遗留棉捡拾收获机械发展现状与展望

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作者 何磊 卢雨 +2 位作者 宋龙 王风磊 温浩军 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第6期40-45,共6页

棉花作为我国重要的经济作物,采棉机收获后仍有较多的棉花遗留在棉田,造成严重的资源浪费。随着我国棉花生产全程机械化水平的发展,现有的收获技术制约着遗留棉收获机械产业的发展,遗留棉机械化收获存在的问题逐渐凸显,遗留棉机械化收... 棉花作为我国重要的经济作物,采棉机收获后仍有较多的棉花遗留在棉田,造成严重的资源浪费。随着我国棉花生产全程机械化水平的发展,现有的收获技术制约着遗留棉收获机械产业的发展,遗留棉机械化收获存在的问题逐渐凸显,遗留棉机械化收获体系亟待完善。国内外现有的遗留棉捡拾收获机械可分为静电吸附式、机械式以及气力式,通过总结遗留棉捡拾收获机械的结构、特点以及工作原理,指明现阶段遗留棉捡拾收获机械存在机型多杂、无统一的作业质量标准和规范、棉纤维损伤严重、含杂率高、适应性和可靠性差等问题,并对遗留棉捡拾收获机械未来的发展提出对策建议,未来遗留棉捡拾收获机械发展应全面面向标准化、集成化、智能化、拥有更强的适应性与可靠性,以满足不断发展的棉花产业需求。为遗留棉捡拾收获机械的改进优化提供方向和思路。 展开更多

关键词 遗留棉 采棉机 捡拾收获机械 静电吸附式 机械式 气力式

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芦苇草方格铺设机横向间歇压草机构的设计与试验 被引量：1

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作者 安睿 葛云 +3 位作者 郑一江 程建军 曾祥银 金满玉 《农业工程学报》 北大核心 2025年第7期36-46,共11页

针对芦苇草方格铺设作业质量不稳定的现象,以芦苇草方格横向铺设为研究对象,提出一种横向间歇压草与纵向连续压草结合的“T”式草方格横纵协同铺设模式,并在这种铺设模式下,针对横向压草必须避开先行成型的纵向芦苇沙障和相邻成型的横... 针对芦苇草方格铺设作业质量不稳定的现象,以芦苇草方格横向铺设为研究对象,提出一种横向间歇压草与纵向连续压草结合的“T”式草方格横纵协同铺设模式,并在这种铺设模式下,针对横向压草必须避开先行成型的纵向芦苇沙障和相邻成型的横向芦苇沙障,以及零速压草两个技术要求,通过分析人工横向压草动作及运动轨迹,构建机构运动学模型,结合芦苇草方格农艺要求,确定了横向间歇压草机构设计的优化目标,基于MATLAB平台编写辅助优化界面并得到一组合适的机构参数;针对压草挤压阶段芦苇秸秆已被折断和入沙阶段阻力较大的问题,构建压草刀具与沙土和芦苇秸秆之间的力学模型,确定压草刀具的结构参数。试验结果表明:横向间歇压草机构实际运动轨迹、ADAMS仿真轨迹和理论设计轨迹基本一致,芦苇草方格横向列深度合格率达86.4%,边厚合格率达84.9%。横向压草性能相对稳定可靠,验证了理论设计的正确性和横向间歇压草机构的可行性,研究结果可为芦苇草方格铺设机横向压草机构的设计与优化提供参考。 展开更多

关键词 农业机械 防风固沙 草方格 横向间歇 压草机构

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基于高压静电场的棉尖极化-静电喷雾系统设计及参数优化

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作者 吴芯茗 孙胜 +4 位作者 胡斌 罗昕 刘晗郡 韩长杰 马振 《农业工程学报》 北大核心 2025年第11期52-61,共10页

针对棉花生产中化学打顶农药利用率低、单一静电喷雾效力不足的问题,该研究从提高棉尖对雾滴的静电吸附力出发,提出了基于高压静电场的棉尖极化-静电喷雾方法,通过高压静电场预先极化棉尖,使叶片表面积聚异性电荷,协同荷电雾滴增强静电... 针对棉花生产中化学打顶农药利用率低、单一静电喷雾效力不足的问题,该研究从提高棉尖对雾滴的静电吸附力出发,提出了基于高压静电场的棉尖极化-静电喷雾方法,通过高压静电场预先极化棉尖,使叶片表面积聚异性电荷,协同荷电雾滴增强静电吸附。通过COMSOL软件仿真分析验证了电荷迁移可行性,高速摄像捕捉试验表明极化棉叶使雾滴运动轨迹更趋于直线,沉积特性显著提升。优化参数组合(棉尖极化电压15.4kV,雾滴充电电压20.3kV)下,雾滴附着率较单一静电喷雾提升51.40%,粒径减小了2.36%。此研究不仅丰富了高效环保静电喷雾理论,也为棉花等经济作物绿色生产转型提供借鉴。 展开更多

关键词 高压静电场 棉尖极化 静电喷雾 电荷衰减 雾滴附着特性

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基于傅里叶级数的凸轮连杆组合机构设计

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作者 谭镕镫 杨宏飞 +4 位作者 李文元 贺兵 沙玉龙 张子俊 彭梓杰 《食品与机械》 北大核心 2025年第3期94-99,共6页

[目的]提高高速工况下凸轮连杆组合机构的运动平稳性与可靠性,研究基于傅里叶级数的凸轮轮廓设计方法。[方法]通过傅里叶级数展开理论推导凸轮连杆组合机构的运动规律表达式,分析初始参数对运动特性的影响规律;以包装机械升降机构为例,... [目的]提高高速工况下凸轮连杆组合机构的运动平稳性与可靠性,研究基于傅里叶级数的凸轮轮廓设计方法。[方法]通过傅里叶级数展开理论推导凸轮连杆组合机构的运动规律表达式,分析初始参数对运动特性的影响规律;以包装机械升降机构为例,通过MATLAB设计傅里叶级数凸轮轮廓曲线,并验证其基本尺寸、运动及动力学性能。[结果]当傅里叶级数展开阶数k=15时,可有效平衡运动精度与加速度波动,所设计的凸轮轮廓曲线连续无冲击,最大压力角为41.39°,最小曲率半径为5.42 mm,速度和加速度曲线均能满足高速工况使用要求。[结论]该方法通过单一运动规律的傅里叶级数展开简化设计流程,避免了分段求解的复杂性,显著提升了凸轮连杆机构在高速运行下的稳定性和动态性能。 展开更多

关键词 傅里叶级数 凸轮 连杆组合机构 运动规律 MATLAB

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基于改进YOLOv7-ByteTrack的干制哈密大枣缺陷检测与计数系统 被引量：10

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作者 刘鑫 马本学 +2 位作者 李玉洁 陈金成 喻国威 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期303-312,共10页

针对目前无法同时对随机多列排布干制哈密大枣进行快速缺陷检测和统计计数问题,该研究设计了一款干制哈密大枣在线检测与计数系统。以干制哈密大枣为研究对象,利用工业相机拍摄传送带上随机排列的多类别缺陷干制哈密大枣视频为数据源,... 针对目前无法同时对随机多列排布干制哈密大枣进行快速缺陷检测和统计计数问题,该研究设计了一款干制哈密大枣在线检测与计数系统。以干制哈密大枣为研究对象,利用工业相机拍摄传送带上随机排列的多类别缺陷干制哈密大枣视频为数据源,采用改进的YOLOv7模型进行干制哈密大枣多类别缺陷检测并将检测结果作为后续多目标跟踪算法的输入;考虑到传送带上干制哈密大枣的外观相似性高以及排列密集等特点,该研究结合ByteTrack多目标跟踪算法的思想,设计了一种多类别干制哈密大枣的画线计数方法,实现了随机排布多类别干制哈密大枣的缺陷检测、准确定位及计数。试验结果表明:1)改进的YOLOv7模型浮点计算量为64.6 G,在干制哈密大枣目标检测数据的测试集上的平均检测精度、召回率、F_(1)平衡分数分别达到了98.03%、93.43%和95.00%,相比YOLOv7模型分别提高了4.40、6.88和7.00个百分点,浮点计算量下降了38.6%;2)基于改进YOLOv7为目标检测器开发的ByteTrack算法计数模型对干制哈密大枣计数的准确率为90.12%。该研究可为干制哈密大枣检测计数和分选分级提供技术支持。 展开更多

关键词 图像处理 目标检测 干制哈密大枣 多目标跟踪 YOLOv7

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基于控温控湿的沙棘红外联合热风干燥均匀性与工艺 被引量：10

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作者 耿智化 李孟卿 +5 位作者 朱丽春 于贤龙 胡斌 张茜 王军扬 杨旭海 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期120-133,共14页

新鲜沙棘含水率高且易腐烂变质,干燥是延长货架期的重要方式之一。针对现有沙棘热风干燥周期长、品质差、能耗高等问题,该研究基于控温控湿设计了一种红外联合热风干燥装置,并对装置的气流分配室结构进行了优化,设计了一种圆柱形扰流板... 新鲜沙棘含水率高且易腐烂变质,干燥是延长货架期的重要方式之一。针对现有沙棘热风干燥周期长、品质差、能耗高等问题,该研究基于控温控湿设计了一种红外联合热风干燥装置,并对装置的气流分配室结构进行了优化,设计了一种圆柱形扰流板和方形挡风板,利用数值模拟软件COMSOL对干燥装置中速度场、温度场和湿度场进行了模拟,结果表明通过增加半圆柱扰流板能够改变干燥层间气流量,解决干燥不均匀性问题;借助增设扰流板能够提高气流速度,利用自由流区域高温低湿干燥介质的干燥能力,防止干燥层内不同区域出现干燥不均匀的现象。优化后的干燥室结构将5个干燥层间的最大速度偏差比显著降低。以沙棘为研究对象对干燥工艺进行了试验研究。结果表明,不同干燥温度对沙棘控温控湿红外联合热风干燥时间有显著影响,干燥水分比随干燥时间的增加呈现指数下降趋势。基于层次分析法得到各干燥特性和干燥品质权重,采用综合评价方法得到不同干燥温度下75℃干燥条件综合评分最高。不同介质湿度干燥条件下,当介质湿度为10%干燥时,干燥所需能耗最低,干燥后沙棘复水比最高,具有最高的维生素C(vitamin C,Vc)保留率和总黄酮含量,综合评分最高。40%介质湿度不同持续时间下,40 min得到的沙棘亮度值、复水比、Vc保留率和总黄酮含量最高,综合评分最高。该研究明确了控温控湿沙棘红外联合热风干燥最优工艺,对提升沙棘产地初加工机械化水平,促进沙棘产业健康持续发展具有重要意义。 展开更多

关键词 能耗 干燥 控温控湿 沙棘 均匀性 品质特性

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自走式果园喷雾机设计与试验 被引量：4

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作者 梁俊鹏 王贤斐 +5 位作者 李景彬 李亚丽 丁龙朋 温宝琴 张志元 丁惠哲 《农机化研究》 北大核心 2024年第8期85-93,150,共10页

针对新疆果园喷雾施药作业劳动强度大、雾滴穿透性差、机具适用范围小等问题,结合果园农机农艺及病虫害防治要求,设计了一款自走式果园喷雾机,主要由履带式行走系统、喷雾系统和远程控制系统等组成。通过计算分析确定各部分主要结构参数... 针对新疆果园喷雾施药作业劳动强度大、雾滴穿透性差、机具适用范围小等问题,结合果园农机农艺及病虫害防治要求,设计了一款自走式果园喷雾机,主要由履带式行走系统、喷雾系统和远程控制系统等组成。通过计算分析确定各部分主要结构参数,并通过有限元模拟分析机架结构合理性。为验证喷雾机作业性能,以喷头流量为试验因素,以喷雾附着率与喷雾穿透性为试验指标,针对整机喷杆喷雾装置与风送喷雾装置开展田间试验。结果表明:在相同工作条件下,喷杆式喷雾装置平均喷雾附着率高于风送式喷雾装置,两种喷雾装置平均喷雾附着率分别为71.99%与66.35%,均能满足喷雾附着要求。在穿透性试验中,风送式喷雾装置内外冠层药液沉积变异系数平均比喷杆式喷雾装置小14%,风送式喷雾装置穿透性明显强于喷杆式喷雾装置。喷雾机两种喷雾装置在附着率与穿透性上都有较好的作业效果,可根据果树不同生长时期以及不同农艺需求选择适合的喷雾方式,来达到更好的喷雾效果。 展开更多

关键词 果园 喷雾机 自走式 风送式 喷杆式

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山药片红外联合热风干燥热质传递收缩模拟与品质 被引量：5

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作者 张继凯 郑霞 +3 位作者 肖红伟 单春会 李义璨 杨涛庆 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期134-145,共12页

为了准确揭示山药片红外联合热风干燥传热传质机理,在考虑山药片收缩变形特性的基础上,通过有限元软件COMSOL6.1建立了“温度场-湿度场”多场耦合的山药片红外联合热风干燥传热传质模型。模拟研究基于山药片在不同温度(50、60、70℃)下... 为了准确揭示山药片红外联合热风干燥传热传质机理,在考虑山药片收缩变形特性的基础上,通过有限元软件COMSOL6.1建立了“温度场-湿度场”多场耦合的山药片红外联合热风干燥传热传质模型。模拟研究基于山药片在不同温度(50、60、70℃)下收缩变形的传热传质,并通过试验进行验证。分析不同温度对山药片品质(色差、复水比、多糖和尿囊素含量)的影响。结果表明:(1)山药片体积比随干燥温度的升高而增加,在干燥温度分别为50、60、70℃时,其值分别为34.55%、37.23%、39.04%。(2)在干燥温度为50、60、70℃时,红外联合热风干燥收缩模型可准确预测山药片干燥过程中干燥温度和含水率,其决定系数R^(2)分别为0.973、0.976、0.981和0.983、0.984、0.974。(3)山药片外部温度升高,表面水分开始蒸发,形成水分梯度。随着干燥的继续,红外热量在山药片内部不断积累,导致内部温度升高,水分向外扩散,进而减小了内外水分梯度。随着干燥温度的升高,增加了山药片温度和湿度梯度,促进了热量和质量的传递,提高了水分迁移的速率。(4)在60℃时,干燥品质最优,其色差为7.49、复水比为2.65 kg/kg、多糖含量为24.17 mg/g、尿囊素含量为2.66μg/g。该模型为其他物料在红外联合热风干燥技术的模拟研究提供有益借鉴。 展开更多

关键词 干燥 品质控制 山药片 红外联合热风干燥 收缩 传热传质

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干红花收获机立式辊刷采摘装置设计与试验 被引量：3

9

作者 孙超 葛云 +2 位作者 张贺 曾海峰 张立新 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期203-211,共9页

针对旱地干红花人工采收时不易捏取导致采摘效率低、掉落率高等问题,该研究结合红花的物理特性和种植模式,设计了立式辊刷干红花收获机采摘装置。根据机具结构对刷丝排布方案进行理论分析,确定刷丝排布方案为螺旋式,螺旋升角为30°... 针对旱地干红花人工采收时不易捏取导致采摘效率低、掉落率高等问题,该研究结合红花的物理特性和种植模式,设计了立式辊刷干红花收获机采摘装置。根据机具结构对刷丝排布方案进行理论分析,确定刷丝排布方案为螺旋式,螺旋升角为30°,旋向为右旋。对辊刷采摘干红花进行力学分析,得出使花丝脱离果球的关键作用力为法向力FN。采用Hertz弹性接触理论对FN进行分析,并建立刷丝-果球接触力学模型,揭示干红花的采摘原理,明确影响采摘质量的主要因素为刷丝材质、丝径、长度和辊刷转速,进一步对立式辊刷结构与运动参数进行分析,得出采摘装置优化参数组合为:辊刷长度300 mm,辊刷直径100 mm,辊刷转速360 r/min,刷丝材质为聚酰胺610(PA-610),刷丝长度30 mm,刷丝丝径0.3 mm。通过植株通过率试验确定立式辊刷与栅条架的间隙为12 mm。田间采摘试验表明,该装置的红花采摘率和伤果率分别为87.04%和4.19%,机具采摘效率为人工采摘效率的7.71~10.92倍。研究结果可为辊刷式干红花收获机的设计与优化提供参考。 展开更多

关键词 农业机械 收获 红花 采摘 立式辊刷 螺旋式

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基于含水率变化的气体射流冲击干燥过程温度自适应控制系统 被引量：3

10

作者 杨涛庆 郑霞 +2 位作者 肖红伟 单春会 张继凯 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期52-62,共11页

为了给变温干燥工艺提供新的技术支持,实现基于含水率变化的干燥温度自适应控制,该研究设计了具有物料含水率在线检测功能的温度自适应控制系统。采用卷积神经网络建立了以质量检测值、气流冲击速度、称重传感器弹性基体温度、气流冲击... 为了给变温干燥工艺提供新的技术支持,实现基于含水率变化的干燥温度自适应控制,该研究设计了具有物料含水率在线检测功能的温度自适应控制系统。采用卷积神经网络建立了以质量检测值、气流冲击速度、称重传感器弹性基体温度、气流冲击距离为输入,物料真实质量为输出的含水率在线检测模型。进行了含水率在线检测模型验证试验。结果表明,该模型满足变温干燥工艺中含水率在线检测的精度要求,5组含水率在线检测模型验证试验的决定系数R2和均方根误差RMSE依次为0.993 4和1.20%。该文设计了改进神经网络-PID(improved neural network-PID,INN-PID)控制器来实现变温干燥工艺中的温度控制。在MATLAB软件中以单位阶跃信号为输入对PID、神经网络-PID(neural network-PID,NN-PID)和INN-PID控制器的动态性能进行仿真。对3种控制器分别进行了50~55℃的干燥温度控制试验。结果表明,在仿真试验中,INN-PID控制器的控制稳定性和调节时间均显著优于另外两种控制器;干燥温度控制试验结果与仿真结果存在近似相同的规律,INN-PID控制器的峰值时间是208.00 s,调节时间是120.59 s,最大超调量是4.87%,满足变温干燥过程中温度控制的要求。该研究在气体射流冲击干燥机中搭建了温度自适应控制系统,进行了基于含水率变化的温度自适应控制试验。结果表明,该系统可以对基于含水率变化的变温干燥工艺中的干燥温度进行快速且有效的调节。该研究对提高干燥设备的自动化水平以及开发新的变温干燥工艺具有重要意义,对其他领域的多信息融合检测和控制策略研究提供参考。 展开更多

关键词 含水率 在线检测 变温干燥 自适应 控制器

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电动拖拉机混合电源负载自适应能量管理策略研究 被引量：5

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作者 李利桥 高宗余 聂晶 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期459-469,共11页

针对纯电动拖拉机工况随机性大、动态负荷变化频繁导致能量利用率低等问题,提出了基于负载自适应的蓄电池/超级电容混合电源的纯电动拖拉机动力电源供能系统。通过分析纯电动拖拉机的作业工况特点以及功率需求,采用动态规划分析方法找... 针对纯电动拖拉机工况随机性大、动态负荷变化频繁导致能量利用率低等问题,提出了基于负载自适应的蓄电池/超级电容混合电源的纯电动拖拉机动力电源供能系统。通过分析纯电动拖拉机的作业工况特点以及功率需求,采用动态规划分析方法找出动力系统最优控制模式,并且从动态规划分析结果中提出分段式控制规则,建立了功率划分参数模型与负载统计量之间的函数关系。在此基础上提出了一种基于负载自适应规则的电动拖拉机能量管理策略,并对平稳路况组合负载周期和非平稳路况随机负载周期模式进行了验证实验。实验结果表明,与普通控制规则的能量管理策略相比,本文所提出的电动拖拉机负载自适应能量管理策略具有更强的电池保护和节能能力,能实现负载自适应模式下的最优能量管理,其中在不同工况下电池安培小时吞吐量及电源系统总能量损失分别降低10.5%~15.7%和8.7%~15.1%,表明所提出的电动拖拉机负载自适应能量管理策略能够以较低的计算成本实时在线实现最优的能量管理。 展开更多

关键词 电动拖拉机 动力电源系统 能量管理策略 负载自适应 控制规则

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蔬菜育苗高压静电吸附播种机理及系统参数优化 被引量：1

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作者 孙胜 胡斌 +4 位作者 马金虎 吴芯茗 罗昕 徐晓赟 徐洛川 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期26-38,共13页

针对现有气吸式穴盘育苗播种机对含杂较多且没有丸粒化的不规则小颗粒蔬菜种子存在吸孔堵塞而导致排种精度下降的技术难题,该研究摒弃小孔径、长导程吸孔,设计了一种基于高压静电吸附特性的蔬菜育苗播种机。通过理论分析及电势等值线分... 针对现有气吸式穴盘育苗播种机对含杂较多且没有丸粒化的不规则小颗粒蔬菜种子存在吸孔堵塞而导致排种精度下降的技术难题,该研究摒弃小孔径、长导程吸孔,设计了一种基于高压静电吸附特性的蔬菜育苗播种机。通过理论分析及电势等值线分布仿真试验确定介电绝缘层材料;构建静电吸附力学模型,明确影响静电吸附力的主要因素及其相互关系,确定影响播种性能的电参数及范围;以型孔加工直径、正向高压静电发生器输出电压和种箱底面倾斜角度为试验因素,以播种合格指数、重播指数和漏播指数为响应指标进行三因素三水平Box-Behnken中心组合试验,得到各试验因素与响应指标间的数学模型,应用Design-Expert 10.0.4软件对数学模型进行多目标优化,得到最佳参数组合为:型孔加工直径5.91 mm、正向高压静电发生器输出电压17.67 kV、种箱底面倾斜角度14.69°,此时播种合格指数为91.13%、重播指数为3.02%、漏播指数为5.85%。播种性能验证试验的播种合格指数相较于优化结果降低了0.61个百分点、重播指数相较于优化结果降低了0.17个百分点、漏播指数相较于优化结果增加了0.78个百分点。试验误差在允许范围内,参数优化结果可靠,满足精量播种技术要求。研究结果可为不规则小颗粒蔬菜种子精量播种机械装备的研发提供参考,同时也可为不规则小颗粒物料定量吸附和快速分离方法研究及设备开发提供参考。 展开更多

关键词 播种机 蔬菜 制干辣椒 高压静电 吸附特性

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计算流体力学在果蔬干燥领域的研究进展

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作者 李孟卿 耿智化 +2 位作者 朱丽春 张茜 杨旭海 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期294-305,共12页

干燥是延长果蔬保质期的主要方法之一。随着计算机技术的发展,计算流体力学在果蔬干燥领域中得到广泛的应用。该技术可以对果蔬干燥过程中的流体流动、传热传质等动力学现象进行模拟和预测,并输出可视化结果。与传统实验相比,计算流体... 干燥是延长果蔬保质期的主要方法之一。随着计算机技术的发展,计算流体力学在果蔬干燥领域中得到广泛的应用。该技术可以对果蔬干燥过程中的流体流动、传热传质等动力学现象进行模拟和预测,并输出可视化结果。与传统实验相比,计算流体力学技术拥有节能、低成本、模拟速度快、灵活度高等优点。本文详细介绍了计算流体力学在果蔬干燥领域的工作原理,并对其在不同果蔬干燥方式中的研究进展进行综述,报道了耦合收缩的数值模型研究进度,并对计算流体力学在果蔬干燥领域的发展方向进行展望,以期为研究者提供新的见解和参考。 展开更多

关键词 计算流体力学 果蔬干燥 模拟 收缩

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黏重黑土条件下马铃薯挖掘铲仿生减阻特性分析与试验 被引量：9

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作者 李俊伟 顾天龙 +3 位作者 李祥雨 王兆杰 胡斌 马云海 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第20期1-9,共9页

针对黏重黑土地区马铃薯挖掘铲挖掘阻力大、能耗高等问题,以白茅根膜质叶鞘为仿生原型,设计了一种基于仿生波纹结构的马铃薯减阻挖掘铲。基于离散元(DEM)法仿真和土槽试验,确定减阻性能最优的设计参数;通过田间试验以油耗和阻力为指标... 针对黏重黑土地区马铃薯挖掘铲挖掘阻力大、能耗高等问题,以白茅根膜质叶鞘为仿生原型,设计了一种基于仿生波纹结构的马铃薯减阻挖掘铲。基于离散元(DEM)法仿真和土槽试验,确定减阻性能最优的设计参数;通过田间试验以油耗和阻力为指标验证仿生挖掘铲的减阻效果和挖掘性能。离散元仿真得到仿生挖掘铲最佳布置方式为纵向布置;在相同纵向布置方式下,通过土槽试验得到仿生挖掘铲的波纹参数在幅值为2.5 mm、频率为0.5时表现出较为优异的减阻性能。根据最佳参数研制仿生纵波纹铲,进行普通平铲和仿生纵波纹铲的作业对比试验,结果表明仿生纵波纹铲阻力减少了14.45%,单位油耗减少了17.15%。研究表明仿生纵波纹铲具有较好的减阻特性,仿生结构设计合理,能实现黏重黑土条件下马铃薯收获挖掘作业,可为整机节能减耗的研究奠定基础。 展开更多

关键词 仿生 农业机械 试验 马铃薯挖掘铲 黏重黑土 减黏减阻

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带勺式马铃薯排种器漏播检测与补种系统设计与试验 被引量：4

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作者 温宝琴 宋鹏翔 +2 位作者 李景彬 黄勇 岑红蕾 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期36-46,共11页

针对带勺式马铃薯排种器作业过程中存在漏播问题,分析排种器工作过程,设计漏播检测与补种系统。对检测模块、补种模块、单片机模块、显示模块和声光报警模块进行电路设计、硬件选型和机械结构设计,针对整个控制系统的控制要求编写控制程... 针对带勺式马铃薯排种器作业过程中存在漏播问题,分析排种器工作过程,设计漏播检测与补种系统。对检测模块、补种模块、单片机模块、显示模块和声光报警模块进行电路设计、硬件选型和机械结构设计,针对整个控制系统的控制要求编写控制程序,实现马铃薯漏播检测与补种控制。采用高速摄像技术,对补种模块动作的响应速度进行分析,结果显示,可以满足排种器在当前最快运行速度6.8 km/h下的连续补种需求。搭建试验台进行系统漏播检测与补种的成功率性能测试,结果表明,当取种带线速度为0.14~0.54 m/s时,原始漏播率为5.9%~11.4%,经该系统补种后,最终漏播率为0.9%~2.1%,该漏播检测模块漏播检测成功率为100%,补种模块的补种成功率平均为83.0%,在试验速度范围内,随着取种带线速度的增大,该系统漏播检测仍准确,且补种成功率较为稳定。 展开更多

关键词 马铃薯 带勺式排种器 漏播检测 自动补种

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盘刷式矮密栽培落地红枣集条装置研制 被引量：5

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作者 丁龙朋 李枫楠 +2 位作者 王成霄 李景彬 葛建兵 《中国农机化学报》 北大核心 2021年第12期107-113,共7页

针对新疆落地红枣人工集条劳动强度大、机械化程度低的问题,研制一种与落地红枣捡拾机配套的红枣集条装置。重点设计避障系统和仿形机构等关键部件,确定盘刷、液压缸行程和仿形机构的工作参数,结合避障工况需求,设计扫盘避障液压系统并... 针对新疆落地红枣人工集条劳动强度大、机械化程度低的问题,研制一种与落地红枣捡拾机配套的红枣集条装置。重点设计避障系统和仿形机构等关键部件,确定盘刷、液压缸行程和仿形机构的工作参数,结合避障工况需求,设计扫盘避障液压系统并对液压元件进行计算选型。以盘刷转速、盘刷前倾角和前进速度为影响因素,集条率和破损率为评价指标,开展三因素三水平正交组合试验,结果表明:各因素对集条率影响显著性顺序为盘刷前倾角、前进速度、盘刷转速,各因素对破损率影响显著性顺序为盘刷转速、前进速度、盘刷前倾角;采用多元统计分析方法得出最优水平组合为前进速度0.8 m/s、盘刷转速200 r/min、盘刷前倾角15°,此时集条率为97.54%、破损率为1.11%;在最佳参数组合下进行田间验证试验,集条率为96.64%,破损率为1.13%,试验值与理论预测值相对误差分别为0.93%、1.77%,各项指标符合设计要求。 展开更多

关键词 红枣 集条装置 盘刷 多元回归分析

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分段螺旋式甘草茎秆揉切装置设计与试验 被引量：2

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作者 温宝琴 王凯飞 +3 位作者 坎杂 李景彬 李利桥 刘双印 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第23期1-11,共11页

针对全混合日粮饲草料揉切需求,该研究设计了一种分段螺旋式甘草茎秆揉切装置,对分段螺旋叶片的主体结构和搅龙结构参数进行设计,建立了刃口曲线方程,分析了装置揉切机理,并试制了分段螺旋式甘草茎秆揉切装置试验台。以搅龙转速、加工... 针对全混合日粮饲草料揉切需求,该研究设计了一种分段螺旋式甘草茎秆揉切装置,对分段螺旋叶片的主体结构和搅龙结构参数进行设计,建立了刃口曲线方程,分析了装置揉切机理,并试制了分段螺旋式甘草茎秆揉切装置试验台。以搅龙转速、加工时间、填充系数、刀片与底壳间隙为因素,以粒度、破节率、单位质量能耗为指标,开展四因素三水平Box-Behnken试验,对试验结果进行方差分析和二次回归拟合,得出各因素对粒度影响显著性由大到小为加工时间、搅龙转速、填充系数、刀片与底壳间隙;对破节率的影响显著性由大到小为加工时间、填充系数、搅龙转速、刀片与底壳间隙;对单位质量能耗的影响显著性由大到小为填充系数、加工时间、搅龙转速、刀片与底壳间隙。对交互影响因素进行响应曲面分析并进行参数优化验证试验,结果表明:当搅龙转速为25 r/min、加工时间为12 min、填充系数为0.46、刀片与底壳间隙为15 mm时,甘草茎秆的揉切粉碎粒度为11.76 mm,破节率为83.27%,此时单位质量能耗为9959.82 J/kg,试验值与模型理论值误差不超过7%,参数优化模型合理,满足作业要求。研究结果可为全混合日粮搅拌机的研发提供理论依据。 展开更多

关键词 设计 试验 茎秆 揉搓 切碎 分段螺旋

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弧形扎膜钉齿设计与试验

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作者 王贤斐 张志元 +2 位作者 赵永满 薛帅康 李景彬 《中国农机化学报》 北大核心 2021年第12期24-29,共6页

为研究弧形扎膜钉齿设计合理性和作业可靠性的问题,采用理论分析的方法研究弧形扎膜钉齿在土壤中的受力情况,并基于Ansys有限元分析软件对其进行模态仿真与静力学仿真,最后根据田间试验结果验证设计与仿真试验的合理性。通过理论分析可... 为研究弧形扎膜钉齿设计合理性和作业可靠性的问题,采用理论分析的方法研究弧形扎膜钉齿在土壤中的受力情况,并基于Ansys有限元分析软件对其进行模态仿真与静力学仿真,最后根据田间试验结果验证设计与仿真试验的合理性。通过理论分析可知,弧形扎膜钉齿结构参数和机具牵引力对其在土壤中运动时的受力情况影响显著;通过对弧形扎膜钉齿的模态分析可知,其1阶固有频率为788.15 Hz,远大于外界激励频率,弧形扎膜钉齿不会发生共振;通过对弧形扎膜钉齿的静力学分析可知,弧形扎膜钉齿的最大变形为6.7058 mm,最大应变为3.8892×10^(3)mm/mm,最大等效应力为466.27 MPa;通过田间试验结果表明残膜回收机的残膜捡拾率均值为58.53%,脱膜率均值为98.14%,弧形扎膜钉齿的设计达到预期目标,工作满足实际作业要求,强度也满足实际工作需求。本研究可为新型残膜回收机的设计提供基础。 展开更多

关键词 残膜回收机 钉齿 有限元分析 模态分析

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枣园枝条粉碎装置设计与试验

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作者 丁龙朋 雷世博 +2 位作者 王寒磊 徐健康 李景彬 《石河子大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第4期466-471,共6页

针对枣园枝条粉碎还田作业中存在的粉碎效果不佳、能耗大等问题,本文设计了一种枣园枝条粉碎装置。为探究该装置各结构参数和工作参数对粉碎性能和能耗的影响,本文以粉碎合格率和粉碎功率为试验指标,分别选取搓杆布局、筛网孔型、搓杆... 针对枣园枝条粉碎还田作业中存在的粉碎效果不佳、能耗大等问题,本文设计了一种枣园枝条粉碎装置。为探究该装置各结构参数和工作参数对粉碎性能和能耗的影响,本文以粉碎合格率和粉碎功率为试验指标,分别选取搓杆布局、筛网孔型、搓杆类型为试验因素设计正交试验,并以主轴转速、喂料量为试验因素设计响应曲面试验。试验结果表明:各结构参数对粉碎合格率影响由大到小的因素依次为筛网孔型、搓杆布局、搓杆类型,对粉碎功率影响由大到小的因素依次为搓杆布局、筛网孔型、搓杆类型,在保证粉碎合格率的前提下选取最低粉碎功率,得到结构参数最优组合为椭圆形筛孔、圆柱式搓杆、倒梯形搓杆布局;各工作参数对粉碎合格率、粉碎功率影响由大到小的因素依次均为主轴转速、喂料量;以粉碎合格率最大,粉碎功率最小为原则,确定工作参数最优组合为喂料量2.0 kg、主轴转速1973 r/min,此时粉碎合格率91.23%,粉碎功率4.72 kW。本文研究结果可为后续枣园枝条粉碎还田机的研制提供参考。 展开更多

关键词 枣园枝条 粉碎装置 粉碎合格率 粉碎功率

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叉指电容式棉花穴播取种状态监测系统研制 被引量：8

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作者 徐洛川 胡斌 +5 位作者 罗昕 任玲 郭孟宇 毛自斌 蔡一全 王健 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第23期50-60,共11页

针对气吸式穴播器存在重播和漏播,而传统排种检测装置不适配且易受环境温湿度影响的问题,该研究开发了一种基于叉指型电容传感器的棉花穴播取种状态监测系统。首先设计符合其结构和工作特点的传感器,以Pcap02微小电容采集模块采集电容... 针对气吸式穴播器存在重播和漏播,而传统排种检测装置不适配且易受环境温湿度影响的问题,该研究开发了一种基于叉指型电容传感器的棉花穴播取种状态监测系统。首先设计符合其结构和工作特点的传感器,以Pcap02微小电容采集模块采集电容输出值并对其处理分析,实现对正常单粒播种、重播和漏播的准确判定,并进行试验,试验结果表明:该模块的测量误差在1%以内,棉种质量预测误差小于3%,满足使用要求。在速度为30~50 r/min范围内,正常单粒播种误判率小于3%,重播误判率小于4%,漏播均可以被准确判定,但由于棉种质量差异,存在正常单粒播种被误判为重漏播、重播被误判为正常单粒的情况;由于振动导致系统整体监测精度下降,但均保持在93%以上;系统监测与机器视觉监测的正常播种、漏播和重播数,不存在显著差异(P>0.05)。说明该系统能满足气吸式穴播器的结构和工作特点,能准确判定其取种状态,具有较好的准确性和稳定性,对棉花实现精量播种具有重要意义。 展开更多

关键词 传感器 监测 棉花 取种状态 气吸式穴播器 叉指电容

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