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丘陵山地拖拉机调平与防翻关键技术研究现状与发展趋势

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智慧农业（中英文） 2024年第3期6卷 1-16页

作者：牟孝栋杨福增段罗佳刘志杰宋卓颖李宗霖管寿青西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 农业农村部北方农业装备科学观测实验站陕西杨凌712100 潍柴雷沃智慧农业科技股份有限公司山东潍坊261000

[目的/意义]丘陵山区的机械化、智能化是未来农机行业研究和发展的热点。中国丘陵山区耕地面积占比超过50%,且面临坡陡路窄、地块碎小、地形地貌复杂等多种环境因素制约,各生产环节存在“无机可用,无好机用”的现实问题,并且缺乏适合丘... 详细信息

[目的/意义]丘陵山区的机械化、智能化是未来农机行业研究和发展的热点。中国丘陵山区耕地面积占比超过50%,且面临坡陡路窄、地块碎小、地形地貌复杂等多种环境因素制约,各生产环节存在“无机可用,无好机用”的现实问题,并且缺乏适合丘陵山区大坡度农机装备研发的理论支撑。[进展]综述了国内外丘陵山地拖拉机调平及防翻系统的研究现状。其中拖拉机车身调平技术平行四杆与液压差高式结构简单,折腰扭腰式更适合连续起伏的崎岖路面,重心可调与全向调平式坡地牵引性与适应性均较好;驾驶室及座椅调平技术基于角度传感器自适应控制,关键在于缓解驾驶疲劳提高舒适度;车身与农具姿态协同控制技术大都采用PID控制技术实现协同控制,但缺乏作业效果反馈机制;拖拉机防翻保护装置与预警技术在防翻保护架的基础上,通过环境模拟感知提前预判翻车危险信号并及时反馈。[结论/展望]未来丘陵山地拖拉机调平、防翻预警及无人化、自动化技术的发展方向:1)结构优化、灵敏度高、稳定性好的山地拖拉机调平系统研究;2)坡地适应性好的农机具仿形系统研究;3)环境感知、自动干涉的防翻预警技术研究;4)农机精准导航技术、智能化监测技术和农机作业远程调度与管理技术研究;5)坡地纵向稳定性理论研究。以期为研发符合中国丘陵山地复杂作业环境的高可靠性、高安全性山地拖拉机提供借鉴参考。

关键词：丘陵山地拖拉机调平悬挂机具调平防翻系统侧翻

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农业机械底盘智能化发展现状与展望

中国农机化学报 2024年第8期45卷 138-147页

作者：杨帆滕利孙宜田孙永佳蒋振晗侯加林山东省农业机械科学研究院济南市250103 山东农业大学机械与电子工程学院山东泰安271018 潍柴雷沃智慧农业科技股份有限公司山东潍坊261206 农业农村部黄淮海现代农业装备重点实验室济南市250103

农机底盘技术是智能农机装备的关键技术,也是影响农业农村现代化的关键技术。欧美农场化、集约化的种植场景和雄厚的工业基础的先天优势使美西方在智能农机领域领先于我国,我国农机底盘的适应性差、智能化程度不足、舒适性差以及安全系... 详细信息

农机底盘技术是智能农机装备的关键技术,也是影响农业农村现代化的关键技术。欧美农场化、集约化的种植场景和雄厚的工业基础的先天优势使美西方在智能农机领域领先于我国,我国农机底盘的适应性差、智能化程度不足、舒适性差以及安全系数低。为此,从智能驱动、高适应性行走和自主作业三个方面对未来农业机械底盘智能化发展的方向进行思考和展望。着重归纳液压提升、动力换挡、无级变速、可变轮距、线控转向以及无人驾驶等新技术在农业机械底盘上应用的进展,并结合我国实际应用情况阐述农机底盘各系统相关技术的基本原理与特点,最后根据国内外农机底盘的研究进展和国内外的差距,从强化电液压技术与E-CVT的研发与升级、推动多向行走与线控转向技术的落地、实现智能化控制与无人作业等方面为未来智能农机底盘研究设计以及农业农村现代化发展提供参考。

关键词：农业机械底盘智能化自动驾驶

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采棉机机架模态分析与优化

中国农机化学报 2024年第6期45卷 63-71页

作者：王光恒林慧王玉刚毕新胜裴婷稳赵鹏达石河子大学机械电气学院新疆石河子832000 农业农村部西北农业装备重点实验室新疆石河子832003 新疆生产建设兵团第八师农牧业机械化技术培训站石河子832000 山东天鹅棉业机械股份有限公司济南市250032

采棉机在工作时,会因载荷激励而导致机架振动,当激励频率在机架固有频率范围内,会产生共振现象,对采棉机产生影响。为提高采棉机工作性能,对采棉机机架进行模态分析,得到机架前6阶模态参数,通过分析振源激励特性,发现机架一阶和四阶模... 详细信息

采棉机在工作时,会因载荷激励而导致机架振动,当激励频率在机架固有频率范围内,会产生共振现象,对采棉机产生影响。为提高采棉机工作性能,对采棉机机架进行模态分析,得到机架前6阶模态参数,通过分析振源激励特性,发现机架一阶和四阶模态频率处在振源激励区间,将其与机架质量设为优化目标,机架各尺寸设定为设计变量;对机架进行灵敏度分析,基于CCD抽样设计并运用Kriging方法拟合响应面,运用多目标遗传算法得到5个优化方案,结合熵权法与线性加权法,其中方案1综合得分最高是最佳设计方案。优化后机架一阶模态频率97 Hz降低到91 Hz,四阶模态频率225 Hz增加到230 Hz,远离发动机激振频率100 Hz和220 Hz;质量为688.8 kg降低1.5%。经静力学与谐响应分析验证,优化后的机架满足工作要求。

关键词：采棉机模态分析振源激励灵敏度熵权法

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非标自动化设备的模块化设计

造纸装备及材料 2024年第6期53卷 33-35页

作者：高海燕韩涛歌尔股份有限公司山东潍坊261000 潍柴雷沃智慧农业科技股份有限公司山东潍坊261000

随着工业化进程的加速,自动化设备作为工业生产中的重要组成部分,不仅提高了生产效率和质量,还降低了人力成本和生产风险。然而,随着市场需求的不断变化和个性化定制的增加,传统的标准化自动化设备已经难以满足多样化的生产需求。在这... 详细信息

随着工业化进程的加速,自动化设备作为工业生产中的重要组成部分,不仅提高了生产效率和质量,还降低了人力成本和生产风险。然而,随着市场需求的不断变化和个性化定制的增加,传统的标准化自动化设备已经难以满足多样化的生产需求。在这一背景下,非标自动化设备应运而生,其灵活性和定制性使其能够更好地适应不同行业和生产环境的需求。文章概述了非标自动化设备的内涵,介绍了模块化设计理论与方法,从而分析非标自动化设备的模块化设计原则和实施流程,并针对模块化设计在非标自动化设备中存在的挑战提出了解决方案。研究成果可为相关领域的研究者和从业者提供理论指导和实践参考,推动非标自动化设备的发展与应用,促进工业生产的智能化和高效化。

关键词：非标自动化设备模块化设计个性化定制

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面向智慧农业的智能图像标注系统

农业装备与车辆工程 2024年第7期62卷 145-152页

作者：张哲李佩霏吕宪勇杨凯潍柴动力股份有限公司山东潍坊261000

提出了一个面向智慧农业的智能图像标注系统,旨在解决智慧农业场景图像标注耗时问题。首先借鉴主动学习的思路,设计了全新的查询策略进行图片筛选,将待标注的图像分类为难标注图像和易标注图像,难标注图像用于优化自动标注模型,有利于... 详细信息

提出了一个面向智慧农业的智能图像标注系统,旨在解决智慧农业场景图像标注耗时问题。首先借鉴主动学习的思路,设计了全新的查询策略进行图片筛选,将待标注的图像分类为难标注图像和易标注图像,难标注图像用于优化自动标注模型,有利于提高自动标注的精度,为标注小规模的数据集提供便利;然后利用深度神经网络模型对易标注图像预测标注的区域和类别,将预测区域的边界信息及标签类别写入json格式文件,实现自动标注,通过改进Yolact实例分割模型标注有重叠的图像;最后对自动标注得到的json文件进行人工校验调整。通过详细的自动标注结果对比试验(如小麦、葡萄、圣女果等),证明该智能标注系统在智慧农业领域表现出优异的性能;通过人工校正占比、标注时间、标注效率等定量对比实验,验证了相比传统人工标注方法具有更高的效率;通过与其他已有的智能图像标注系统对比实验,发现提出的智能图像标注系统更适用于智慧农业领域。这一研究结果为智慧农业图像标注提供了一种全新的智能化标注工具,具有重要的应用价值和推广前景。

关键词：智慧农业图像标注主动学习自动标注深度学习

基于B样条优化的改进纯追踪农机导航曲线跟踪方法

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农业机械学报 2024年

作者：张闻宇胡力文王辉张国城罗锡文张智刚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东省农业人工智能重点实验室潍柴雷沃智慧农业科技股份有限公司

针对驾驶农机采样路径平滑性对跟踪效果的影响和曲线路径变曲率特性导致跟踪适应性较低的问题，提出了一种基于B样条路径优化的积分补偿模糊纯追踪控制方法。首先采用B样条插值方法平滑优化采样路径信息；再基于行驶规律分析农机曲率与... 详细信息

针对驾驶农机采样路径平滑性对跟踪效果的影响和曲线路径变曲率特性导致跟踪适应性较低的问题，提出了一种基于B样条路径优化的积分补偿模糊纯追踪控制方法。首先采用B样条插值方法平滑优化采样路径信息；再基于行驶规律分析农机曲率与作业速度对跟踪控制的相互作用关系，设计了模糊调整前视距离的纯追踪控制方法，该方法根据前期试验结果采用拖拉机速度和前视路径平均曲率模糊整定纯追踪前视距离，同时采用跟踪横向偏差设计前轮转角积分补偿，减小稳态误差。设计构建了曲线跟踪Simulink仿真模型并进行了仿真试验。仿真结果表明，改进方法的平均绝对和最大绝对横向偏差均值相较于传统纯追踪控制方法降低4.8%和7.1%。进行了拖拉机田间正弦曲线跟踪试验，插值路径对比试验结果表明，路径插值后跟踪误差较插值前降低75.9％。控制算法对比试验结果表明，拖拉机以速度1.0、1.5、2.5m/s跟踪不同幅值正弦曲线路径时，采用改进纯追踪方法平均绝对横向偏差均值分别降低36.8％、62.5％和61.03％，标准差均值分别降低27.8％、24％和46.3％。最后跟踪田间随机采样路径，当速度为2.5m/s时，横向偏差标准差为0.06m。本文方法有效提高了农机曲线路径跟踪精度，满足需要曲线作业的农业生产需求。

关键词：农机导航曲线 B样条曲线改进纯追踪模糊控制积分补偿

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焊接残余应力的时效处理方法概述

中国铸造装备与技术 2024年第4期59卷 47-50页

作者：冯丹阳马继东王春涛姜兵潍柴雷沃智慧农业科技股份有限公司山东潍坊261000 山东启星机械制造股份有限公司山东潍坊261000

针对焊接残余应力消减问题,总结了对焊接结构件性能及精度影响现状,概述了时效处理的几种主要方法。分析认为:自然时效法操作简单但周期过长,不适用于企业生产;热时效应用广泛,效果明显,但能耗高,存在污染;振动时效在实际生产中使用较多... 详细信息

针对焊接残余应力消减问题,总结了对焊接结构件性能及精度影响现状,概述了时效处理的几种主要方法。分析认为:自然时效法操作简单但周期过长,不适用于企业生产;热时效应用广泛,效果明显,但能耗高,存在污染;振动时效在实际生产中使用较多,操作便捷,能耗相对较低,目前在制造业得到广泛应用。今后在研究中也应注意新兴的时效处理技术如超声波失效等,结合实际生产形式进行应用。

关键词：焊接残余应力自然时效热时效振动时效

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等离子体处理农村污水技术研究现状与趋势

智能化农业装备学报（中英文） 2024年第1期5卷 51-57页

作者：王冉冉张帆齐凯王光荣张文娟申小冉樊梅娜刘双喜山东农业大学机械与电子工程学院山东泰安271018 山东省农业装备智能化工程实验室山东泰安271018 山东五洲电气股份有限公司山东潍坊261000 中材(南京)矿山研究院有限公司江苏南京211100 山东碧蓝生物科技有限公司山东泰安271400

近年来,发展中国家农村生活水平的提高和农村工业经济的不断升级,使得农村污水排放也愈加严重。这些来自生产生活污水、农田尾水以及养殖废水的农村污水会严重破坏生态环境,影响居民的幸福指数和经济的发展。本文指出了传统生态法和生... 详细信息

近年来,发展中国家农村生活水平的提高和农村工业经济的不断升级,使得农村污水排放也愈加严重。这些来自生产生活污水、农田尾水以及养殖废水的农村污水会严重破坏生态环境,影响居民的幸福指数和经济的发展。本文指出了传统生态法和生物处理法存在的处理周期长、受环境影响大、存在二次污染等局限性,进一步探讨了等离子体技术在处理农村污水时应用范围广、处理效率高、无二次污染的优势,填补了等离子体技术在处理农业污水的空白。虽然等离子体的某些反应机理还不明确,对装置要求比较高,这些仍需不断改善,但未来还可以通过与其他技术的结合,进一步提高等离子体技术的效率和适用范围,使其在污水处理领域发挥更大的作用,优化和改进发展中国家农村污水综合处理过程。

关键词：等离子体农村污水生态法生物处理法

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电控气动离合器执行机构气路集成设计与研究

农业装备与车辆工程 2024年第4期62卷 81-85页

作者：桂经良贾艳艳乔运乾高文进潘振锋潍柴动力股份有限公司山东潍坊261061

提出一种中央集成式嵌入型电控气动离合器执行机构,并从气路结构的集成设计、气路流体的仿真研究与气路响应性的试验研究3个方面与当前主流的半嵌入型电控气动离合器执行机构进行对比分析。结果表明,嵌入型电控气动离合器执行机构不但... 详细信息

提出一种中央集成式嵌入型电控气动离合器执行机构,并从气路结构的集成设计、气路流体的仿真研究与气路响应性的试验研究3个方面与当前主流的半嵌入型电控气动离合器执行机构进行对比分析。结果表明,嵌入型电控气动离合器执行机构不但在零组件数量、接口数量、重量3方面具有优势,而且响应性更优。

关键词：电控气动离合器执行机构集成设计气路响应性