微灌田间管网布置优化及参数分析

来源 :农机化研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Lyben
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微灌工程是推进农业节水灌溉的重要手段,合理的田间管网参数设计是水利计算中的重要环节.为此,探索了田间灌水单元小区内满足灌溉管道运行安全的田间管网优化布置方案,建立以单位面积管道投入最低为目标函数且满足管道安全运行要求的双向布置田间管网优化设计数学模型,并应用遗传算法对永舒榆灌区典型区域进行优化计算.与原设计相比,单位面积工程造价减少64.8%,毛管投入占小区投入70.6%.分析了毛管管径、灌水器设计流量、灌水器间距对田间管网优化结果的影响,结果表明:在灌水单元小区形状不受限制条件下,使用更小管径的毛管、更大管径的支管,相对更经济.在毛管管径一定的情况下,改变灌水器设计流量和灌水器间距对于单位面积管道投入费用影响不大;灌水器设计流量和灌水器间距共同作用下,较小的灌水器设计流量和较大的灌水器间距有利于减小单位面积管道投入费用.研究结果可为不同作物种类、种植方式、供水能力等情况下的滴灌系统设计提供管道选择依据以及管网优化布局方案,也可以为企业开发不同规格灌溉管道提供参考.
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为进一步提高联合收割机的软件运行性能与整机作业效率,采用UML建模理念针对其软件配置项展开研究.根据联合收割机系统工作原理与部件组成,以改善收割机的故障识别灵敏性与软件架构为目标,选定UML活动与用例相结合的技术,建立联合收割机的UML模型与算法流程,针对系统实施软件设计与配置功能模块实现,并进行软件配置验证试验.结果表明:基于UML建模的系统配置设计实现机理,联合收割机系统运行故障响应时间与谷粒破碎率均可在原来基础上降低50%以上,软件配置需求一致性的满足程度可达到94%,整机运行稳定性与作业效率均可提
针对果树栽植过程中株距难以控制的问题,考虑到现有的果树栽植机定株距存在结构复杂、制造成本高及受土壤滑移率影响较大等问题,设计了一种光电定株距装置,可以避免土壤滑移率对株距的影响,保证栽植果树株距的一致性,且可实现株距连续可调,满足不同果树栽植时对株距选择的要求.针对试验中出现的部分株距较设计值有所偏差的问题,分析了原因并提出了优化方案.试验结果表明:果树栽植机光电定株距装置栽植合格率92.5%,平均栽植深度合格率为92.9%,在1.7m栽植株距下,株距变异系数为5.9%,满足现代标准果园机械化生产要求.
目前,马铃薯的块茎的切种工作仍以人工为主,耗时长,成本高,因此研制了一种小型、高效的双工位马铃薯块茎切割装置.利用UG、ANSYS和ADAMS等软件对机器进行三维模型的建立、有限元和仿真运动分析,并制造实物样机,验证装置实际操作的可行性.试验结果表明:使用该装置所得的马铃薯种子合格率达到98%,且相同时间切种数量远高与人工操作,操作简便,安全可靠,可以满足马铃薯行业的需求.
为了提高农机造型和外观设计的效率,提升农机产品的外观艺术设计效果,将三维数字艺术设计技术引入到了拖拉机外观和造型设计中,并采用Maya软件设计了三维模型,利用软件提供的材质对模型进行了渲染和装饰,设计出三维造型和艺术效果.以拖拉机发动机盖板的造型和外观设计为例,对盖板进行了三维造型和外观设计,设计出了较好的艺术效果,为拖拉机造型和外观的研究提供了一种新的方法.
项目组所研制的再生稻联合收获机的收获特点与普通水稻联合收获机不同,虽然头季稻收获时只割下稻株上方稻穗部分,但通过加宽割幅使喂入量增加至5 kg/s.与一般水稻脱出物相比,头季稻秆青叶茂,含水率高,仅收穗头时收获长度为30cm左右,茎秆较少,因此收割后进入脱粒分离装置的草谷比约为0.5:1.根据以上特点,设计了一种纵轴流脱粒分离装置,主要由钉齿脱粒滚筒、栅格凹板筛及可调导向角顶盖等组成.以水稻品种“Y两优911”为试验对象,对该脱粒分离装置进行田间性能试验,结果表明:采用滚筒转速为760r/min、凹板栅条
随着制造信息的爆炸性增长及处理信息工作量的猛增,要求制造系统表现出更大的智能化,除了需要专业人才和专门知识外,还需要智能制造系统具有大数据挖掘和分析处理能力,从而使系统具有感知分析、推理、决策、控制等功能.为此,在农机数字化设计平台上引入了智能制造系统,并利用大数据挖掘技术对系统进行了优化,建立了经验数据库,在加工类似零部件时可以直接生成加工指令和工艺方案.实际应用表明:智能制造系统地引入有效缩短了加工工艺的设计周期,提高了设计效率,降低了设计制造成本.
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设计了一种新型开沟培土机,用于胶园、果园起宽垄沟整地,主要解决胶园、果园翻耕和往树头培土作业等问题.为了优化起宽垄沟整地机械,提高机械使用寿命,采用V型破土导土机构进行起宽垄沟和培土作业,作业幅宽为1m,覆土高度为0.1m.田间试验结果表明:在机具前进速度0.5m/s、旋耕机转速270r/min时,作业合格率达到95%以上,整机运转平稳、可靠,满足翻耕和往树头培土作业农艺要求.
无人机作为一种新型的农业机械在农业生产过程中发挥着越来越重要的作用,有力地促进了现代化农业的发展.为了准确获取农田的信息,将无人机应用到了农田信息采集系统的设计上,基于图像融合处理技术,提高了图像信息的清晰度,避免了因图像曝光而造成的信息缺失,并基于英语语言数据库提高了信息图像拼接的准确性.以农田信息的获取为例,通过划分信息获取区域和标定位置信息坐标,完成了整块农田信息的采集,实现了图像的拼接.
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