度过载阈值为140 Mpa,严重过载阈值为180 Mpa,监测结果整体平均相对误差为10.12%,过载阈值设置可提前预警。【结论】松土齿耙应力应变监测系统主要由微处理器、应力应变采集模块、AD模数转换模块、电源模块、通讯模块、云平台可视化界面6部分组成,可实时监测松土齿耙的应力应变作业状况。 展开更多

关键词 监测系统 松土装置 滚筒式残膜回收机 应力应变 ZIGBEE

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分段滚筒式气力协助白星花金龟幼虫转化残膜混合物分离装置设计与试验 被引量：2

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作者 谢建华 李沅泽 +3 位作者 刘迎春 张佳 杜亚坤 石鑫 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期329-341,428,共14页

针对白星花金龟幼虫转化残膜混合物后满足生物活性前提下多种形体差异显著混合物的分离问题,设计了一种分段滚筒式气力协助白星花金龟幼虫转化残膜混合物分离装置。通过物理试验与理论计算确定了白星花金龟幼虫、虫砂、残膜阻力系数分... 针对白星花金龟幼虫转化残膜混合物后满足生物活性前提下多种形体差异显著混合物的分离问题,设计了一种分段滚筒式气力协助白星花金龟幼虫转化残膜混合物分离装置。通过物理试验与理论计算确定了白星花金龟幼虫、虫砂、残膜阻力系数分区与理论悬浮速度,利用悬浮速度台架试验验证了其准确性,可为后续气固耦合仿真提供数据基础。通过理论分析与EDEM-Fluent耦合方法模拟残膜、幼虫及虫砂筛分过程,确定了本装置的主要结构参数与工作参数。选择滚筒筛转速、滚筒筛倾角及风扇风速为试验因素,残膜含杂率与虫砂含膜率为试验指标进行了单因素试验以确定各因素水平合理范围,根据单因素试验结果,设计了三因素三水平二次回归响应面试验并建立回归模型。试验结果表明:影响残膜含杂率的因素由大到小依次为风扇风速、滚筒筛倾角、滚筒筛转速;影响虫砂含膜率的因素由大到小依次为滚筒筛转速、滚筒筛倾角、风扇风速。优化后最优工作参数组合为滚筒筛转速21.79 r/min、滚筒筛倾角3.58°、风扇风速5.52 m/s。以此参数组合进行物料筛分试验,得到残膜含杂率与虫砂含膜率平均值分别为8.96%、1.52%,与理论优化值相对误差均小于5%。该研究可为含生物活性且形体差异显著的混合物分离装置设计提供参考。 展开更多

关键词 残膜混合物 白星花金龟幼虫 分段式滚筒筛 风选 气固耦合 参数优化

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辊轴式残膜打包装置的设计与试验 被引量：1

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作者 周金豹 谢建华 +3 位作者 曹肆林 张毅 张雁鸿 刘旺 《华南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期148-158,共11页

【目的】针对国内现有残膜打包装置成捆机理不明确、作业时出现残膜逃逸、膜包杂质含量过高等问题,设计一种集残膜清杂及残膜打包为一体的辊轴式残膜打包装置。【方法】该装置主要由清杂输送机构、打包机构、传动系统等组成。通过理论... 【目的】针对国内现有残膜打包装置成捆机理不明确、作业时出现残膜逃逸、膜包杂质含量过高等问题,设计一种集残膜清杂及残膜打包为一体的辊轴式残膜打包装置。【方法】该装置主要由清杂输送机构、打包机构、传动系统等组成。通过理论分析建立清杂输送辊与残膜的力学关系,确定清杂输送辊的结构参数;根据清杂输送机构结构特征与作业原理,分析并确定清杂输送辊的布置间隙。采用机理分析方法分析残膜捆芯形成过程中残膜的受力与运动情况,并确定打包辊的运动参数。以成捆率和膜包含杂率为指标,机具前进速度、清杂输送机构倾斜角度、打包辊转速为试验因素进行正交试验,并对较优的参数组合进行田间验证试验。【结果】影响成捆率的主次因素依次为打包辊转速、清杂输送机构倾斜角度和机具前进速度;影响膜包含杂率的主次因素依次为清杂输送机构倾斜角度、机具前进速度和打包辊转速。以成捆率为主要指标,确定的较优作业参数组合为:清杂输送机构倾斜角度为10°、机具前进速度为1.5 m/s、打包辊转速为200 r/min。田间验证试验的膜包成捆率为98.1%、膜包含杂率为15.2%。【结论】该残膜打包装置满足田间作业要求,作业效果好,可为辊轴式残膜打包装置的设计与研究提供参考。 展开更多

关键词 残膜 打包装置 辊轴式 布置间隙 成捆率 膜包含杂率

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机收棉田残膜混合物粉碎揉丝装置设计与试验 被引量：1

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作者 谢建华 孟庆河 +4 位作者 张佳 刘旺 杜亚坤 李沅泽 石鑫 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期133-144,共12页

针对机收残膜混合物资源化利用困难、现有粉碎与揉丝装置处理的残膜混合物不满足白星花金龟幼虫适口性等问题,设计了一种残膜混合物粉碎揉丝装置,利用粉碎揉丝技术对残膜混合物进行加工处理以满足白星花金龟幼虫的适口性。该装置主要由... 针对机收残膜混合物资源化利用困难、现有粉碎与揉丝装置处理的残膜混合物不满足白星花金龟幼虫适口性等问题,设计了一种残膜混合物粉碎揉丝装置,利用粉碎揉丝技术对残膜混合物进行加工处理以满足白星花金龟幼虫的适口性。该装置主要由粉碎装置、输送装置和揉丝装置等组成,通过对残膜混合物粉碎、揉丝装置作业过程进行运动学与动力学分析确定了各零部件的结构参数与工作参数。为了验证残膜混合物粉碎揉丝装置的作业性能,以粉碎辊转速、揉丝辊转速与揉丝辊间隙作为试验因素,残膜破碎合格率、棉秆粉碎长度合格率、棉秆揉丝率为试验指标进行三因素三水平二次回归响应面试验,建立了回归模型,分析了各因素对残膜混合物粉碎揉丝装置作业性能的影响,并进行了参数优化与试验验证。试验结果表明:影响残膜破碎合格率和棉秆粉碎长度合格率的因素大小顺序为粉碎辊转速、揉丝辊间隙、揉丝辊转速;影响棉秆揉丝率的因素大小顺序为揉丝辊间隙、揉丝辊转速、粉碎辊转速。优化后最优工作参数组合为:粉碎辊转速13.0 r/min、揉丝辊转速60.0 r/min、揉丝间隙1.6 mm。以此参数组合进行试验,得到残膜破碎合格率、棉秆粉碎长度合格率和棉秆揉丝率平均值分别为90.4%、92.6%、92.2%,与理论优化值相对误差不超过2.0%,研究结果可为残膜混合物粉碎揉丝装置的设计提供参考。 展开更多

关键词 残膜混合物 粉碎 揉丝 对辊式 尖角接触

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双滚筒式收后地表残膜回收机设计与试验 被引量：6

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作者 张学军 康梦晨 +4 位作者 史增录 鄢金山 刘小鹏 郭磊 王美静 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期1-13,共13页

针对残膜回收机存在的拾净率低、含杂率高等问题,该研究设计了一种双滚筒式残膜回收机,适用于秋收后地表残膜回收,采用机械拾膜、气力与机械协同脱膜方式完成作业过程。对捡膜和脱膜过程进行动力学分析,确定捡膜装置和脱膜装置的关键结... 针对残膜回收机存在的拾净率低、含杂率高等问题,该研究设计了一种双滚筒式残膜回收机,适用于秋收后地表残膜回收,采用机械拾膜、气力与机械协同脱膜方式完成作业过程。对捡膜和脱膜过程进行动力学分析,确定捡膜装置和脱膜装置的关键结构参数以及工作参数范围,根据滚轮中心运动轨迹设计并优化正反向凸轮轨道,得到凸轮结构参数,获得捡膜装置不漏捡的条件。运用气流特性分析软件模拟脱膜装置内部流场,分析得出气流运动形成的“O”形旋流利于残膜与杂质的分离。以机具前进速度、捡膜滚筒转速和脱膜滚筒转速为试验因素,残膜拾净率及回收混合物含杂率为试验指标,进行单因素试验,得到响应面试验水平的较优区间,并进行响应面试验,得出较优工作参数为机具前进速度6.72 km/h,捡膜滚筒转速56.70 r/min,脱膜滚筒转速569.78 r/min。田间试验结果表明,机具前进速度6.7 km/h、捡膜滚筒转速57 r/min、脱膜滚筒转速570 r/min时,平均残膜拾净率为86.1%,平均回收混合物含杂率为39.2%;相较于已有回收机的残膜拾净率(85.03%)提高了1.07个百分点,各项指标满足收后地表残膜回收要求。 展开更多

关键词 农业机械 设计 试验 双滚筒 残膜回收

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折叠式棉花宽幅铺膜精量播种机设计与试验 被引量：8

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作者 史增录 王美静 +3 位作者 张学军 张燕 李明华 卢登明 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期53-62,共10页

为进一步提高铺膜精量播种机的作业效率,解决道路通行不便、田间地头转向困难的问题,改进设计了一种可平行折叠的宽幅铺膜精量播种机,一次作业可完成种床整形、开沟铺膜铺带、播种、覆土等工序。阐述了播种机整机结构及工作原理,对仿形... 为进一步提高铺膜精量播种机的作业效率,解决道路通行不便、田间地头转向困难的问题,改进设计了一种可平行折叠的宽幅铺膜精量播种机,一次作业可完成种床整形、开沟铺膜铺带、播种、覆土等工序。阐述了播种机整机结构及工作原理,对仿形机构、宽幅机架、举升装置和液压系统等关键部件进行设计分析,确定了各部件的最佳尺寸及影响升降过程平稳性的关键因素;通过ADAMS软件对整机展开与升降过程进行刚柔耦合分析,得到展开过程中宽幅机架最大受力点位置以及滑轨梁的变形曲线。为验证折叠式棉花宽幅铺膜播种机的作业性能,对其铺膜、铺带、播种性能进行田间试验,试验结果表明,采光面宽度合格率为92.1%,单粒率为96.4%,膜下播种深度合格率为95.7%,穴距合格率为96.3%,滴灌带纵向拉伸率为0.73%,满足行业标准及农艺要求。 展开更多

关键词 棉花 铺膜播种机 宽幅 折叠

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玉米免耕播种自动调偏系统设计与试验 被引量：6

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作者 张振国 郭全峰 +3 位作者 蒋贵菊 王蕴泽 邢振宇 许鹏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期40-52,共13页

为适应新疆滴灌区宽窄行免耕种植模式,解决传统大型玉米免耕播种机播种过程中触碰根茬、无法精确约束路径、玉米粒距合格率低等问题,结合免耕播种农艺要求,在采用导航定位技术获取播种机当前位置与目标路径间偏差的基础上,设计一种玉米... 为适应新疆滴灌区宽窄行免耕种植模式,解决传统大型玉米免耕播种机播种过程中触碰根茬、无法精确约束路径、玉米粒距合格率低等问题,结合免耕播种农艺要求,在采用导航定位技术获取播种机当前位置与目标路径间偏差的基础上,设计一种玉米免耕播种自动调偏系统。该系统主要包括避茬装置、液压执行系统和控制系统,通过建立整机力学模型,对避茬装置和液压执行系统进行运动和受力分析,确定避茬装置和液压执行系统关键结构参数,获取避茬装置最佳挂接长度和液压执行系统最大驱动力。进一步优化控制系统,实现避茬装置自动调偏及接收反馈信息功能。对免耕播种避茬装置自动调偏系统进行性能试验,试验结果表明,神经网络PID的期望调偏角最大稳态误差为0.932°,超调量全部小于1%,平均响应稳态误差小于0.9°,满足预期。田间试验结果表明,当拖拉机作业速度不大于1.0 m/s、行间秸秆覆盖量不大于1.0 kg/m^(2)时,避茬率不小于85%,纵向调整距离不大于8.6 m,玉米粒距变异系数不大于21.63%。此时播种机调偏避茬效果最佳,满足玉米免耕播种机农艺指标要求。 展开更多

关键词 免耕播种机 玉米 自动调偏 避茬装置 神经网络PID控制

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卷辊式耕层残膜回收机设计与试验 被引量：7

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作者 史增录 张学军 +3 位作者 刘小鹏 郭磊 张朝书 刘蕾 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期128-137,共10页

针对耕层残膜老化严重、力学性能差,残膜与土壤混合造成耕层残膜回收拾净率低、含土量高等问题,提出了一种旋耕起抛膜土混合物、弹齿顺向旋转捡膜、逆向旋转卸膜的主动回收方法。设计了卷辊式耕层残膜回收机的整体方案,实现了起膜、卷... 针对耕层残膜老化严重、力学性能差,残膜与土壤混合造成耕层残膜回收拾净率低、含土量高等问题,提出了一种旋耕起抛膜土混合物、弹齿顺向旋转捡膜、逆向旋转卸膜的主动回收方法。设计了卷辊式耕层残膜回收机的整体方案,实现了起膜、卷辊正转捡膜、反转卸膜、集膜的功能。对起膜装置、捡膜装置、正反转机构及卸膜装置等关键作业部件进行设计与参数计算,获得在弹齿机械力作用下,将混合物内的残膜有效钩、挑分离出来的临界条件。运用ANSYS和SPH(Smoothed particle hydrodynamics)耦合方法,构建弹齿捡拾残膜过程的数值模拟计算模型,获得捡膜过程中残膜所受的最大应力及变形,分析了弹齿捡拾残膜的有效性。样机验证试验表明,当起膜刀转速为213.75 r/min、捡拾滚筒转速为43.75 r/min、卷辊正转捡膜转速为131.27 r/min、卷辊反转卸膜转速为167.86 r/min、卸膜轮转速为43 r/min时,卷辊式耕层残膜回收机表层拾净率为82.6%,深层拾净率为71.1%,试验结果符合国家与行业标准的要求,能够从膜土混合物中有效回收耕层残膜。 展开更多

关键词 耕层残膜 卷辊式 残膜回收机

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