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ISSN 2095-5553 CN 32-1837/S
中华人民共和国农业农村部主管
农业农村部南京农业机械化研究所主办
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全秸硬茬地小麦洁区播种机秸秆撒覆自动调控系统设计
杨洪臣, 顾峰玮, 吴峰, 胡志超
摘要
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可视化
在全秸硬茬地小麦洁区播种机田间作业过程中,常因秸秆拾输量和抛撒转速不匹配,而无法保证覆秸质量,造成出苗率低、出苗均匀性差等问题。针对这一问题,设计一套秸秆撒覆自动调控系统,该系统以STM32单片机作为主控单元,利用相位差式扭矩检测装置采集刀辊轴扭矩,通过对拾输量的间接检测实现抛撒转速的自适应调节。为验证系统效果,以常用的5个拖拉机作业速度作为调节量度,分别为0.9 m/s、1.0 m/s、1.1 m/s、1.2 m/s、1.3 m/s,同一速度下分别进行有、无秸秆撒覆自动调控系统对比试验;刀辊轴始终以最大转速2 200 r/min进行作业;无调控系统时,抛撒转速保持设定值800 r/min;有调控系统时,抛撒转速自动调节,调节范围为600~1 200 r/min。试验结果表明,在相同工况下,使用秸秆撒覆自动调控系统后,能够将秸秆抛撒不均匀度始终维持在15%以下,提高了机具作业性能。
2022, 43 (4): 17-24.
DOI:
10.13733/j.jcam.issn.20955553.2022.04.004
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耕作部件对带状旋耕耕作质量的影响研究
杨艳山, 吴凡, 赵亚平, 胡志超, 顾峰玮, 丁启朔
摘要
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可视化
应绿色可持续农业的发展要求,带状免耕播种技术在我国南方稻麦种植区得到推广与应用。为简明耕作部件对带状旋耕耕作质量的影响,在280、380和510 r/min刀轴转速下对凿型旋耕刀、直刃旋耕刀和IT225型旋耕刀进行田间耕作试验。试验结果表明,影响耕作质量的主要因素是耕作部件形状和刀轴转速。在刀轴转速为510 r/min时,IT225型旋耕刀创造的土壤回填率只有7%,土壤回填效果明显低于具有较小正切刃的直刃旋耕刀和凿型旋耕刀。凿型旋耕刀能够创造出较好的回填和土壤破碎的效果,但由于其没有侧切刃无法创造出整齐的种床截面。在刀轴转速为180 r/min时,凿型旋耕刀造成的种床截面扰动率高达20%。直刃旋耕刀能够形成齐整的种床截面和高于50%的土壤回填率,但产生的土壤破碎体粒径过大,不能满足播种的需求。本研究为带状旋耕耕作部件优化指明方向,即兼顾直刃旋耕刀和凿型旋耕刀的特点,将两种或几种刀具进行有机结合,以满足不同土壤条件下带状旋耕播种的需求。
2022, 43 (12): 184-189.
DOI:
10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2022.12.027
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大蒜多行联合收获机秧果集送装置设计与试验
杨红光;胡志超;彭宝良;王冰;张延化;于昭洋;
摘要
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可视化
针对我国现有的大蒜多行联合收获机的秧果(蒜秧和蒜头)归集输送作业分别采用两套装置完成,极易造成整机结构复杂和动力浪费的问题,依据我国收获期大蒜植株特性和多行大蒜同时收获要求,设计一种可实现多行大蒜联合收获作业过程中的秧果分别归集输送的一体式集送装置。阐述该装置的整体结构和工作原理,对装置整体尺寸、安装位置和关键部件杆式输送链的主要参数进行设计分析。以蒜秧收集率和蒜头收集率为试验指标,通过台架试验和田间试验对设计的秧果归集输送装置的作业性能进行测试。结果表明:蒜秧平均有效收集率分别为98.17%和97.01%、蒜头有效收集率为100%,满足大蒜多行联合收获作业要求。
2021, 42 (7): 8-12.
DOI:
10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2021.07.02
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我国主要经济作物机械化主攻方向与主推技术
吴传云, 温浩军, 吴崇友, 胡志超, 区颖刚, 陈永生, 曹光乔, 阮建云, 连政国, 杨瑶, 李丹阳
摘要
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可视化
5. 中国农业科学院茶叶研究所,北京市,100081; 6. 青岛农业大学,山东青岛,266109)摘要:分区域、分产业、分品种、分环节分析我国棉油糖蔬果茶药等8个主要经济作物生产机械化发展新情况、存在的短板不足,提出当前和今后一段时期的主攻方向和主推技术。结果表明,与2020年相比,预计2021年棉花、油菜、花生、甘蔗、蔬菜、茶叶、中药材综合机械化率分别提高2.7个百分点、3.4个百分点、3.6个百分点、1.9个百分点、4个百分点、1.8个百分点、2.5个百分点,仅有林果提高不到1个百分点。需关注的问题主要有,全国还有超过1 000 khm2的棉花、超过1 000 khm2的甘蔗、超过1 800 khm2的花生未实现机收,超过4 200 khm2的南方冬闲田需要扩种油菜;蔬果茶药生产机械化还处于起步阶段,无机可用、有机不好用的问题还比较突出;南方与丘陵山区农田条件不宜机,传统种植模式不宜机,国产机具作业质量和可靠性有待提升;棉花花生残膜污染严重。提出当前和今后一段时期各经济作物机械化主攻方向和主推技术,如国产采棉机质量提升与残膜高效回收,油菜宜机化品种选育与联合机械作业,夏花生免膜种植与高效清洁收获,甘蔗低含杂收获与制糖工艺改制,典型蔬菜品种标准化种植与高效收获,果园茶园宜机化标准建园和管理,中药材重点品种生产机械定制化研发等。
2021, 42 (12): 195-204.
DOI:
10.13733/j.jcam.issn.20955553.2021.12.29
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大蒜仿形浮动切根机构运动特性分析与仿真
于昭洋, 胡志超, 杨明金, 杨柯, 彭宝良, 张延化
摘要
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可视化
为深入研究大蒜仿形浮动切根机构作业机理,进一步提升仿形浮动切根作业质量,开展切根机构仿形浮动作业过程运动学解析,构建切根机构浮动位移量数学模型、回转切刀刃口轨迹曲面数学模型、切刀刃口切割速度数学模型,探明切根机构结构参数和运动参数对仿形浮动切根作业过程的影响;同时,通过ADAMS虚拟样机仿真试验,获取切刀运动轨迹曲线、时间—切割速度曲线和位移—切割速度曲线,分析不同切刀转速、切刀数量、刃口位置点、切刀位移等对切割次数、漏切区、切刀运动轨迹、切割速度的影响。研究结果表明,通过合理设置切根机构结构参数和运动参数,可有效实现机构的仿形浮动切割作业,提升切根作业效果;当蒜株输送速度为1 m/s、切刀倾斜角度为33°、回转切刀转速为2 600 r/min时,根盘处的根系被单个切刀刃口旋转最高点的切割次数可达到2次,且漏切区面积很小;当蒜株输送速度为1 m/s、切刀倾斜角度为33°、回转切刀转速为1 000 r/min、切刀数量为4片时,根盘处的根系被所有切刀的刃口旋转最高点的切割次数为2次,且漏切区面积很小。该研究可为大蒜联合收获仿形浮动切根作业机理研究和机构优化提供理论参考。
2021, 42 (12): 1-8.
DOI:
10.13733/j.jcam.issn.20955553.2021.12.01
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江苏省稻茬麦机械化播种概况与发展
张会娟, 顾峰玮, 吴峰, 徐弘博, 高学梅, 胡志超
摘要
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可视化
江苏省粮食生产以稻麦两熟轮作为主,茬口衔接尤其紧张,因而对稻茬麦机械化播种设备的要求较高。在介绍江苏省稻茬麦播种方式的基础上,阐述目前江苏省现有的5种类型稻茬麦机械化播种技术概况,并针对江苏省稻茬麦机械化播种存在的全量还田秸秆量大、秸秆移出后综合利用代价大、湿烂田播种小麦难度大、机播生产成本高、新产品补贴难等问题,提出应因地制宜加强农机农艺融合,大力推进土地流转,适度发展规模化、集约化经营,加快研发稻茬麦机械化播种新机具等相关措施与建议。
2021, 42 (11): 186-192.
DOI:
10.13733/j.jcam.issn.20955553.2021.11.28
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农业颗粒物料气力清选装置研究现状与展望
杨猛;胡志超;张延化;徐弘博;顾峰玮;吴峰;
摘要
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54
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可视化
气力清选装置能够有效清除农业颗粒物料中的杂质,在农业机械化生产中得到广泛应用,其性能优劣将直接影响到农业机械的作业质量。归纳总结现有气力清选装置类型、结构与特点的基础上,综述国内外气力清选技术的研究现状,并从风机布置、清选室内气固耦合研究、清选性能以及智能化四个方面对该技术的发展方向进行展望,以期为气力清选技术装备的研发与应用提供参考。
2020, 41 (3): 121-127.
DOI:
10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2020.03.021
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自走式甘薯联合收获机摘辊的有限元分析
陈小冬;胡志超;彭宝良;王冰;顾满;游兆延;
摘要
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可视化
甘薯收获主要步骤为去蔓、挖掘、分离土薯和薯秧、集薯装袋,其中关键的一步是将甘薯从茎秆上摘下,使得薯秧分离。本文介绍薯秧分离机构的三维建模以及它的分离原理,并通过试验测得甘薯与其茎秆在新鲜工况下,将甘薯从茎秆上拉下的力平均为18.37 N,在不同含水率工况下其平均分离力先增大后减小最后稳定,最大分离力为22.95 N。并以此为基础对薯秧分离机构的摘薯去茎部件摘辊进行模态分析和静力分析,得出引起摘辊共振的最小外界激励频率为334.63 Hz,以及摘辊在焊接处与中间区域发生应力集中,最大应力为217 430 Pa。最后进行田间试验,试验结果发现摘辊摘净率达到98%,伤薯率为3.32%。该研究为自走式甘薯联合收获机薯秧分离机构的进一步设计和优化提供参考。
2019, 40 (8): 12-19.
DOI:
10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2019.08.03
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免耕播种机秸秆粉碎输送降耗技术研究现状与展望
姬广硕;吴努;顾满;吴峰;徐宏博;胡志超;
摘要
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68
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可视化
保护性耕作是目前解决秸秆堆积污染、焚烧等问题的有效措施,目前免耕播种机具大多存在作业能耗较大的问题,限制免耕播种机的进一步推广。对现有免耕播种机具粉碎输送部件进行机理分析,对不同的部件结构进行对比分析;针对免耕播种机秸秆粉碎输送部件的降耗工作理论进展、机构的改进、参数的优化,分别进行分析与探究;对免耕播种机粉碎输送部件降耗技术的前景进行总结与展望,为现阶段免耕播种机降耗技术的发展提供理论研究依据。
2019, 40 (7): 171-177.
DOI:
10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2019.07.30
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我国花生气力输送技术与应用现状
高学梅;魏海;刘敏基;吴惠昌;胡志超;谢焕雄;
摘要
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可视化
气力输送在输送系统中占有重要的地位,其应用范围广、涉及学科多,具有广阔的应用前景。本文从气力输送技术的应用和特点入手,分析该技术的优势与不足,可知气力输送相对其他机械式输送方式具有设备结构简单、输送方向任意可调等优点,但也存在动力消耗大、输送物料尺寸受限等缺点,总体来看可适用于输送花生。同时,通过对不同类型气力输送装置的分析,结合花生自身生物与物理特性,系统梳理影响花生气力输送的主要因素,包括花生外形、容积密度、滑动摩擦角、休止角等花生自身生物物理特性,针对花生气力输送过程中荚果损伤率高的问题,归纳分析花生荚果和果仁的破壳和破碎挤压力学特性,同时还总结分析气流速度对花生气力输送的影响。最后,详细阐述和分析气力输送技术在花生播种、收获及产后加工等关键生产环节的应用现状,为气力输送技术在花生生产中的进一步应用提供借鉴与参考。
2019, 40 (3): 102-107.
DOI:
10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2019.03.19
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马铃薯收获机械化技术研究进展
杨红光;胡志超;王冰;彭宝良;王公仆;
摘要
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105
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可视化
中国是马铃薯生产大国,主产区机械化收获是必然选择。为了解当前中国马铃薯机械化收获现状,基于文献资料分析和马铃薯生产实地调研,综述了中国马铃薯机械化收获技术研究进展,阐述了国内最新收获机的类型和结构型式;重点分析了新技术特点及关键装置结构原理,并探讨了中国马铃薯收获机械化发展面临的主要问题及对策,以期为从事马铃薯机械化收获技术研究的人员提供参考。
2019, 40 (11): 27-34.
DOI:
10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2019.11.05
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网链式残膜回收机膜土输分机构参数试验优化
顾满;胡志超;游兆延;徐弘博;姬广硕;吴努;
摘要
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68
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PDF
(4306KB)(
136
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可视化
膜土输送与分离是网链式残膜回收机的关键环节,本文以残膜回带率、膜土比为试验指标,根据对膜土输送与分离产生影响的条件,采用Box-Benhnken中心组合试验法对网链式残膜回收机膜土输分机构关键参数进行试验优化。结果表明:网链线速度、拐点夹角、网孔单元格面积对残膜回收有较大影响,各因素对回带率影响显著顺序为网链拐点夹角>网孔单元格面积>网链线速度;对膜土比影响显著顺序为网链线速度>网孔单元格面积>网链拐点夹角。田间试验采用优化结果参数取网链线速度2.2 m/s、拐点夹角113°、网孔单元格面积31 cm~2,此时回带率为1.85%,膜土比为5.49,与理论优化值对比误差小于5%。研究结果为铲链式挖掘收获机及网链式残膜回收机的研发和改进提供参考。
2019, 40 (11): 20-26.
DOI:
10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2019.11.04