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大豆联合收获机拨禾轮作用机理分析与参数优化

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农业机械学报 2023年第6期54卷 104-113页

作者：金诚谦齐彦栋刘岗微杨腾祥倪有亮农业农村部南京农业机械化研究所南京210014 山东理工大学农业工程与食品科学学院淄博255000

为降低大豆联合收获机割台损失率,本文通过分析收获过程得出拨禾轮作用范围、茎秆回弹、拨禾轮高度对割台损失率的影响规律;以最小割台损失率为目标,利用ANSYS-ADAMS联合仿真探究收获不同高度大豆的拨禾轮最优参数。使用ANSYS软件建立... 详细信息

为降低大豆联合收获机割台损失率,本文通过分析收获过程得出拨禾轮作用范围、茎秆回弹、拨禾轮高度对割台损失率的影响规律;以最小割台损失率为目标,利用ANSYS-ADAMS联合仿真探究收获不同高度大豆的拨禾轮最优参数。使用ANSYS软件建立大豆植株柔性模型,在ADAMS软件中建立拨禾轮-大豆茎秆刚柔耦合模型,通过单因素预试验确定关键参数的范围,以大豆联合收获机拨禾轮高度、拨禾速比、拨禾轮前移距离和大豆植株高度为试验因素,以拨禾轮对大豆茎秆的碰撞力、拨禾轮作用程度为指标开展四因素五水平二次回归中心组合仿真试验,建立了试验因素与试验指标间的数学模型,建立以作用程度最大、拨禾碰撞力最小为目标的优化方程,确定大豆联合收获机拨禾轮最优拨禾速比、最优前移距离、最优高度与大豆植株高度之间存在线性对应关系,大豆联合收获机拔禾轮参数对碰撞力与作用程度影响主次顺序为:拨禾速比、拨禾轮高度、拨禾轮前移距离。开展以拨禾轮高度、拨禾速比、拨禾轮前移距离为因素,以拨禾轮对大豆茎秆的碰撞力、拨禾轮作用程度为指标的仿真试验和以割台损失率为指标的田间试验,模型计算与仿真的碰撞力偏差平均为1.18 N,拨禾轮作用程度偏差量平均为4.80%,仿真模型准确;在理论最优拨禾轮参数组合下,大豆联合收获机割台损失率最小,参数优化结果准确。本研究可为大豆联合收获机拨禾轮参数优化和降低割台损失提供参考。

关键词：大豆联合收获机拨禾轮机理分析参数优化

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基于MBD-DEM耦合的联合收获机割台仿形机构设计与试验

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农业工程学报 2022年第2期38卷 1-10页

作者：金诚谦刘岗微倪有亮杨腾祥王廷恩齐彦栋农业农村部南京农业机械化研究所南京210014 山东理工大学农业工程与食品科学学院淄博255000

为提高联合收获机割台仿形机构对田间地形变化感知的灵敏度和对田间地形仿形的准确度,该研究设计了一种主-副板压紧式割台仿形机构。基于对仿形机构的理论分析,以割台对副仿形板作用力、土壤对主仿形板作用力和土壤下陷距离为试验指标,... 详细信息

为提高联合收获机割台仿形机构对田间地形变化感知的灵敏度和对田间地形仿形的准确度,该研究设计了一种主-副板压紧式割台仿形机构。基于对仿形机构的理论分析,以割台对副仿形板作用力、土壤对主仿形板作用力和土壤下陷距离为试验指标,以弹簧刚度系数、弹簧初始长度、副仿形板长度和主仿形板长度为因素,设计了二次回归通用旋转组合优化试验。运用粒子群优化算法确定各因素水平范围,基于多体动力学(Multi-Body Dynamics,MBD)-离散元(Discrete Element Method,DEM)耦合方法进行仿真试验,建立了各因素与指标间的数学回归模型。对模型进行参数优化,得到最优参数组合为:弹簧刚度系数464 N/m,弹簧初始长度90 mm,副仿形板长度484 mm,主仿形板长度450 mm。主、副仿形板宽度200 mm,材料为301不锈钢,弹簧材料为碳素弹簧钢丝,直径2 mm,外径20 mm,有效圈数45圈。田间试验结果表明:割台对副仿形板作用力均大于0,表明仿形机构始终处于正常工作状态,土壤对主仿形板平均作用力分别为85.23、85.80和86.08 N,与预测值基本一致,表明仿形机构感知地形变化较灵敏,对应的土壤平均下陷距离分别为5.4、7.1和6.4mm,均小于10mm,表明仿形机构对田间地形仿形准确度较高,参数设计合理。研究结果可为联合收获机割台仿形系统设计提供参考。

关键词：离散元优化联合收获机割台仿形机构

大豆玉米带状复合种植全程机械化关键技术与装备

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中国农机化学报 2023年第1期44卷 14-24页

作者：齐彦栋金诚谦刘岗微杨腾祥农业农村部南京农业机械化研究所南京市210014

针对现阶段我国大豆、玉米进口逐年增加,粮食安全有较大隐患的问题,我国启动大豆和油料产能提升工程,大力推广大豆玉米带状复合种植技术。大豆玉米带状复合种植农艺以“选配良种、扩间增光、缩株保密”为核心,以“减量一体化施肥、化控... 详细信息

针对现阶段我国大豆、玉米进口逐年增加,粮食安全有较大隐患的问题,我国启动大豆和油料产能提升工程,大力推广大豆玉米带状复合种植技术。大豆玉米带状复合种植农艺以“选配良种、扩间增光、缩株保密”为核心,以“减量一体化施肥、化控抗倒、绿色防控”配套,对农业机械提出提升通过性能、提高作业效率的总体要求,在播种方面发展小株距精密播种技术、大豆玉米播种分控技术、玉米大排量施肥技术、秸秆防堵技术、均匀接行技术;在田间管理方面发展双喷雾系统分带定向施药技术、自适应喷杆调节技术、植保机轮距调节技术、防飘移喷雾技术;在收获方面发展密植玉米低损摘穗技术、玉米低损低破碎脱粒技术、大豆低损割台技术、大豆低破碎柔性脱粒技术、大豆高效清选技术、大豆低破碎籽粒输送技术、大豆机收质量在线检测技术。现阶段需优化大豆玉米带状复合种植全程机械化装备,进一步结合大豆玉米带状复合种植的农艺特点与作业机具特性,加强理论研究,促进农机农艺进一步融合,加强创新机具研发,提高机具对种植模式的适应性。

关键词：全程机械化带状复合种植大豆玉米

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大豆收获机割台高度自动控制系统设计与试验

中国农机化学报 2023年第6期44卷 155-160,F0002页

作者：刘岗微倪有亮杨腾祥齐彦栋金诚谦农业农村部南京农业机械化研究所南京市210014

针对现有大豆收获机割台高度自动控制系统成本较高、可靠性较差的问题,研制一种基于恶劣环境运动控制器的割台高度自动控制系统。该系统由割台、仿形机构、ECU控制单元、液压系统和HMI触摸屏等组成。在阐述控制系统工作原理的基础上,设... 详细信息

针对现有大豆收获机割台高度自动控制系统成本较高、可靠性较差的问题,研制一种基于恶劣环境运动控制器的割台高度自动控制系统。该系统由割台、仿形机构、ECU控制单元、液压系统和HMI触摸屏等组成。在阐述控制系统工作原理的基础上,设计仿形机构及硬件电路。为提高系统可靠性,选用SPC-SFMC-X2214运动控制器为ECU,基于CODESYS软件编写自动控制程序,基于工业触摸屏开发人机交互界面。田间对比试验结果表明,开启割台高度自动控制系统作业时,割茬平均高度与设定的割茬高度偏差4 mm,割茬高度变异系数为0.1,相比人工对照组降低28.6%,割台高度控制精度为93%,相比人工对照组提高32.9%,该系统提高大豆割茬高度的整体稳定性,控制精度高,工作稳定性较好,能够满足大豆低割收获要求。

关键词：大豆收获机仿形机构割台高度自动控制 CODESYS

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履带式联合收获机全向调平底盘设计与试验

农业机械学报 2020年第11期51卷 393-402页

作者：金诚谦杨腾祥刘岗微王廷恩陈满刘政农业农村部南京农业机械化研究所南京210014 山东理工大学农业工程与食品科学学院淄博255000

针对履带式联合收获机在不平坦地表作业时,车体随地形起伏而倾斜,造成作业效率降低、驾驶员舒适性变差、安全性降低的问题,设计了一种履带式联合收获机全向调平底盘。该底盘由上架、下架、升降机构和电液控制系统组成,可实现联合收获机... 详细信息

针对履带式联合收获机在不平坦地表作业时,车体随地形起伏而倾斜,造成作业效率降低、驾驶员舒适性变差、安全性降低的问题,设计了一种履带式联合收获机全向调平底盘。该底盘由上架、下架、升降机构和电液控制系统组成,可实现联合收获机底盘倾斜时的自动与手动调节,纵向调节范围为-5°~7°,横向调节范围为-6.5°~6.5°,底盘最大提升高度为130 mm。阐述了全向调平底盘的工作原理、电液控制系统结构与调平控制策略,进行了针对底盘性能的静态与动态调平的验证试验。静态调平试验对底盘前最低、后最低、左最低、右最低、左前最低、右前最低、左后最低、右后最低8种倾斜状态进行调平,结果表明,自动调平系统最长调节时间为8.2 s,平均调节时间4.2 s,倾斜度调节误差最大值为0.67°。动态调平试验针对自动调平控制、手动调平控制和固定地隙调平控制3种调平控制模式,进行了坡地、畦沟田块、水田等地形下的调平对比试验。在坡地与畦沟田块试验中,自动调平控制模式可以改善底盘的倾斜状态,提高底盘的稳定性;手动调平控制模式有一定的调节作用,但调节稳定性较差。在水田试验中,自动调平控制模式调平效果优于坡地与畦沟田块,说明在地形起伏较小的条件下,自动调平控制系统调平效果更好。动态调平试验表明,自动调平系统可以减小底盘倾斜度,提高底盘稳定性,增强联合收获机对不平坦地表的适应性。

关键词：联合收获机底盘姿态调节电液控制

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农业机械无人驾驶系统关键技术研究进展

智能化农业装备学报（中英文） 2022年第1期3卷 27-36页

作者：张隆梅刘岗微齐彦栋杨腾祥金诚谦农业农村部南京农业机械化研究所江苏南京210014

农业机械无人驾驶系统是实现精准农业的基础,研究和发展农业机械无人驾驶系统是缓解我国劳动力短缺、实现精准农业的有效途径。介绍国内外在农业机械导航定位技术、导航路径规划技术和自动转向技术等方面取得的最新进展,分别阐述了基于... 详细信息

农业机械无人驾驶系统是实现精准农业的基础,研究和发展农业机械无人驾驶系统是缓解我国劳动力短缺、实现精准农业的有效途径。介绍国内外在农业机械导航定位技术、导航路径规划技术和自动转向技术等方面取得的最新进展,分别阐述了基于GPS定位技术、北斗定位技术和视觉导航的农业机械导航定位技术,阐述基于全覆盖路径规划和全局点到点路径规划的全局路径规划算法,基于避障和跟踪的局部路径规划,以及基于电机动力和电控液压的自动转向技术。这些技术经过多年的发展已经比较成熟,在农业生产实践中得到了广泛应用,但仍存在许多问题,包括定位技术容易受环境干扰,路径规划技术数据利用率较低和对环境信息依赖程度较高,自动转向技术改装过程复杂和在恶劣的田间作业容易损坏且不易维修。在此基础上,提出组合导航、多传感器融合技术、模块化自动转向装置是农机无人驾驶系统未来的研究方向。

关键词：导航定位路径规划自动转向避障路径跟踪

激光辅助CBN砂带磨削TC4钛合金材料去除行为及表面完整性研究

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机械工程学报 2024年第9期60卷 241-253页

作者：肖贵坚刘振扬贺毅刘岗邓忠才重庆大学机械与运载工程学院重庆400044

激光辅助CBN砂带磨削工艺结合了激光对材料的软化改性以及砂带磨削的高效材料去除和高表面完整性,可以实现对高强韧TC4钛合金的低损伤高性能加工。通过激光辅助CBN砂带磨削TC4钛合金实验,研究了激光功率对磨削力、材料去除行为和表面完... 详细信息

激光辅助CBN砂带磨削工艺结合了激光对材料的软化改性以及砂带磨削的高效材料去除和高表面完整性,可以实现对高强韧TC4钛合金的低损伤高性能加工。通过激光辅助CBN砂带磨削TC4钛合金实验,研究了激光功率对磨削力、材料去除行为和表面完整性的影响规律。结果表明:增大激光功率可以提高材料软化改性程度,降低磨削力及其波动振幅,激光功率最大时法向磨削力降低57.2%,切向磨削力降低68.7%;随着材料软化程度的提高,材料去除行为发生了从韧性去除向塑性去除的转变,表面的韧性撕裂和磨削损伤减弱,表面质量、表面一致性和表面残余压应力提高,激光功率最大时表面粗糙度达Ra1.23μm,表面残余压应力达94.6 MPa;激光辅助CBN砂带磨削表面渗入了大量的N和O元素,表面的Ti元素以TiN和TiO_(2)和金属Ti三种状态存在,引入的N和O元素将提高表面的耐磨和耐腐蚀性能。希望本研究能为激光辅助加工钛合金等难加工材料的去除行为及表面完整性研究提供借鉴。

关键词：激光辅助砂带磨削 CBN砂带磨削 TC4钛合金材料去除行为表面完整性

基于重叠社区划分和非回溯矩阵的社交网络多源点检测

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计算机工程与应用 2024年

作者：刘岗王炎张雪芹上海市计算机软件评测重点实验室华东理工大学信息科学与工程学院

在线社交网络的发展为信息传播提供了极大的便利，但同时在一定程度上也成为谣言等信息的重要传播渠道。社交网络的信息源检测对于控制信息的传播起着重要作用。为了解决现有社交网络多源点检测方法准确度不够高的问题，提出了一种新颖... 详细信息

在线社交网络的发展为信息传播提供了极大的便利，但同时在一定程度上也成为谣言等信息的重要传播渠道。社交网络的信息源检测对于控制信息的传播起着重要作用。为了解决现有社交网络多源点检测方法准确度不够高的问题，提出了一种新颖的多源点同步检测方法SVT-BiasMSI。该方法将多源检测问题转化为若干单源检测问题，采用局部度中心节点及相邻节点的Jaccard系数选取种子节点，使用Voronoi方法对社交网络进行初步社区划分，通过Tolerance Neighborhood方法寻找分区之间重叠部分的节点并实现重叠社区划分，为了兼顾网络全局和局部信息，基于传染邻域偏差改进非回溯矩阵多源点检测方法，提高单源点检测精度。在多个社交网络数据集中的实验表明，所提的方法能够有效提高在线社交网络多源点检测和定位准确度。

关键词：社交网络多源检测重叠社区划分非回溯矩阵传染邻域偏值

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车路云一体化交通管理系统人机交互设计研究

装饰 2024年第4期 142-144页

作者：刘岗赵轶男上海交通大学设计学院

为探索车路云一体化系统建设的可行性,本研究应用探索性案例研究方法,设计了一款包含二维界面与三维界面的系统管理软件,并配合智能网联车辆进行实地试验验证,重点解决数字孪生与道路场景仿真实现等问题。本研究建立了系统的人机交互设... 详细信息

为探索车路云一体化系统建设的可行性,本研究应用探索性案例研究方法,设计了一款包含二维界面与三维界面的系统管理软件,并配合智能网联车辆进行实地试验验证,重点解决数字孪生与道路场景仿真实现等问题。本研究建立了系统的人机交互设计流程,探索了基于数字地图接口结合高精度侧位地图、实时数字孪生场景重建的二三维系统人机交互设计框架,提供明确高效的交互机制支撑交通态势显示。通过在开放自动驾驶测试路段实地试验,验证了车路云一体化交通管理系统二三维人机交互设计方案的可用性,为提升面向智能网联车辆的交通管理提供了探索方案。

关键词：智能交通网联车人机交互自动驾驶车路云