针对4YZL-9型玉米收获机,设计了一款控制系统,并以PLC控制器为核心,分别设计了驱动行走子系统、割台液压子系统及脱粒清选液压子系统。主要的控制过程为:利用湿度传感器采集玉米籽粒含水量,利用压力传感器采集检测玉米喂入量,利用霍尔传感器检测收获机各种速度信息,利用位移传感器检测玉米的距离,并将这些数据发送给PLC控制器,经过计算,输出驱动命令,通过电磁换向阀和电磁比例阀调节控制收获机的割台高度、行走速度、脱粒滚动转速、风机转速及清选筛箱转速等,使得玉米收获机高效的完成行走、收割、脱粒、清选等一系列的收获作业。试验结果表明:加装了控制系统的4YZL-9型玉米收获机正确采摘率为96.7%,玉米粒损失率≤2.4%,籽粒破损率≤3.6%,收获机故障率≤5%,含杂率≤2.8%,能够准确高效地完成玉米的收获作业。

玉米是我国重要的粮食作物之一,在我国各个地区都有种植,种植面积相对较大。农业机械化属于极为重要的基础条件,可为保障国内粮食的高产、稳定与安全发挥重要作用,在推进农业可持续发展方面具备显著的现实意义。目前,玉米收获机传动机构多为机械传动,在进行玉米收获时不能进行实时监测与在线控制,自动化及智能化程度较低,影响玉米收获质量与农业生产效率。为此,针对玉米收获机的机械传动系统进行优化,采用HMT液压驱动系统替代传统的机械传动系统,并通过AMESim进行玉米收获机传动系统的仿真分析,验证设计的适用性与合理性。

由于静液压无级变速驱动技术操作便利,现有玉米收获机多采用静液压传动方式,传动系统包括发动机、静液压传动装置和机械式变速箱等部件。目前多数收获机是驾驶员通过机械手柄控制HST工作速度,田间收获时,驾驶员需要根据地势、玉米长势及种植密度等多种因素实时调整发动机转速、HST变量泵排量和收获机作业状态,需要频繁扳动手柄,驾驶员易疲劳,造成收获机行驶速度控制不准确,影响了玉米收获效率。为了减轻驾驶员的劳动强度,提高HST的速度控制精度和收获效率,本文从静液压传动装置的操纵力特性研究的角度出发,设计了静液压传动装置操纵力特性试验台,测量出HST调节手柄实际扭矩值,为把静液压传动装置从手动机械控制改为电机驱动自动控制提供设计所需要的基础数据。

将液压油作为重要的工作介质进行动力传递,并据此实现对于液压传动的有效控制,可以依托于液体的压力及流量作用进行液压功率传递.依据工作原理和压力及流量参数所占比例,可以将液压传动分成动力式传动和容积式传动两种形式,其中容积式传动一般借助密封容积内部的守静压力液体实现动力传递,常表现为低流量高压力的特点,可以将其称为静液压传动.静液压驱动技术已经在收获机械领域实现了广泛运用,本文将对此展开探讨.

目前国内市场上开发研制的玉米收获机主要采用传动皮带涨紧主离合机构,该机构主要采用拉杆拉动涨紧轮强压传动皮带外表面使主传动机构运转从而驱动割台、升运器、剥皮机等机构的运转。该机构虽然简便、实用,但增加了操作者的劳动强度,而且降低了主离合传动皮带的传动效率和使用寿命,同时增加了后期使用的成本。针对这种主离合机构存在的问题,本文开发设计了一种新型的液压主离合机构,以解决玉米收获机主传动结合与分离过程中操纵力过大或行程过长、主离合传动皮带磨损快等问题,使主离合传动皮带张紧力能更好地满足使用要求,有效地减轻操作者的劳动强度,提高主离合传动皮带的传动效率和寿命。

玉米收获机是玉米生产过程中的重要机械装备,其良好的工作性能是保证玉米高效、高质量收获的前提,现代化的自走式玉米收获机在机械技术的基础上结合了大量的液压技术作为功能优化,因此,在玉米收获机的维修过程中,液压系统的维修也占据着较大的比例,因此研究自走式玉米收获机的典型液压故障,并规范其维修技术具有重要意义。

玉米收获机是收获成熟玉米的主要机型,具有效率高、功能集成性好的优点,能够在一次作业中完成玉米的收获、剥皮和收集工作。液压系统的故障问题会在很大程度上影响玉米收获的效率和质量,从玉米收获机的液压系统组成出发,总结了液压系统故障的检查思路,说明了玉米收获机液压系统的常见故障形式与维修技巧。

为进一步提高玉米收获机自动控制性能及作业效率,针对割台高度调节准确度较差的问题,提出一种基于状态估计的改进趋近律优化滑模控制方法。与PID控制方法、传统滑模控制方法进行实验对比,验证了该鲁棒滑模优化控制方法有效提高了液压系统的控制精度,增强了控制系统的鲁棒性,为玉米收获机自动调高装置控制策略研究提供参考。

针对玉米收获机静液压驱动系统(HST)传动效率低、燃油经济性差等问题,以4YZB-4F型玉米收获机为研究对象,通过对静液压驱动形式的分析,设计了玉米收获机HMT静液压驱动系统,建立了HMT静液压驱动系统功率流理论模型,并分析了HMT静液压驱动系统的动态特性。通过AMESim软件建立了HMT静液压驱动系统仿真模型,仿真表明:排量比在-1~1之间时,HMT静液压驱动高低速范围为-2.85~11.73 m/s和-1.95~4.97 m/s,速度曲线近似线性,满足玉米收获机无级变速要求,输出转矩特性满足不同工况要求。

割台是摘取玉米果穗的执行机构升运器是输送玉米果穗的工作装置它们都是玉米收获机核心工作部件其工作性能的优劣直接影响整机的使用性能。考虑到割台和升运器的工作特点同时充分发挥液压驱动系统的优势设计和分析了两种玉米收获机割台和升运器的液压驱动系统分别为阀控型液压系统和泵控型液压系统。在分析两种系统各自优缺点的基础上得出泵控型液压系统为优选方案为玉米收获机动力传动系统的设计提供理论基础。