甘蔗收割机

摘要： 为了探究切割刀盘浮动控制系统设计方法,笔者以甘蔗收割机为例,首先分析了甘蔗收割机的工作原理,给出切割刀盘浮动控制系统结构图和刀盘升降自动控制原理,然后确定刀盘浮动控制系统设计总思路,最终根据切割液压压力试验和入土切割深度试验,得出切割刀盘高度自动调节的可行性。仿真结果证明:当以0.25 m/s速度前进切割时,阻力由3.51 MPa增加到9.45 MPa,入土切割深度由3 cm增加到10.6 cm;刀盘深度均保持在入土3 cm左右,最大误差0.7 cm,可以说明通过优化硬件可以降低切割深度控制误差,符合割茬小于3 cm为合格切割的规定;通过切割刀盘高度自动调节装置,可以根据不同蔗地环境以及切割状态,建立数据库,利用人机交互界面,制定不同的控制方案,最终实现切割刀盘高度的自动调节。

摘要： 甘蔗收割机收割后的甘蔗宿根破头率是评价甘蔗收割质量的重要指标,破头率过高会严重影响下一年甘蔗产量及甘蔗收割机的广泛推广与应用,但甘蔗破头率的采集方式复杂、费时费力,是研究降低甘蔗破头率的控制策略中的一项难题。为此,提出了一种基于PSO-LSSVM的甘蔗破头率预测方法,通过在田间采集甘蔗收割机刀盘与行走子系统的工作压力、速度等信号,以此为输入数据,以甘蔗破头率为输出,建立了基于PSO-LSSVM的甘蔗破头率预测模型。结果表明:基于PSO-LSSVM的甘蔗破头率预测平均绝对误差为0.145,均方误差为0.0214,与LSSVM预测模型相比分别降低了60.7%、80.9%,与真实破头率的拟合程度高。预测模型为探究降低甘蔗破头率的控制策略提供理论基础。

摘要： 甘蔗联合收割机收获质量对制糖工艺有极大影响,但测量难度大,难以直接获得。针对上述问题,以甘蔗联合收割机切割机构、行走机构、切段机构、风机机构的负载压力信号和转速信号为输入变量,以含杂率和损失率为输出变量,建立了一种GA-BP神经网络预测模型。GA-BP神经网络预测模型对甘蔗收获质量的预测结果平均MSE为0.0937,平均R 2为0.8915,和建立的BP神经网络进行对比模型的均方误差降低了18.17%,决定系数提高了2.59%,进一步说明了利用遗传算法优化BP神经网络的权值和阈值建立的GA-BP模型比传统的BP神经网络具有更好的预测精度。研究结果为测量甘蔗收获质量提供了一种新思路,并为甘蔗收割机不同工况下提高甘蔗收获质量的各子系统的协调联动控制策略提供了理论依据。

摘要： 针对现有切段式甘蔗联合收割机输送通道易堵塞、含杂率与损失率高等问题,该研究设计了一种切段刀辊中置式两级通道甘蔗联合收割机。该机采用短路径整秆输送通道和刮板筛网式蔗段输送通道,采用中置+后置风机组成的双风机除杂系统,实现甘蔗根切、喂入、输送、切段、风选除杂和卸料等联合作业。通过计算确定了整秆输送通道安装角度与宽度、喂入与输送辊筒直径、切段刀辊外圆直径、蔗段输送通道刮板高度、风机位置等关键结构参数,以及喂入与输送辊筒转速、切段刀辊转速、除杂风机转速等关键作业参数,并研制了4GDZ-132型切段式甘蔗联合收割机样机。样机田间试验结果表明:在作业速度2 km/h、风机转速1 100 r/min时,含杂率为4.42%、总损失率为3.08%、蔗段合格率为92.10%、切割高度合格率为96.20%、宿根破头率为9.60%,整机作业性能指标满足切段式甘蔗联合收割机技术标准要求。

摘要： 甘蔗收割机作业工况数据的实时监测具有重要的实际意义,设计并实现一种基于云平台的甘蔗收割机作业远程信息平台。通过PLC、CAN总线和Modbus协议完成车载端的现场作业数据实时采集,使用通信模块并采用MQTT协议将数据上传到云平台,终端用户可以通过手机App或Web访问云数据,实现移动终端对甘蔗收割机作业工况数据的实时监测。通过现场测试结果表明:在1.52 h内,实际收到甘蔗收割机实时传来数据5465条,数据丢失7条,数据准确率为99.88%,丢失率为0.12%。该系统对甘蔗收割机数据监测参数准确,实时性高,能够实现甘蔗联合收割机作业数据的实时采集、远程传输、数据储存与分析等功能,为甘蔗联合收割机的智能化与信息化应用提供了技术支撑。

摘要： 通过实测甘蔗收割机作业工况的载荷信号,利用nCode Glphyworks进行信号处理,得到了能反映实际工作载荷的载荷谱.通过UG建立刀盘轴的三维实体模型,将三维实体模型导入ANSYS Workbench中进行网格划分和静力分析,得到刀盘在静力作用下的应力结果.根据载荷谱、有限元分析结果和材料的S-N曲线,利用nCode Designlife对刀盘轴进行了疲劳寿命预测,再根据静力分析和疲劳的结果,利用ANSYS Workbench对刀盘轴进行优化,最后验证优化后的刀盘轴是否满足实际使用的需求.

摘要： 甘蔗收割机在丘陵山地收割过程中,切割刀盘无法随蔗垄高度变化自动调节是甘蔗宿根破损和甘蔗浪费的主要原因.针对此问题,研制了切割刀盘液压马达压力数据采集装置和刀盘切割高度随垄高变化自动调节装置.将切割液压马达压力数据采集装置安装在4GZQ-260型甘蔗收割机上,采集甘蔗机收过程中切割液压马达压力数据,测量表明,当甘蔗种植密度和物理特性、土壤物理性质、甘蔗收割机刀盘转速及前行速度一定时,收割机刀盘入土和不入土切割甘蔗液压压力有较大差异,由此设计了一种基于切割系统液压压力的刀盘切深自动调节装置,并进行模拟试验研究了当甘蔗地垄高度变化时该系统刀盘入土切割深度的自动控制情况.试验表明,在土壤物理性质、甘蔗种植密度和物理特性相同时,当切割刀盘前进速度为0.25 m/s、转速700 r/min时,入土切割与设计深度的最大误差为0.7 cm;当切割刀盘前进速度为0.4 m/s、转速700 r/min时,入土切割与设计深度最大误差为0.8 cm.该装置实现了刀盘入土切割深度随蔗垄高度变化自动调节,且入土切割保持在设计深度内,符合甘蔗收获机械国家标准中关于甘蔗割茬高度的相关规定,达到设计要求.该研究可为丘陵山地甘蔗收割机刀盘切割高度自动控制调节提供技术参考.

摘要： 为了明确甘蔗收割机所用的不同结构切割器以及工作参数(刀盘倾角、行走速度)对进入输送通道泥土量的影响效果,采用离散元分析法建立甘蔗切割器入土切割蔗垄仿真模型,以收集装置收集土壤颗粒质量为试验指标,切割器种类、刀盘倾角、行走速度为试验因素,进行三因素三水平完全交叉分组仿真试验.在入土切割深度为70mm、刀盘转速为650r/min条件下工作,仿真试验结果表明:对进入输送通道泥土量影响因素由主到次关系依次为刀盘倾角(B)、行走速度(C)、切割器种类(A),且三因素对其影响均极其显著.其中,切割器种类A1与A2之间差异不显著,A3与A1、A2之间差异显著,且切割器A3入土切割时泥土带入量最少,切割器A1泥土带入量最多;刀盘倾角各水平之间差异显著,且当刀盘倾角为B1时,泥土带入量最多,刀盘倾角为B3时,泥土带入量最少;行走速度C2与C3水平间差异不显著,C1与C2、C3之间差异显著,且当行走速度为C1时,其泥土带入量最少,行走速度为C3时,其泥土带入量最多.分析切割器入土切割过程可知:土壤颗粒经过切割器作用后,大部分土壤颗粒呈向后抛送状态且不同颗粒向后抛送速度不同,研究结论可为今后的甘蔗切割器结构设计及工作参数优化提供参考.

摘要： 我国南方甘蔗种植地大多为丘陵、山地,地形复杂,甘蔗收割机在田间作业时,造成甘蔗宿根切割质量差。刀盘在竖直方向上能否较好地实现仿形直接影响甘蔗宿根的切割质量和刀具的寿命,在现有的甘蔗收割机中均未能很好的实现刀盘仿形。针对这一现象,设计一种基于模糊PID控制的刀盘仿形系统。该系统采用超声波用于测距,选定测距装置的位置,设计基于AT89C52单片机的控制系统,采用电液比例方向阀对液压缸进行控制,并提出一种基于模糊控制的PID算法,对液压缸的运动进行优化并进行仿真。仿真结果表明,相较于传统的PID控制,模糊PID控制超调量仅仅为6%,刀盘位移时间仅需0.15 s,之后系统便趋于稳定。

摘要： 为更准确、快速地对甘蔗收割机切割器入土切割时负载压力的预测,以机车行进速度、土壤含水率、土壤密度、刀盘入土深度以及甘蔗密度为模型输入,基于正则化孪生支持向量回归机(ITSVR)模型,结合基于遗传算法的粒子群优化算法对切割器负载压力进行仿真模拟预测,并将仿真结果与BP神经网络、支持向量回归(TSVR)、极限学习机(ELM)以及孪生支持向量回归(TSVR)模型进行比较分析,最后建立预测系统验证ITSVR的可行性。结果表明:测试样本中正则化孪生支持向量回归机(ITSVR)模型的RMSE、MAE、R^(2)分别为0.0154、0.0108、0.9558,模型的预测时间为5.9 ms,该模型能较准确且较快地对负载压力与影响参数的非线性曲线进行拟合;ITSVR模型较其他模型具有良好的拟合能力以及较快的预测速度;在以5%和10%相对误差作为合格指标模型评价时,ITSVR模型预测的正确率分别为66.7%和100%,有力证明ITSVR模型的可行性。研究结果可为后续的切割自动控制系统设计提供参考依据。

摘要： 剥叶元件是甘蔗收割机剥叶装置的关键部件，是甘蔗整秆联合收割机技术发展的瓶颈之一。本文分析了国内外甘蔗剥叶机剥叶元件的研究成果、现状和发展趋势。提出进一步优化剥叶元件结构和材料参数，并利用剥叶试验台进行土槽实验室内物理样机调试试验。结果表明橡胶剥叶元件长度60mm，厚度10 mm，宽度30 mm，硬度80HA 时效果较好。该试验为优化剥叶元件参数做好了物理样机参数调试，为下一步正交试验各因素及其水平范围的确定提供了依据。

摘要： 甘蔗收割机在工作过程中能耗很大。为了减少甘蔗收割机液压系统中的压力损失，本文对采用调速阀和三通压力补偿阀的两种压力补偿系统的静动态特性进行了分析研究。结果表明：三通压力补偿阀系统能够根据负载的变化实时调整系统压力，从而有效地减少甘蔗收割机液压系统在工作过程中的压力损失。在相同工况下，其功率损失比调速阀压力补偿系统少46%左右。

摘要： 本文通过比较机械传动和液压传动的两种传动系统在甘蔗收割机收获时的优缺点，得出液压技术在甘蔗收割机中应用的必要性。简述了液压技术在甘蔗收割机中的应用概况，展望了液压系统在甘蔗收割机的应用前景。

摘要： 通过分析4ZZX-48 型侧悬挂整秆式甘蔗收割机的工作原理和结构,了解现有甘蔗和相关切割刀防堵装置的文摘，设计了双刀盘切割的链传动式竖直滚筒辅助传输机构。利用弹簧来压紧甘蔗的传输量，通过受力的大小来改变弹簧从而调节两滚筒间间隙。同时采用旋转卷蔗装置，保证甘蔗能够顺利进入滚筒传输。装置的设计中，利用甘蔗的多少来确定两滚筒的距离，实现滚筒在距离变化的同时仍保持旋转状态，不断地输送甘蔗。装置的转动通过链传动跟随着收割机切割器的运动，减少了机架自身液压马达的数量。

摘要： 针对严重倒伏的甘蔗（倒伏角小于15°），本文首次提出了整秆式甘蔗收割机新型收获方式这一概念。根据这一概念设计了组合式扶起装置和螺旋棍式双刀盘耙送机构，能够完成严重倒伏甘蔗的扶起与倒在地面不能被扶起的甘蔗的耙送。这一新型的收获方式既有效解决了严重倒伏甘蔗的扶起，也避免了未被扶起的甘蔗堵塞喂入口和割台。运用设计与分析软件pro-E、ADAMS 建立了虚拟样机模型，进行了样机的加工与试制，并通过田间试验得出该机可连续完成扶起、夹持、切割、侧向输送、集堆铺放等工序，配套48KW 拖拉机，采用前悬挂方式，基本达到整秆甘蔗的收获要求，测定其生产效率为0.225 公顷/时。

摘要： 双向变量柱塞泵是甘蔗收割机液压行走系统的关键元件,其动态响应特性直接影响到系统的工作性能,因此,有必要对其进行研究。本文采用功率键合图法建立该变量泵的数学模型,对其中一些影响较小的非线性因素采用近线性化或忽略的方式进行处理,针对伊顿公司生产的1系列64变量泵,并在Matlab/Simulink中,通过改变变量泵的斜盘倾角来分析系统的流量、压力响应特性和换向特性,结果表明该双向变量泵系统具有良好的动态特性,能够满足4GZ-56型甘蔗收割机液压行走系统的动力性要求。本文研究为液压行走系统中液压泵的选取提供理论依据。

摘要： 改革开放30 年，我国农村劳动力结构发生深刻变化，机械化已成为甘蔗产业的迫切需求。目前整地、播种、中耕施肥等工序都已基本实现或已经在推行机械化生产，而甘蔗收获仍基本是人工作业。08/09 生产期每吨蔗平均人工收获成本60 元左右，开春以来局部地区甚至上涨到80 元/吨以上。因此，甘蔗机械化收获，已上升为我国甘蔗生产的瓶颈问题。近半个世纪以来，我国甘蔗收获机械通过引进和研究开发，已取得了很多成果，虽然目前我国甘蔗收获机械化水平仍几乎为零，但广东、广西主蔗区引进的国外大型联合收割机的试验已使人们对这种机型有了较好的认识，一些国产甘蔗收割机的研究也已取得突破。但甘蔗机械化收获又是一个复杂的系统工程。要解决好机具、品种、农机农艺结合问题，蔗农、农场、糖厂、糖业公司之间的关系问题，以及土地整治问题，这样才能使机械化收获能够真正运作起来。这是目前我国甘蔗机械化收获还缺乏的、急需解决的产业技术问题。

摘要： 本文设计的集堆装置，主要由集蔗架台、三翼旋转架、限重板和间歇定位块等组成。该装置充分利用了所装载物体的重力作用，通过合理角度设计，使其在工作翼板与限重板上垂直分力作为驱动力来推动限重板下移、动翼板旋转，自动完成铺放工作，无需驱动装置，节能、可靠。利用ADAMS软件，对该装置进行运动学和动力学虚拟设计，得出了集蔗与卸蔗过程的重力函数，并且给出了合理的安装角度和弹簧刚度系数。为物理样机研制提供依据。

摘要： 甘蔗收割机作为一种大功率的农用机械,作业工序复杂,执行元件庞杂,在实际工作过程中,其负载经常处于变化之中,导致整个液压系统的压力流量不断变化,溢流节流损失严重.结合收割机几种典型工况,通过比较几种不同电液控制系统的效率,提出了一种基于发动机转速感应控制的全局功率匹配方法:首先,通过监测各子系统的输出功率(压力及流量),结合不同工况计算发动机所需输出的功率;其次,依据发动机BSFC曲线,计算发动机满足所需功率时的最佳工作区域;最后,综合考虑传动效率和发动机效率,控制发动机转速,实现发动机输出功率与系统有效功率之间的匹配.

摘要： 本发明公开了一种整杆式甘蔗收割机的切割铺放机构，包括：位于上部的铺放装置，所述铺放装置包括上拨盘、下拨盘、拨杆以及旋转轴，所述旋转轴的上下两端分别与所述上拨盘和所述下拨盘固定连接，所述上拨盘和下拨盘的均分别安装至少两根拨杆，所述拨杆的末端呈双分叉弧形；位于下部的切割装置，所述切割装置包括刀盘以及刀片，所述刀片安装于所述刀盘的外圆周上；驱动装置，所述驱动装置驱动所述铺放装置和所述切割装置转动。使用于整杆式甘蔗收割机中，能较好地实现快速铺放甘蔗，生产效率高，达到甘蔗整齐地铺倒在田间。其结构简单、使用方便、具有很大的市场潜力，它的应用将有利于甘蔗收获机械化水平的提高。

摘要： 本发明提供了一种甘蔗收割机的收割头、甘蔗收割机，其中所述甘蔗收割机的收割头固定在两根支撑杆之间，包括设置在支撑杆端部的用于去除甘蔗叶的打叶机构，设置在支撑杆中部的用于切除甘蔗尾的断尾机构；其中所述打叶机构包括设置于所述两根支撑杆之间并沿水平方向延伸的可转动的打叶滚筒，其中所述打叶滚筒的表面设有打叶杆，所述打叶杆沿所述打叶滚筒的径向延伸；其中所述断尾机构包括设置于所述两根支撑杆之间并沿水平方向延伸的可转动的断尾滚筒，且所述断尾滚筒的表面设有突出的断尾叶板，所述断尾叶板沿所述断尾滚筒的径向延伸。

摘要： 本发明提供多行甘蔗收割机和用于多行甘蔗收割机的喂入部，该喂入部包括：第一喂入系，该第一喂入系被构造成使从第一行甘蔗接收的第一甘蔗簇前进；第二喂入系，该第二喂入系被构造成使从所述第二行甘蔗接收的第二甘蔗簇前进；以及第三喂入系。所述第一喂入系和第二喂入系汇合到所述第三喂入系中。所述第一喂入系和所述第二喂入系均包括第一喂入辊和第二喂入辊，所述第一喂入辊和第二喂入辊均具有旋转轴线。对于所述第一喂入系，所述第一喂入辊和第二喂入辊的旋转轴线相对于所述喂入部的前后轴线以不同锐角定位。

摘要： 本发明提供一种甘蔗收割机的切割刀盘、甘蔗收割机，其中，蔗收割机的切割刀盘包括转动圆盘(1)，转动圆盘(1)的周向上固定有凸出转动圆盘(1)外周的呈扇形结构的切割刀片(2)，切割刀片(2)的刀口从切割刀片(2)转动方向前端的转动圆盘(1)的外周处起始，沿切割刀片(2)的外周延伸至切割刀片(2)转动方向的后端。将切割刀盘上的刀片设置为扇形结构，且刀口从刀片的前端一直延伸至后端，在切割过程中，甘蔗与刀片之间持续接触，直至甘蔗断裂，不会造成甘蔗切口处碎裂的现象，保证了甘蔗内部的糖分不会快速流失，也不影响未被切除甘蔗的再次发芽。刀片的前端可以单独更换，节约了成本。本发明还提供了一种甘蔗收割机。

摘要： 本发明公开了一种整杆式甘蔗收割机的切割铺放机构，包括：位于上部的铺放装置，所述铺放装置包括上拨盘、下拨盘、拨杆以及旋转轴，所述旋转轴的上下两端分别与所述上拨盘和所述下拨盘固定连接，所述上拨盘和下拨盘的均分别安装至少两根拨杆，所述拨杆的末端呈双分叉弧形；位于下部的切割装置，所述切割装置包括刀盘以及刀片，所述刀片安装于所述刀盘的外圆周上；驱动装置，所述驱动装置驱动所述铺放装置和所述切割装置转动。使用于整杆式甘蔗收割机中，能较好地实现快速铺放甘蔗，生产效率高，达到甘蔗整齐地铺倒在田间。其结构简单、使用方便、具有很大的市场潜力，它的应用将有利于甘蔗收获机械化水平的提高。

摘要： 本发明提供了一种甘蔗收割机的收割头、甘蔗收割机，其中所述甘蔗收割机的收割头固定在两根支撑杆之间，包括设置在支撑杆端部的用于去除甘蔗叶的打叶机构，设置在支撑杆中部的用于切除甘蔗尾的断尾机构；其中所述打叶机构包括设置于所述两根支撑杆之间并沿水平方向延伸的可转动的打叶滚筒，其中所述打叶滚筒的表面设有打叶杆，所述打叶杆沿所述打叶滚筒的径向延伸；其中所述断尾机构包括设置于所述两根支撑杆之间并沿水平方向延伸的可转动的断尾滚筒，且所述断尾滚筒的表面设有突出的断尾叶板，所述断尾叶板沿所述断尾滚筒的径向延伸。

摘要： 本实用新型提供了一种甘蔗收割机的扶蔗机构及甘蔗收割机，其中扶蔗机构包括辊支架、扶蔗辊以及调节扶蔗辊高度的高度调节装置，其中，高度调节装置包括配置为驱动所述辊支架进行所述摆动的第一马达，以及一弹性件，本弹性件被配置为一端与机身相连，另一端与所述辊支架、辊支架的上支臂和辊支架的下支臂中的任意一个相连，提供使所述辊支架向上摆动的弹力。此外还公开了一种包含上述扶蔗机构的甘蔗收割机。由于配置有上述弹性件，有效减小了第一马达需要提供的动力，第一马达得以减小，使得第一马达易于选型，且扶蔗机构的成本降低。

摘要： 本实用新型涉及农业收获机械领域，特别涉及一种甘蔗收割机扶正辊及使用该扶正辊的扶正器和甘蔗收割机。甘蔗收割机扶正辊，包括扶正辊体，所述的扶正辊体上设有扶正螺旋叶片，所述的扶正螺旋叶片的边缘上设有弧形护边。本实用新型的甘蔗收割机扶正辊，扶正辊采用扶正辊体上的螺旋叶片对倒伏的甘蔗进行扶正，螺旋叶片的外边缘上设有弧形护边，可以有效得避免扶正过程中损坏甘蔗表面。

摘要： 本实用新型公开了一种整杆式甘蔗收割机的切割铺放机构，包括：位于上部的铺放装置，所述铺放装置包括上拨盘、下拨盘、拨杆以及旋转轴，所述旋转轴的上下两端分别与所述上拨盘和所述下拨盘固定连接，所述上拨盘和下拨盘的均分别安装至少两根拨杆，所述拨杆的末端呈双分叉弧形；位于下部的切割装置，所述切割装置包括刀盘以及刀片，所述刀片安装于所述刀盘的外圆周上；驱动装置，所述驱动装置驱动所述铺放装置和所述切割装置转动。使用于整杆式甘蔗收割机中，能较好地实现快速铺放甘蔗，生产效率高，达到甘蔗整齐地铺倒在田间。其结构简单、使用方便、具有很大的市场潜力，它的应用将有利于甘蔗收获机械化水平的提高。

摘要： 本实用新型提供一种甘蔗收割机的切割刀盘、甘蔗收割机，其中，蔗收割机的切割刀盘包括转动圆盘(1)，转动圆盘(1)的周向上固定有凸出转动圆盘(1)外周的呈扇形结构的切割刀片(2)，切割刀片(2)的刀口从切割刀片(2)转动方向前端的转动圆盘(1)的外周处起始，沿切割刀片(2)的外周延伸至切割刀片(2)转动方向的后端。将切割刀盘上的刀片设置为扇形结构，且刀口从刀片的前端一直延伸至后端，在切割过程中，甘蔗与刀片之间持续接触，直至甘蔗断裂，不会造成甘蔗切口处碎裂的现象，保证了甘蔗内部的糖分不会快速流失，也不影响未被切除甘蔗的再次发芽。刀片的前端可以单独更换，节约了成本。本实用新型还提供了一种甘蔗收割机。