玉米抽雄单体自动仿形升降系统的研究设计

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1、分类号：密级：学号：2013405022单位代码：10759石河子大学磧士嗲隹铪弍玉米抽雄单体自动仿形升降系统的研究设计学位申请人王涛指导教师胡斌教授李亚雄研究员中请学位类别专业项士专业名称农业推广硕士研究领域农业机械化所在学院机械电气工程学院中国•新疆•石河子2015年06月分类号：密级：学号：2013405022单位代码：10759石河子大学硕士学位论文玉米抽雄单体自动仿形升降系统的研究设计学位申请人王涛指导教师胡斌教授李亚雄研究员申请学位类别专业硕士专业名称农业推广硕士研究领域农业机械化所在学院机械电气工程学院中国·新疆·石河子2015年06月Designofcorntassels

2、ingleprofileautomaticliftingsystemADissertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofAgricultureExtensionByWangTao(AgriculturalMechanization)DissertationSupervisor:Prof.HuBinProf.LiYa-xiongJune,2015石河子大学学位论文独创性声明及使用授权声明学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是在我导师的指导下进

3、行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表不谢意。°研究生签名：I;#时间：寫年Z月命曰使用授权声明本人完全了解石河子大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或指定机构送交论文的电子賊和纸质版。有权将学位论文在学校图书馆保存并允许被查阅。有权自行或许可他人将学位论文编入有关数据库提供检索服务。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。研究生签名：I'#时间：如/s年Z月冷曰’、导师签名：时间：

4、年3月/厂曰摘要玉米是世界三大粮食作物之一，也是优质的饲料和工业原料。我国玉米种植面积3亿亩左右，玉米种植在制种及大田生产过程中，都涉及到抽雄，但我国玉米抽雄技术目前还停留在人工套袋干预和人工抽雄阶段,存在人工抽雄效率低、抽雄抽净率低、用工成本高、工作环境恶劣等问题。适时有效抽雄成为制约我国制种玉米快速发展的关键。国内在此领域研究较晚，本论文基于新疆农垦科学院研制的3QXZ-8型自走式玉米抽雄机基础上提出一种玉米雄穗高度定位识别技术。本论文研究设计的玉米抽雄单体自动仿形升降系统，利用光电传感技术识别雄穗，用红外线定高技术定位雄穗，经试验后得到初步的研究结果。主要研究内容如下：1.研究基于

5、红外线测高技术的玉米雄穗高度识别与定位方法，获取玉米雄穗的位置信息，为玉米抽雄机械提供自动仿形的理论依据。针对玉米雄穗的形状特征，通过试验随机测量60株待抽雄玉米雄穗的物理特性得到：雄穗平均高度、叶面展幅和质量分别为2859.2mm、95.5mm和38.98g。采用数据统计方法计算得出玉米植株高度和叶面展幅变化波动较大，是影响仿形效果的重要因素。2.对抽雄机构的结构和工作原理简要分析，结合抽雄机构对雄穗的工作特点，提出了玉米抽雄单体自动仿形升降系统的总体结构设计方案；设计确定关键部件液压升降油缸、红外线反射板型光电开关、电动推杆、位移传感器的具体参数；对平行四连杆仿形机构的运动与抽雄作业

6、控制系统的参数进行了分析，根据液压缸尺寸确定了仿形机构的最小速度，红外线雄穗高度检测装置与抽雄组件水平距离。3.利用红外线技术识别玉米雄穗，通过信号反馈得到雄穗有效高度，通过数据处理，由主控板处理器对传感器的信号读取并通过脉宽调制输出信号，最后控制电动推杆和升降液压缸对雄穗高度自动仿形，进而有效指导抽雄作业。实验结果表明，此方法能够从采集到的信号中有效地提取出玉米雄穗位置，能够为抽雄机的自动化提供理论指导的依据。4.抽雄机构实际提升和下降调整量都在合理范围内，但与设计理论值存在误差，分析产生此结果的主要原因是比例电磁阀的非线性，为进一步提高控制精度，可对比例电磁阀的特性进行参数优化和闭环

7、控制。抽雄作业试验表明，采用本仿形系统的抽雄效率是人工的18倍，抽雄率可达到91.6%，抽雄误差小于5%，满足抽雄作业的效率和质量的要求。关键词：制种玉米；抽雄机械；自动仿形升降系统；试验研究IAbstractCornisoneoftheworld'sthreemajorgraincrops,butalsothequalityofthefeedandindustrialrawmaterials.China'scornacreagei