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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 小型智能玉米收獲機(jī)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 為了解決山地丘陵地區(qū)、套種模式下玉米機(jī)械化收獲難題，設(shè)計(jì)了一種收獲行距、收獲高度自適應(yīng)調(diào)節(jié)小型智能玉米收獲機(jī)樣機(jī)模型。該機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)玉米的摘穗、集穗、自動(dòng)卸載等功能，較好的結(jié)合了農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝。同時(shí)整機(jī)采用遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)可視化操控，方便可靠。
- 詳細(xì)介紹：
- 1.作品名稱(chēng)：小型智能玉米收獲機(jī) 2.項(xiàng)目來(lái)源：2010年國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：101062626） 3.應(yīng)用領(lǐng)域：本作品可適用于山地丘陵地區(qū)、套種模式下玉米的機(jī)械化收獲。 4.主要性能指標(biāo) 1）收凈率≥90% 2）果穗損失率≤3% 3）籽粒破碎率＜1% 4）果穗含雜率≤6% 5）收獲高度40cm～80cm 6）收獲行距調(diào)節(jié)70～140cm 7）最佳操控距離≤1.2km 8）使用可靠性＞85% 5.創(chuàng)造性與先進(jìn)性 1）以麥/玉/豆套種模式為基礎(chǔ)研究對(duì)象，對(duì)整機(jī)各個(gè)收獲模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，結(jié)合國(guó)內(nèi)地理環(huán)境和國(guó)外先進(jìn)無(wú)線(xiàn)控制技術(shù)，研制出具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，更加符合國(guó)情的小型智能玉米收獲機(jī)。 2）以虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)為輔助，為產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)帶來(lái)全新的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和演示手段，研制實(shí)體摘穗試驗(yàn)臺(tái)，增加了整機(jī)的設(shè)計(jì)可行性、可信度，縮短開(kāi)發(fā)周期、節(jié)約開(kāi)發(fā)成本。 3）操控系統(tǒng)以遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)技術(shù)為基礎(chǔ)，采用上位機(jī)開(kāi)發(fā)的操作面板。 6. 主要技術(shù)特點(diǎn) 1）體積較小、操控方便靈活，使用維護(hù)簡(jiǎn)便，造價(jià)低。 2）效率高，性能穩(wěn)定可靠。 3）適應(yīng)性強(qiáng)。該機(jī)可通過(guò)調(diào)整主要核心部件的結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)或更換零部件尺寸型號(hào)實(shí)現(xiàn)不同行距玉米的收獲，并且可以根據(jù)用戶(hù)的需求調(diào)整留茬的高度。 4）遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)可視化操控，操作勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1.作品設(shè)計(jì)、發(fā)明目的 針對(duì)山地丘陵地區(qū)，套種模式下玉米機(jī)械化收獲難題，設(shè)計(jì)了一種獲行距自適應(yīng)調(diào)節(jié)、無(wú)線(xiàn)控制的小型智能玉米收獲收機(jī)。 2.基本思路 我小組以麥/玉/豆套種模式為基礎(chǔ)研究對(duì)象分析了套種模式下的設(shè)計(jì)玉米收獲機(jī)的要點(diǎn)，采用虛擬技術(shù)和樣機(jī)試制相結(jié)合的方式對(duì)玉米收獲機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)研制。利用三維軟件構(gòu)建了小型玉米收獲機(jī)實(shí)體模型。然后對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行了仿真和優(yōu)化，得到相關(guān)參數(shù)后，自主研制了履帶式行走系統(tǒng)、摘穗機(jī)構(gòu)、智能操控電路等重要構(gòu)成部分。最后結(jié)合實(shí)際，按1:4制造了小型智能玉米收獲機(jī)模型。同時(shí)為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)樣機(jī)的摘穗效果，我們按實(shí)際要求制造了玉米摘穗試驗(yàn)臺(tái)。通過(guò)摘穗試驗(yàn)臺(tái)得出了實(shí)體樣機(jī)在收獲過(guò)程技術(shù)指標(biāo)。然后分析出摘穗試驗(yàn)臺(tái)各個(gè)參數(shù)對(duì)這些技術(shù)指標(biāo)的貢獻(xiàn)率，對(duì)整機(jī)摘穗部件進(jìn)行了二次優(yōu)化。 3.創(chuàng)新點(diǎn) 1）收獲機(jī)能夠根據(jù)農(nóng)民具體要求，自動(dòng)調(diào)節(jié)收獲高度（40～80cm）、收獲行距（70～140cm），使整機(jī)能夠收獲不同套作模式下的玉米，農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝結(jié)合更加緊密。 2）對(duì)于整機(jī)的操控系統(tǒng)，我們采用遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)控制，并將可視化界面嵌入其中，人機(jī)互動(dòng)更加親切。 4.技術(shù)關(guān)鍵 1) 多學(xué)科集成的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。 2) 虛擬樣機(jī)技術(shù)的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法。 5.主要技術(shù)指標(biāo) 1）收凈率≥90% 2）果穗損失率≤3% 3）籽粒破碎率＜1% 4）果穗含雜率≤6% 5）收獲高度40cm～80cm 6）收獲行距調(diào)節(jié)70～140cm 7）最佳操控距離≤1.2km
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1．作品的科學(xué)性、先進(jìn)性 與當(dāng)前市場(chǎng)上的玉米收獲機(jī)相比，小型智能玉米收獲機(jī)具有以下顯著的進(jìn)步： 1）結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小，適宜山地丘陵地區(qū)、套種模式下的玉米機(jī)械化收獲。 2）收獲行距、收獲高度可自適應(yīng)調(diào)節(jié)，農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝緊密結(jié)合。 3）操控系統(tǒng)簡(jiǎn)單、方便。 該作品的先進(jìn)性和科學(xué)性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1）以麥/玉/豆套種模式為基礎(chǔ)研究對(duì)象，對(duì)整機(jī)各個(gè)收獲模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，結(jié)合國(guó)內(nèi)地理環(huán)境和國(guó)外先進(jìn)無(wú)線(xiàn)控制技術(shù)，研制出具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，更加符合國(guó)情的小型智能玉米收獲機(jī)。 2）以虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)為輔助，為產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)帶來(lái)全新的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和演示手段，研制實(shí)體摘穗試驗(yàn)臺(tái)，增加了整機(jī)的設(shè)計(jì)可行性、可信度，縮短開(kāi)發(fā)周期、節(jié)約開(kāi)發(fā)成本。 3）操控系統(tǒng)以遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)技術(shù)為基礎(chǔ)，采用上位機(jī)開(kāi)發(fā)的操作面板。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年9月年該作品子項(xiàng)目《麥/玉/豆套作模式下小型玉米收獲機(jī)的研制》獲“國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目”資助經(jīng)費(fèi)1萬(wàn)元。 2011年4月，在?！暗谄邔么髮W(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽”中榮獲得一等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專(zhuān)利部分轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 模型、現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片錄像等。
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 1.使用說(shuō)明 小型智能玉米收獲機(jī)使用方面，用戶(hù)只需根據(jù)所需的工作狀態(tài)點(diǎn)擊操控面板相應(yīng)的模式按鈕即可。 2.技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì) 本作品經(jīng)過(guò)巧妙設(shè)計(jì)，樣機(jī)具有體積小、效率高、操控方便以及適應(yīng)性廣的特點(diǎn)。虛擬設(shè)計(jì)和實(shí)體相結(jié)合，縮短了開(kāi)發(fā)周期，提高了設(shè)計(jì)效率，又確保了設(shè)計(jì)的可行性、合理性。本作品同當(dāng)前同類(lèi)玉米收獲機(jī)相比，具有以下優(yōu)勢(shì)： 1）能夠在山地丘陵地區(qū)進(jìn)行玉米的機(jī)械化收獲。 2）在套種模式下對(duì)玉米的機(jī)械化收獲。 3）玉米收獲機(jī)可以對(duì)收獲行距進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)。4）整機(jī)采用無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程操控，簡(jiǎn)單方便。 3.適應(yīng)范圍 鑒于其特點(diǎn)，特別適用于山地丘陵地區(qū)、小塊田地，套種模式下玉米的收獲。 4.推廣前景及市場(chǎng)效益預(yù)測(cè) 當(dāng)前在四川等西南地區(qū)推廣的麥/玉/豆旱地新三熟套種模式無(wú)法進(jìn)行玉米的機(jī)械化收獲。人工收獲勞動(dòng)強(qiáng)度大，農(nóng)戶(hù)迫切需求一種能適應(yīng)該環(huán)境下的玉米收獲機(jī)。該機(jī)可以滿(mǎn)足這些要求，同時(shí)整機(jī)機(jī)體積較小，功能針對(duì)性強(qiáng)，若能進(jìn)行批量生產(chǎn)，價(jià)格相對(duì)較低。所以一經(jīng)推廣一定會(huì)有很大的市場(chǎng)。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 就國(guó)內(nèi)已經(jīng)研究出來(lái)的玉米收獲機(jī)來(lái)看，可以歸納為：?jiǎn)涡杏衩资斋@機(jī)、橫披掛式或牽引式玉米收獲機(jī)、多行自走式玉米收獲機(jī)。但是這些玉米收獲機(jī)不能很好與各地農(nóng)藝相匹配。由于各個(gè)地方種植的玉米習(xí)慣不相同，使得種植行距也不盡相同，這就影響到玉米收獲機(jī)的摘穗效果。所以，這對(duì)摘穗輥的設(shè)計(jì)要求較高。而我國(guó)對(duì)摘穗輥的研究不是很深刻，大多都是仿照外國(guó)制作的。由于我國(guó)地域廣闊，種植玉米的方式等與國(guó)外的有較大差異。所以，我國(guó)制造出來(lái)的玉米收獲機(jī)效果不是很好。同時(shí)，我國(guó)設(shè)計(jì)的玉米收獲機(jī)在整體尺寸上顯得非常大，使其在田間運(yùn)輸、轉(zhuǎn)彎的難度都較大，根本就不與小面積種植玉米相適宜。我國(guó)土地政策與國(guó)外農(nóng)場(chǎng)不一樣，大型玉米收獲機(jī)很難在我國(guó)適應(yīng)，這就需要我們從整體結(jié)構(gòu)著手對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，使其在田間工作時(shí)具有更好的通過(guò)性和靈活性?，F(xiàn)在，很多玉米收獲機(jī)都是輪式的，在田間工作時(shí)，其通過(guò)性、爬坡性都較差，特別是在西南地區(qū)體現(xiàn)的尤為突出。對(duì)于玉米收獲機(jī)的操作，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上尚未出現(xiàn)遠(yuǎn)程智能化操控的系統(tǒng)。 就美國(guó)來(lái)講，玉米收獲基本實(shí)現(xiàn)了全部機(jī)械化作業(yè)。國(guó)外的多種玉米收獲機(jī)可以同時(shí)收獲多行，有些可以達(dá)到8行同時(shí)收獲,但是這樣的收獲機(jī)價(jià)格很昂貴，而且體積非常大，功率消耗和籽粒損失率也很大。這些玉米收獲機(jī)不符合中國(guó)國(guó)情。目前，國(guó)外的很多收獲機(jī)使用了衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)等智能技術(shù)，并在收獲機(jī)上裝有各種傳感器以及很多控制裝置。現(xiàn)在國(guó)外的收獲機(jī)械與電子之間的結(jié)合越來(lái)越緊密，智能化程度越來(lái)越高，值得我國(guó)借鑒。
