小粒径苜蓿种子机械梳脱增流式收获机设计与试验

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作者 潘烤鑫 张庆 +3 位作者 尤泳 孙立皓 胡建良 王德成 《农业机械学报》 北大核心 2025年第2期342-356,共15页

针对当前国内外小粒径苜蓿种子机械化收获缺少专用采收装备且采净率低等问题,设计了一种机械梳脱耦合负压气流吸收的增流式半喂入苜蓿种子收获机。根据苜蓿植株生物学特性和种植农艺提出了机械梳齿梳脱、气流吸附与运移、负压风机增流... 针对当前国内外小粒径苜蓿种子机械化收获缺少专用采收装备且采净率低等问题,设计了一种机械梳脱耦合负压气流吸收的增流式半喂入苜蓿种子收获机。根据苜蓿植株生物学特性和种植农艺提出了机械梳齿梳脱、气流吸附与运移、负压风机增流的小粒径苜蓿种子机械化采收方案。基于苜蓿种子收获过程损失抑制机理进行了梳脱割台关键部件设计,针对苜蓿种子收获过程中的未梳损失,设计梳齿结构对种荚进行捋穗式梳脱。针对落粒与飞溅损失,设计滚筒与壁面组合式气流喉口和负压风机对种子、种荚进行吸附与运移。在此基础上,开展了梳齿梳脱过程中的运动学特性分析,确定了梳脱速比有效范围为36~50,梳脱滚筒半径为290 mm,并识别出影响未梳损失的关键参数为梳脱滚筒转速、中心离地高度和割台行进速度。利用CFD仿真结合CCD正交试验研究了梳脱滚筒转速、气流喉口尺寸与负压风机转速交互作用对割台流场的影响规律,并通过响应面法确定气流喉口尺寸、梳脱滚筒转速和负压风机转速优化值分别为83 mm、1000 r/min和1450 r/min。为验证整机及梳脱割台功能有效性,开展了苜蓿种子收获样机田间试验,结果表明:当梳脱滚筒中心离地高度为430 mm、机具行进速度为0.68 m/s时,梳脱后苜蓿植株无种荚漏梳现象,苜蓿种子采净率达到83.4%,作业效率达0.73 hm^(2)/h,满足苜蓿种子机械化采收指标要求,为小粒径种子采收机设计提供了参考。 展开更多

关键词 小粒径苜蓿种子 收获机 梳齿梳脱 负压气流

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云控制水肥药械智能监控平台的设计与实现

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作者 林秀君 胡佳宁 +2 位作者 孙涛 张晓乾 任振辉 《农机化研究》 北大核心 2025年第2期75-80,共6页

随着我国农业现代化水平的提高,以水肥药械为核心的现代农业服务体系成为未来行业发展的方向。为此,采用B/S结构模式,使用Django框架,选用MySQL数据库,设计并实现了一种云控制水肥药械智能监控平台。平台拥有完善的机构、数据交互、用... 随着我国农业现代化水平的提高,以水肥药械为核心的现代农业服务体系成为未来行业发展的方向。为此,采用B/S结构模式,使用Django框架,选用MySQL数据库,设计并实现了一种云控制水肥药械智能监控平台。平台拥有完善的机构、数据交互、用户和权限等管理功能,可实现水肥药械的数字化管理;嵌入了基于Bi-LSTM与LightGBM融合的参考作物蒸散量预测方法,可实现对作物灌溉的实时预测;增加了作物施肥计算公式以及施肥用药数据库,可为用户对肥、药的施用提供科学的参考依据。实际运行及性能测试结果表明:平台的架构和模块设计合理,功能较全面和灵活,可有效满足设施园区对于水肥药械的管理需求,推动现代化农业发展。 展开更多

关键词 水肥药械一体化 智能监控平台 云控制 Django框架

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规模化苹果园全程机械化生产模式

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作者 石海强 杨素苗 +5 位作者 秦立者 段鹏伟 马筱建 尹素云 杜纪壮 胡佳宁 《河北果树》 2021年第4期4-5,共2页

针对苹果生产现状,集成出适用于公司统一经营管理、规模化苹果园全程机械化生产模式,在整地、栽植、整形修剪、花果管理、土肥水管理、病虫害防控、采收等生产的各个环节实现机械化或机械化辅助作业,促进果树产业向集约化、机械化、智... 针对苹果生产现状,集成出适用于公司统一经营管理、规模化苹果园全程机械化生产模式,在整地、栽植、整形修剪、花果管理、土肥水管理、病虫害防控、采收等生产的各个环节实现机械化或机械化辅助作业,促进果树产业向集约化、机械化、智能化方向发展。 展开更多

关键词 规模化 苹果园 机械化 生产模式

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基于负压的浅海养殖海参捕捞系统设计与性能研究 被引量：2

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作者 周玺兴 梁翔宇 +1 位作者 胡佳宁 曾立华 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第10期94-99,共6页

现有的海参捕捞装置捕捞效率低、操作复杂,并不适用于浅海养殖海参捕捞。针对以上问题,设计一种真空负压式海参捕捞装置。以西门子PLC为核心控制器,通过水环式真空泵获取负压,依次控制各个阀件进行启停操作,依靠负压生成罐中的负压将海... 现有的海参捕捞装置捕捞效率低、操作复杂,并不适用于浅海养殖海参捕捞。针对以上问题,设计一种真空负压式海参捕捞装置。以西门子PLC为核心控制器,通过水环式真空泵获取负压,依次控制各个阀件进行启停操作,依靠负压生成罐中的负压将海参虹吸到储存罐中,再将海水泥沙等杂物排出储存罐并收集海参;并自制内嵌加速度传感器的海参仿真模型(质量为130~160 g),对该设备进行性能测试。结果表明:吸管(钢管0.8 m和PVC钢丝管2 m)长为2.8 m,负压储存罐压力值为-0.04 MPa时,海参在管中最大(X轴)初始加速度为0.97g,矢量加速度为1.09g,可认为悬浮式吸取海参。 展开更多

关键词 海参捕捞装置 真空负压式 无应激 PLC 性能测试

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多年生苜蓿地切根补播机低阻松土铲设计与试验 被引量：11

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作者 马文鹏 尤泳 +3 位作者 王德成 胡佳宁 郇晓龙 祝露 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期86-95,144,共11页

为降低多年生苜蓿地改良多用机械松土铲的水平阻力和土壤扰动量,根据食蚁兽爪趾外缘轮廓曲线模型,设计了一种新型仿生松土铲。基于多年生人工苜蓿地土壤特性,利用EDEM软件建立触土部件土壤相互作用离散元模型,以水平阻力和土壤扰动面积... 为降低多年生苜蓿地改良多用机械松土铲的水平阻力和土壤扰动量,根据食蚁兽爪趾外缘轮廓曲线模型,设计了一种新型仿生松土铲。基于多年生人工苜蓿地土壤特性,利用EDEM软件建立触土部件土壤相互作用离散元模型,以水平阻力和土壤扰动面积为主要评价指标,在不同作业条件下对仿生松土铲和轻型标准深松铲工作过程进行数值模拟,并进行田间验证试验。结果表明,仿生铲平均减阻率为7.64%,仿真值与实测值误差小于9%。为优化翼铲结构参数,以铲翼倾角和铲翼开角为试验因素,以传感器拉力测量值和沟槽宽度为试验指标,采用响应面分析法(RSM),进行二因素五水平旋转正交组合试验,得到各因素与指标之间的回归数学模型。采用粒子群优化(PSO)算法对回归数学模型进行求解,获取了Pareto最优解集,最终选取传感器拉力测量值为8.679 kN、沟槽宽度为144.2 mm,此时翼铲倾角为20°、翼铲开角为105.6°。田间验证试验表明,实测值与预测值相对误差小于6%,说明基于RSM和PSO的多目标参数优化方法具有科学性和可行性。 展开更多

关键词 苜蓿补播机械 松土铲 工程仿生技术 离散元 粒子群优化算法

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履带式无人驾驶割草机控制系统设计 被引量：5

6

作者 徐鹏 王志琴 +4 位作者 尤泳 王德成 吕杰 张学宁 胡佳宁 《农机化研究》 北大核心 2022年第7期63-68,共6页

为解决传统割草机在丘陵山区果园行走稳定性和通过性较差的问题,应用自动化技术与无人驾驶技术对履带式割草机行走控制系统进行设计。在现有履带式果园割草机基础上,通过对履带式割草机工作原理的深入研究,设计了一套基于PLC的履带式无... 为解决传统割草机在丘陵山区果园行走稳定性和通过性较差的问题,应用自动化技术与无人驾驶技术对履带式割草机行走控制系统进行设计。在现有履带式果园割草机基础上,通过对履带式割草机工作原理的深入研究,设计了一套基于PLC的履带式无人驾驶割草机行走控制系统,通过对割草机的远程遥控实现割草机的无人驾驶。试验结果表明:履带式无人驾驶割草机行走状态良好,可以达到自由行走以及原地转向的要求。 展开更多

关键词 无人驾驶 履带式 PLC 远程遥控 割草机

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基于激光雷达信息的履带式自动割草机障碍物检测 被引量：10

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作者 冯吉 胡佳宁 +2 位作者 于家旋 任振辉 胡顺斌 《中国农机化学报》 北大核心 2019年第5期145-149,共5页

针对果园土壤生草制管理中所面临的割草任务重、劳动强度大等问题,设计一种基于二维激光雷达信息的履带式自动割草机障碍物检测方法。采用RPLIDAR A1进行障碍物扫描检测,由Matlab编程完成数据处理。将采集到的数据转换为直角坐标系下的x... 针对果园土壤生草制管理中所面临的割草任务重、劳动强度大等问题,设计一种基于二维激光雷达信息的履带式自动割草机障碍物检测方法。采用RPLIDAR A1进行障碍物扫描检测,由Matlab编程完成数据处理。将采集到的数据转换为直角坐标系下的x、y坐标,运用最小二乘滤波对数据进行去噪处理,采用k-means聚类算法对扫描数据进行聚类分析,得到障碍物的基本轮廓信息,最后经拟合得到较为密集的障碍物边缘离散点。试验结果中激光雷达扫描得到的角度和距离数据与现场实地测量数据之间最大误差为3.2%,达到了障碍物检测的目的,表明基于激光雷达信息的障碍物检测方法是合理可行的。 展开更多

关键词 RPLIDAR A1激光雷达 履带式割草机 障碍物检测 MATLAB 数据处理

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基于PLC的可变量对靶弥雾喷药机控制系统设计 被引量：4

8

作者 吕世雄 胡佳宁 +1 位作者 任振辉 胡顺斌 《农机化研究》 北大核心 2021年第12期152-156,共5页

为保证果园作物生长需要,更好地进行果树病虫害防治,提高农药利用率,减少环境污染,设计了基于PLC的可变量对靶弥雾喷药机控制系统。系统以PLC为核心,包括人机界面、对靶弥雾子系统和电动阀开度调整子系统,利用红外线传感器和超声波传感... 为保证果园作物生长需要,更好地进行果树病虫害防治,提高农药利用率,减少环境污染,设计了基于PLC的可变量对靶弥雾喷药机控制系统。系统以PLC为核心,包括人机界面、对靶弥雾子系统和电动阀开度调整子系统,利用红外线传感器和超声波传感器获取树木信息,通过支持Modbus协议的速度传感器和流量传感器获取弥雾机行驶速度信息和管道内液体总流量信息,并使用HC-Suk8102触摸屏完成人机交互界面设计。试验结果表明:将红外线传感器和超声波传感器数据融合可有效提高检测精度,根据不同行驶速度实现了可变量弥雾;当行驶速度在3~4km/h之间时,弥雾总流量为12.0L/min;当行驶速度小于3km/h时,总流量为9.8L/min;当行驶速度大于4km/h时,总流量为15.0L/min。系统实现了精准弥雾,性能稳定,应用前景广阔。 展开更多

关键词 果园 喷药机 对靶弥雾 PLC 可变量

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基于PLC的果园水肥一体化控制系统设计 被引量：15

9

作者 詹宇 胡佳宁 任振辉 《农机化研究》 北大核心 2020年第4期100-104,共5页

为保证果园作物的养分需求,使水肥混合溶液更地好满足果树生长需要,设计了一个基于PLC的果园水肥一体化控制系统。系统以西门子S7-200 SMART PLC为核心,包括灌溉水过滤子系统、混肥子系统及施肥和反冲洗子系统,通过魂魄支持Modbus通讯... 为保证果园作物的养分需求,使水肥混合溶液更地好满足果树生长需要,设计了一个基于PLC的果园水肥一体化控制系统。系统以西门子S7-200 SMART PLC为核心,包括灌溉水过滤子系统、混肥子系统及施肥和反冲洗子系统,通过魂魄支持Modbus通讯协议的压力传感器、液位传感器、pH值传感器、EC值传感器和土壤湿度传感器来检测系统运行参数和土壤湿度。使用西门子SMART 1000 IE V3触摸屏完成了人机交互界面设计,包括开机界面、手动控制界面、自动控制界面、历史数据界面和动态监控界面,用户可以直观查询设备的运行参数、便捷制定灌溉施肥方案。试验结果表明:系统实现了水肥溶液的精准调节,在20s内可以将水肥溶液的pH值保持在7.0,在20min内将溶液EC值保持在1 500μS/cm,从而完成混肥过程,提高了水肥利用效率,保证了设备的高效、稳定运行,在我国果园种植中具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 果园 水肥一体化 PLC 反冲洗

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棉花圆模成型装置的设计与优化分析 被引量：2

10

作者 孙显顺 刘亮东 +4 位作者 王德成 何雄林 郑奎华 马治国 胡佳宁 《农机化研究》 北大核心 2023年第1期51-57,共7页

设计了一种棉花圆模成型装置,可以对棉花进行均匀喂棉、打捆成型、缠网及断网作业。对喂棉装置、成型装置、缠网送网装置、切网装置等关键部件进行设计与分析,以保证装置的合理性。进行传动方案设计,并对输棉传送带的速度与密实度调节... 设计了一种棉花圆模成型装置,可以对棉花进行均匀喂棉、打捆成型、缠网及断网作业。对喂棉装置、成型装置、缠网送网装置、切网装置等关键部件进行设计与分析,以保证装置的合理性。进行传动方案设计,并对输棉传送带的速度与密实度调节辊的速度关系进行了理论推导,保证装置能正常工作。利用SolidWorks对棉花圆模成型装置进行三维建模,并对成型装置进行静力学分析,结果表明:成型装置在正常工作下的最大位移是0.006 m,最大应力是6.57MPa,远低于屈服强度。对成型装置进行试验,结果表明:棉花圆模成型装置能满足各项作业要求,且工作稳定,可以为棉花圆模成型装置进一步优化设计提供理论参考。 展开更多

关键词 圆模成型装置 打捆 缠网送网 静力学分析 棉花

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基于STM32的多功能遥控农业车控制系统设计 被引量：7

11

作者 李昊伦 胡佳宁 +1 位作者 詹宇 李东明 《农机化研究》 北大核心 2020年第2期261-264,268,共5页

为解决农业车在不同地形(尤其是在山地)的作业问题,设计了一款基于STM32F103ZET6单片机的多功能遥控农业车,可配套作为运输车、割草机及打药机等设备的动力底盘。智能遥控农业车采用遥控履带底盘,主要包括底盘机架、控制两侧行走的第一... 为解决农业车在不同地形(尤其是在山地)的作业问题,设计了一款基于STM32F103ZET6单片机的多功能遥控农业车,可配套作为运输车、割草机及打药机等设备的动力底盘。智能遥控农业车采用遥控履带底盘,主要包括底盘机架、控制两侧行走的第一驱动电机和第二驱动电机。农业车通过内部程序和外部接收器进行遥控操控运动,保证在不同地形实现车的多角度运动。遥控农业车以STM32F103ZET6为核心处理器,将遥控器接收机与单片机相连,通过输入捕获程序获取PWM脉宽值,再进行计算获取输入电机的电压,最后通过DAC转换成模拟量输出。电机油门线在输入电压为0.8V时启动,3V时达到设定最大速度,控制器处理实现了数模转换,输出对应电压值。通过实地测试,水泥、泥泞和碎石道路均可正常通过,坡度角度可控制在30°以内。 展开更多

关键词 遥控农业车 电机控制 履带底盘 STM32单片机 PWM

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基于数据融合技术的牧草打捆机控制系统设计 被引量：1

12

作者 刘旋 胡佳宁 +2 位作者 周棕凯 王娟 任振辉 《农机化研究》 北大核心 2022年第1期137-141,共5页

针对现有的牧草打捆机普遍存在的生产效率较低、工作可靠性一般及核心零部件缺乏创新等问题,设计研发了基于多传感器数据融合技术的牧草打捆机控制系统。系统以西门子PLC为核心控制器,安装有重量传感器、转速传感器、压力传感器,通过A/... 针对现有的牧草打捆机普遍存在的生产效率较低、工作可靠性一般及核心零部件缺乏创新等问题,设计研发了基于多传感器数据融合技术的牧草打捆机控制系统。系统以西门子PLC为核心控制器,安装有重量传感器、转速传感器、压力传感器,通过A/D转换模块将传感器采集的信号转换为modbus通讯协议的RS-485数据形式,由无线GPRS数传模块完成数据传输任务,并运用多传感器数据融合技术进行数据的实时处理分析,完成打捆机的开仓控制。试验表明:系统实现了牧草打捆机开关仓的实时精准控制,适宜草捆成捆率为96%,成捆平均时间为184.6s,提高了打捆机的工作效率,满足了设计要求。 展开更多

关键词 牧草打捆机 数据融合技术 PLC 控制系统

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