作物の力学特性解明と圃場機械への応用

阐明作物的机械特性及其在田间机械中的应用

• 批准号: 01J10266
• 负责人: 平井 康丸
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J10266/
• 关键词: コンバインリール; 反力; 負荷速度; 動的; 加速度; 慣性力; 汎用コンバインリール; 稲稈; 麦稈; 作物稈の力学モデル; 複数本; 初期姿勢; たわみ姿勢

作物を対象とする農業機械は,設計段階で機械の性能を予測することが難しく,実機を用いた圃場試験により性能評価が行われている。この圃場における作業は,機械の設計・開発の過程で大きなウエイトを占めており,機械のコスト増,開発期間の長期化に繋がっている。本研究では,収穫時の力学現象を理論的に解明し,設計段階で合理的に機械づくりを行うための指針を得るために,コンバインリール-作物間の力学現象の実験的解明,設計段階に導入する作物稈の力学モデルの構築,さらには,機械的作用を受ける作物稈の力学応答解析手法の開発を進めている。本年度は,新たにコンバインリールのトロコイドの運動軌跡(集稈作用)を再現する実験装置を開発し,準静的条件下から実作業時の負荷速度の範囲で,集稈作用時の稲・麦稈の反力を計測し,負荷速度の影響について明らかにした。負荷速度の増加に伴い,水平反力は卓越したピークを持つこと,鉛直反力の向きは反転し,ピークを持つことが示された。また,従前の研究において,準静的条件下でその精度が確認されている解析手法を,動的条件下の解析に適用した。その結果,速度の増加に伴い,大きな誤差を伴うことを確認し,解析手法の適用限界を明らかにした。さらに速度による反力の傾向について詳細に考察するために,集稈作用軌跡から加速度波形を算定し,反力波形と比較を行った。その結果,水平反力の正のピーク位置と水平加速度の負のピーク位置,鉛直反力の負のピーク位置と鉛直加速度の正のピーク位置が一致し,反力のピーク値が慣性力の影響であることが確認された。また,解析値反力と実測値反力間の誤差を求め,それを加速度力と定義し,その方向を算定した。両者の誤差から算定された加速度力の方向は集稈作用の方向と良く一致し,これらの誤差が加速度運動に用いられた力,すなわち,誤差の影響が慣性力によるものであると確認された。

The performance of the crop machinery is difficult to predict during the design stage, and the performance of the machinery is tested in the field during the design stage.この园におけるWORKは, Mechanical design and development process で大なウエイトを开户めており, Mechanical のコストincrease, and の长化に线がっている during the period of reform. This study is about the explanation of the theory of mechanical phenomena during harvesting and the rational design of mechanical machinery at the stage of harvesting, and the mechanics between crops. The explanation of the phenomenon, the introduction of the mechanics of the crop stalks and the construction of the mechanics of the crops in the design stage, the role of the machinery is subject to the mechanics of the crops stalks, and the analysis techniques of the mechanics of the crops stalks are introduced. This year, the new たにコンバインリールのトロコイドの movement track (gathering effect) is reproduced by the する実験 device and the quasi-static conditions The load speed is limited during the lowering operation, the reaction force of the rice straw and wheat straw is measured when the stalks are collected, and the influence of the load speed is clear. The load speed increases, the horizontal reaction force increases, the horizontal reaction force increases, the horizontal reaction force increases, and the vertical reaction force increases, and the vertical reaction force increases, and the horizontal reaction force increases, and the horizontal reaction force increases, and the horizontal reaction force increases, and the horizontal reaction force increases and the reaction force increases.また, 従前の研究において, でそのprecision がconfirmation されているanalytical technique を under quasi-static conditions, のanalytical application under dynamic conditions した.そのresult, speed のincrease and に companion い, large きな error を companion う こ と を confirmation し, analysis technique の applicable limit を 明ら か に し た. The speed and tendency of the reaction force are investigated in detail, the action trajectory of the stalk is calculated, the acceleration waveform is calculated, and the reaction waveform is compared and performed. The result is the positive position of the horizontal reaction force, the negative position of the horizontal acceleration, and the negative position of the vertical reaction force. The vertical acceleration is the same as the positive position, and the reaction force is the inertial force. The influence is confirmed.また, the error between the analytical value reaction force and the measured value reaction force is calculated, the acceleration force is defined, and the direction is calculated. The error of the calculation is the direction of the acceleration force, the direction of the collection effect, the good consistency, and the error of the calculation. Acceleration motion is determined by the inertial force, the influence of the error, and the influence of the error.

项目成果

Y.Hirai, E.Inoue, K.Mori: "Numerical Analysis of the Reaction Force of a Single Rice Stalk undergoing Forced Displacement"Biosystems Engineering. 86・2. 179-189 (2003)

Y.Hirai、E.Inoue、K.Mori：“受迫位移的单根稻秆反作用力的数值分析”生物系统工程 86・2（2003）。

Y.Hirai, E.Inoue, T.Fukushima, I.Ueka, M.Matsui, K.Mori: "Analysis of the Reaction Force of a Bunch of Rice Stalks Undergoing Forced Displacement"Journal of the Faculty of Agriculture Kyushu University. 48・1,2. 175-186 (2003)

Y.Hirai、E.Inoue、T.Fukushima、I.Ueka、M.Matsui、K.Mori：“强制位移时稻秆的反作用力分析”九州大学农学部学报48。・1,2。175-186（2003）

第62回農業機械学会年次大会講演集: "稲稈の収穫時初期姿勢に関する力学的考察"第62回農業機械学会年次大会講演集. 285-286 (2003)

日本农业机械学会第62届年会论文集：“收获期间稻秆初始姿态的机械考虑”日本农业机械学会第62届年会论文集285-286（2003年）。

Y.Hirai, E.Inoue, M.Matsui, K.Mori, K.Hashiguchi: "Reaction Force of a Wheat Stalk Undergoing Forced Displacement"農業機械学会誌. 65・2. 47-55 (2003)

Y.Hirai、E.Inoue、M.Matsui、K.Mori、K.Hashiguchi：“受迫位移的麦秆的反作用力”日本农业机械学会杂志 65・2（2003 年）。

Y.Hirai, E.Inoue, K.Mori, K.Hashiguchi: "Investigation of Mechanical Interaction between a Combine Harvester Reel and Crop Stalks"Biosystems Engineering. 83/3. 307-317 (2002)

Y.Hirai、E.Inoue、K.Mori、K.Hashiguchi：“联合收割机卷筒与农作物秸秆之间机械相互作用的研究”生物系统工程。