葱盈智胜—轻量化智能大葱收获机

数媒竞赛获奖作品信息及简介
作品名称葱盈智胜—轻量化智能大葱收获机
参赛院校青岛理工大学
指导老师杨勇
团队成员范弘昊、黄泽楠、陈成霞、张逸青、张正志
奖项等级国赛一等奖
竞赛年份2023

随着大葱产业的迅速发展,市场对大葱收获机产生了新的需求:高效、低损伤率以及能在复杂地形种植区进行作业;而目前中国市面上的小型大葱收获机尚未发展成熟,国外的收获机与我国大葱的垄作种植模式又不相适应,无法在我国直接推广应用。 针对这些问题,团队积极响应国家“十四五”规划,坚持农业科技自立自强,自主研发了一款轻量化智能大葱收获机。本设计旨在解决当前大葱种植中人工收获效率低、种植地区复杂、大葱种植深度低、收获时大葱易损伤的问题,有效提升大葱收获中自动化、智能化水平,助力大葱产业提质增效。 该款收获机主要由自动导航系统、双绞龙组合挖掘系统、三角履带行进系统、液压动力系统和远程监控系统五个系统组成。 自动导航系统以北斗定位导航技术为核心,以环境感知技术和控制技术为主导,可使收获机预设作业路线并对障碍物进行规避,实现自动导航和路径规划; 双绞龙组合挖掘系统主要由曲面二阶铲、双绞龙、液压油缸、液压马达组成,其中双绞龙设计时构建了葱白-土壤摩擦力模型,并通过仿真实验进行参数优化,其独有的螺旋叶片设计可先行破土、松土,有效减小曲面二阶铲的挖掘阻力; 三角履带行进系统具有稳定和受力面积大的特点,解决了传统动力装置作业中所存在的爬坡能力差、稳定性不高、易碾压大葱植株等问题。两履带间距可由伸缩杆进行调节以适应不同垄距;操作杆可以控制收获机的运动速度、实现差速转弯,使收获机操作更加方便灵活。此外,履带上增加了凸起,进一步增强了收获机的行进稳定性; 液压动力系统主要由液压油泵、油箱、液压油缸、液压马达、多路液压控制阀组成,液压油泵由柴油发动机提供动力,产生高压液压油,通过油管传递到液压油缸和液压马达,多路液压控制阀可以调节油路的通断,进而控制液压油缸的伸缩和液压马达的旋转; 远程监控系统主要包括监控后台管理平台、通信系统及机载终端。第一,监控后台管理平台提供大葱收获机运行、维护等具体信息,方便技术人员不受时间和空间限制地对收获机进行管控和调配;第二,通信系统接收机载终端的定位和状态信息,将数据缓存在基于Hadoop架构的云平台,经处理后云同步到手机APP。最后,手机APP提供历史路线查询等服务,帮助葱户全面了解作业中收获机的真实作业状况。