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高地隙植保机辅助驾驶系统设计与试验

农业机械学报 2019年第9期50卷 25-32页

作者：陈黎卿许鸣柏仁贵杨洋张铁杨学军安徽农业大学工学院合肥230036 安徽省智能农机装备工程实验室合肥230036 中国农业机械化科学研究院北京100083

针对高地隙植保机作业时驾驶员视野较差导致压苗伤苗的问题,提出了一种辅助驾驶方法。以某高地隙植保机为研究对象,设计了一套人机辅助驾驶系统。首先详细阐述了辅助驾驶系统的液压系统设计方案,在此基础上进行了转向系统结构改进;其次... 详细信息

针对高地隙植保机作业时驾驶员视野较差导致压苗伤苗的问题,提出了一种辅助驾驶方法。以某高地隙植保机为研究对象,设计了一套人机辅助驾驶系统。首先详细阐述了辅助驾驶系统的液压系统设计方案,在此基础上进行了转向系统结构改进;其次基于预瞄算法和二自由度车辆转向模型,进行转向系统前轮转角控制研究;最后基于LabVIEW软件创建了辅助驾驶控制系统。在0.5m/s的速度条件下,分别在水泥路面和玉米田间环境下进行了试验,试验结果表明,水泥路面条件下,辅助驾驶系统直线路径跟踪偏差均值为5.2cm、标准差为3.4cm;玉米田间行驶条件下,辅助驾驶系统的跟踪偏差均值为6.8cm、标准差为4.8cm;设计的辅助驾驶系统在宽行种植作物中具有良好的实用性。

关键词：植保机高地隙辅助驾驶预瞄算法电液转向阀组

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轻便型高地隙喷杆喷雾机大豆田间施药试验

农业机械学报 2016年第S1期47卷 182-188页

作者：张铁董祥尹素珍杨学军严荷荣巩琼现代农装科技股份有限公司北京100083 中国农业机械化科学研究院北京100083 北京华夏山川生态环境科技有限公司北京100053

针对大豆作物生长中后期施药难、施药效果差的问题,设计了一种轮距1 600~1 750 mm可调、地隙800 mm、轴距2 000 mm、喷幅8 000 mm、具有风幕辅助喷雾系统的轻便型高地隙喷杆喷雾机,并进行了田间施药试验。试验结果表明:在作业速度4 km/h... 详细信息

针对大豆作物生长中后期施药难、施药效果差的问题,设计了一种轮距1 600~1 750 mm可调、地隙800 mm、轴距2 000 mm、喷幅8 000 mm、具有风幕辅助喷雾系统的轻便型高地隙喷杆喷雾机,并进行了田间施药试验。试验结果表明:在作业速度4 km/h时,通过提高喷雾压力可使大豆冠层叶片正面的雾滴覆盖率在上层提高19.0个百分点,中层提高17.0个百分点,下层增加不到5个百分点;叶片背面的雾滴覆盖率在上层提高5.5个百分点,中层提高2.3个百分点,下层增加不足1.0个百分点。通过更换喷嘴而提高雾滴的喷施量可以使大豆冠层叶片正面的雾滴覆盖率在上层提高21.0个百分点、中层提高26.0个百分点,下层提高10.0个百分点;叶片背面的雾滴覆盖率在上层提高5.0个百分点,中层提高1.0个百分点,下层无显著影响。当风幕出口风速为11.5 m/s时,风幕系统能够使大豆冠层中部叶片正面雾滴覆盖率提高26.8个百分点,下部提高22.0个百分点,对大豆冠层上部叶片背面雾滴覆盖率提高23.1个百分点,中部提高18.1个百分点,下部提高8.4个百分点;风幕式施药技术能够有效提高雾滴在大豆冠层中的穿透性和分布均匀性,增加雾滴在植株各冠层叶片背面的附着率,但雾滴的地面流失率相对不使用风幕有所增加。

关键词：喷杆喷雾机高地隙大豆田间试验

基于LiDAR扫描的高地隙宽幅喷雾机变量施药系统研制

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农业工程学报 2020年第14期36卷 89-95页

作者：乔白羽何雄奎王志翀韩冷刘伟洪董祥梁文鹏中国农业大学理学院北京100193 中国农业机械化科学研究院北京100083 广西农业机械研究院有限公司南宁530007

为提高甘蔗等高茎秆作物的机械化病虫害防治水平,解决普通喷雾机进地困难、农药用量大且利用率低等问题,该研究研制了一套基于三维Li DAR实时扫描的高地隙宽幅喷雾机变量施药系统。该系统搭载的喷雾机作业幅宽24m、地隙1.35 m,喷杆喷雾... 详细信息

为提高甘蔗等高茎秆作物的机械化病虫害防治水平,解决普通喷雾机进地困难、农药用量大且利用率低等问题,该研究研制了一套基于三维Li DAR实时扫描的高地隙宽幅喷雾机变量施药系统。该系统搭载的喷雾机作业幅宽24m、地隙1.35 m,喷杆喷雾高度在0.5~2.5 m可调。变量施药系统采用16线激光雷达传感器,对作物的三维信息实时探测,安装于机具后端的脉宽调制(PWM,Pulse-WidthModulation)控制器从CAN总线上获取喷雾机的速度信息并传递给计算机,采用Python控制程序,融合激光雷达数据与实时速度信息绘制喷雾量处方图并发送给PWM控制器。建立了作物冠层高度与施药量之间的数学模型,根据作物冠层所需要的喷雾量,由控制器控制电磁阀的开闭实现精准变量施药。系统组装完成后,在甘蔗地进行田间试验测试。结果显示:激光雷达能够准确识别甘蔗株高,最大识别误差为8.42%,最小识别误差为0.17%,平均误差为4.59%,激光雷达将识别到的株高信息准确传递给变量施药系统。变量系统开启后,喷雾机会根据株高变化实时改变喷雾量,雾滴沉积密度满足相关标准要求。在变量施药条件下,植株上中下3层的雾滴沉积密度变异系数均小于15%,满足喷雾机(器)作业质量标准要求,机具整体作业性能良好。变量施药时布样区施药总量为56.43 L,相比常量施药的施药总量78.96 L,减少农药用量22.53 L,减幅28.5%。该研究可为高茎秆作物病虫害高效精准防治提供新的思路和方法,为新型精准变量施药机械的结构设计和高效施药技术性能优化提供参考。

关键词：喷雾农药激光雷达脉宽调制变量施药高地隙喷杆喷雾机

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涵道风扇式高地隙杂交水稻制种授粉机设计

农业工程学报 2019年第9期35卷 1-8页

作者：周志艳钟伯平刘爱民何越刘又夫田麓弘罗锡文林宗辉华南农业大学工程学院/广东省农业航空应用工程技术研究中心广州510642 华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642 国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心广州510642 袁隆平农业高科技股份有限公司长沙410006 中国农业工程学会

为了寻求更高效、更可靠的辅助授粉方法,以利于实现杂交水稻制种的全程机械化,该文设计了一种涵道风扇式高地隙杂交水稻制种授粉机,采用计算流体力学技术对涵道风扇式授粉器的流场特性进行仿真研究与试验分析,并试制了样机,根据仿真试... 详细信息

为了寻求更高效、更可靠的辅助授粉方法,以利于实现杂交水稻制种的全程机械化,该文设计了一种涵道风扇式高地隙杂交水稻制种授粉机,采用计算流体力学技术对涵道风扇式授粉器的流场特性进行仿真研究与试验分析,并试制了样机,根据仿真试验得到的授粉器优选参数,进行了田间验证试验。试验结果表明,在授粉机行走速度为1.5m/s及授粉器电机转速为9000rad/min条件下,单位视野内母本厢花粉采集点的花粉平均粒数为8.39粒(杂交水稻制种农艺上要求至少有3粒花粉),较好地满足了杂交水稻制种授粉对花粉数量的最低要求。安排了涵道风扇式高地隙杂交水稻制种授粉机赶粉与农用无人机赶粉的实际生产作业对比试验,测得2种授粉方式的结实率分别为44.2%、42.7%,两者作业效果相近,说明所设计的涵道风扇式高地隙杂交水稻制种授粉机能满足杂交水稻制种的实际生产需要。该研究为杂交水稻制种机械化提供了参考。

关键词：机械化设计计算机仿真涵道风扇高地隙授粉机杂交水稻

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履带式高地隙油茶果振动采收机设计与试验

农业机械学报 2022年第7期53卷 113-121页

作者：杜小强宁晨贺磊盈钱寅张国凤姚小华浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018 浙江省种植装备技术重点实验室杭州310018 中国林业科学研究院亚热带林业研究所杭州310018

针对油茶人工采收效率低,劳动力成本大,且油茶果成熟期短、花果同期等问题,设计了可实现连续振动落果和收集的履带式高地隙油茶果振动采收机。采收机采用骑跨式车架沿油茶树种植行行走,利用曲柄摇杆机构驱动多排阵列的指排杆按照一定的... 详细信息

针对油茶人工采收效率低,劳动力成本大,且油茶果成熟期短、花果同期等问题,设计了可实现连续振动落果和收集的履带式高地隙油茶果振动采收机。采收机采用骑跨式车架沿油茶树种植行行走,利用曲柄摇杆机构驱动多排阵列的指排杆按照一定的运动轨迹对树冠两侧同时击打作业,落果通过收集板汇集后输送到果箱。根据击打轨迹对采收机击打装置的曲柄摇杆机构进行设计,并用ADAMS软件验证指排架运动轨迹。通过ANSYS软件对击打装置机架和采收机车架进行有限元模态分析,获得其前6阶固有频率,确定其不会发生共振。为接收振动掉落的油茶果,设计了高低错落分布的收集板,不仅能接收落果,且能顺利避开树干,实现整机在运动中完成振动落果和收集作业。最后,加工装配振动采收机样机,在击打液压马达转速为360 r/min条件下进行油茶林地整机试验,试验结果表明,油茶果采收率为87.56%,花苞掉落率为25.86%,满足油茶果采收要求。

关键词：油茶果振动采收机高地隙果实采收率花苞掉落率

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全液压驱动高地隙履带作业车设计与试验

农业机械学报 2016年第S1期47卷 471-476页

作者：王宝山王万章王淼森种东风陈蒋河南农业大学机电工程学院郑州450002 河南粮食作物协同创新中心郑州450002

针对玉米、烟草等高秆作物中耕管理作业需求,设计了一种液压驱动的小型遥控高地隙履带作业车。作业车采用龙门架式车架结构,可以在田间实现跨行行走和原地转向,液压系统中采用分流集流阀以提高作业车行走的直线性。为研究重心偏移和分... 详细信息

针对玉米、烟草等高秆作物中耕管理作业需求,设计了一种液压驱动的小型遥控高地隙履带作业车。作业车采用龙门架式车架结构,可以在田间实现跨行行走和原地转向,液压系统中采用分流集流阀以提高作业车行走的直线性。为研究重心偏移和分流集流阀对作业车直线行驶稳定性的影响,在作业车左侧车架上添加不同配重,使用Solid Works软件对作业车重心偏移量进行精确评估,选取空载、添加2块和4块配重3种典型负载工况,对含有和去除分流集流阀的作业车行驶直线性进行仿真和样机试验。使用AMEsim软件对液压系统进行仿真表明:有、无分流集流阀时两侧马达稳定工作时转速差相对于总转速偏差分别小于1%和大于38%。样机试验表明,含有分流集流阀时偏驶率分别为4.12%、4.28%、4.62%;无分流集流阀时偏驶率为5.08%、6.54%、9.43%。仿真和试验结果表明,采用分流集流阀提高行驶直线性的液压方案可行,作业车直线行驶稳定性满足国家标准要求。

关键词：履带作业车液压驱动高地隙分流集流阀

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高地隙自走式喷杆喷雾机的设计与试验

中国农机化学报 2019年第8期40卷 62-67页

作者：刘志刚李政平李洪迁杨洋于晓华马春燕山东五征集团有限公司

针对小麦、棉花等农作物田间喷药作业的需求,设计一种高地隙自走式喷杆喷雾机。对整车机架、喷杆升降机构、轮距调节机构、转向机构、喷杆、液压行走系统、喷雾水路系统等关键零部件和系统进行了研究和设计,并制作出样机。通过样机试验... 详细信息

针对小麦、棉花等农作物田间喷药作业的需求,设计一种高地隙自走式喷杆喷雾机。对整车机架、喷杆升降机构、轮距调节机构、转向机构、喷杆、液压行走系统、喷雾水路系统等关键零部件和系统进行了研究和设计,并制作出样机。通过样机试验验证整机设计方案及功能、性能等,试验测得最大行驶速度为32 km/h、最大爬坡度>20%,最大侧翻稳定角度为18.1°,喷雾量变异系数为6.3%。试验表明,样机的各项功能和操作等满足设计要求。该样机的设计和试验为高地隙自走式喷杆喷雾机的相关研究和设计奠定了基础。

关键词：高地隙自走式喷雾机底盘行走能力喷雾分布

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高地隙隧道式循环喷雾机设计与试验

中国农机化学报 2019年第11期40卷 41-48页

作者：牛萌萌方会敏乔璐荐世春朱正波彭强吉山东省农业机械科学研究院济南市250100 农业农村部南京农业机械化研究所南京市210014

为实现烟草、葡萄等作物的高效施药,本文设计了一种高地隙隧道式循环喷雾机,各控制系统模块均通过485总线连接到嵌入式工控机,通过工控机对数据采集和执行机构进行统一控制。进行了雾滴沉积试验和药液循环回收试验,试验测得在"П"式作... 详细信息

为实现烟草、葡萄等作物的高效施药,本文设计了一种高地隙隧道式循环喷雾机,各控制系统模块均通过485总线连接到嵌入式工控机,通过工控机对数据采集和执行机构进行统一控制。进行了雾滴沉积试验和药液循环回收试验,试验测得在"П"式作业形态下改变喷头安装角度会影响雾滴在冠层内的沉积分布。喷头安装偏角15°时,叶片正面的雾滴沉积均匀性最好,沉积均匀性变异系数为19.22%。喷头安装偏角30°时,叶片反面的雾滴沉积均匀性最好,沉积均匀性变异系数值为25.50%。随着喷头安装偏角的增加,外冠层叶片反面的雾滴沉积量逐渐增大,而内冠层叶片反面的沉积量在喷头安装偏角为30°时达到最大值2.93μg/mL。不同喷头安装偏角下,上冠层叶片正面的雾滴沉积量明显高于中冠层和下冠层叶片正面的雾滴沉积量,上冠层叶片反面的雾滴沉积量略高于中冠层和下冠层叶片反面的雾滴沉积量。在"П"式形态循环喷雾作业下,测定喷雾机的药液回收率为7.33%左右。试验结果表明:喷雾机具有较好的药液喷雾沉积和回收性能,在喷头安装偏角为15°和30°时喷雾机有更好的雾滴沉积均匀性和更高叶片反面雾滴沉积量。

关键词：高地隙循环喷雾喷头偏角雾滴沉积药液回收

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高地隙通用作业底盘的设计与试验

食品与机械 2018年第2期34卷 100-105页

作者：李泽石毅新蒋蘋胡文武林伟湖南农业大学工学院湖南长沙410128 南方粮油作物协同创新中心湖南长沙410128

设计一种高地隙全液压四轮驱动通用作业底盘。通过前期调研数据确立设计初始目标值,对底盘的结构原理、液压系统进行总体设计;结合通过性参数目标值,计算确定行走泵与行走马达型号,完成转向支腿与车架结构设计并进行有限元分析;在该基... 详细信息

设计一种高地隙全液压四轮驱动通用作业底盘。通过前期调研数据确立设计初始目标值,对底盘的结构原理、液压系统进行总体设计;结合通过性参数目标值,计算确定行走泵与行走马达型号,完成转向支腿与车架结构设计并进行有限元分析;在该基础上开展底盘通过性能研究,确定轴距与结构参数的关系;最后试制样机并进行通过性试验。试验结果表明:作业底盘在爬坡时液压系统的压力与流量特性曲线均在理论设计范围内。在满载的情况下,通用底盘能通过的最高陡坡为41°,最大台阶高度为490 mm,可实现原位转向,水泥路面行驶速度范围为0~13km/h,水田作业速度范围为0~11km/h。试验结果满足通用作业底盘通过性设计目标要求,具备较好的通过性能,适用于水田和果园不同作用环境。

关键词：高地隙底盘液压通过性收获