【摘要】：目前國內(nèi)一般拖拉機(jī)企業(yè)所生產(chǎn)的高地隙噴桿噴霧機(jī)暫時(shí)都沒有加入噴桿位姿控制系統(tǒng),一般高地隙噴桿噴霧機(jī)在田間作業(yè)行駛時(shí)噴桿會產(chǎn)生比較大的振動,并且在高地隙噴桿噴霧機(jī)行駛在對開路面時(shí)如果路面不平會導(dǎo)致噴桿作業(yè)時(shí)發(fā)生比較大的傾斜從而影響噴霧質(zhì)量,原有的噴桿樣式成直角梯形狀中間加入多個(gè)加強(qiáng)筋形成三角形來支撐噴桿,但是由于過多的加強(qiáng)筋的加入導(dǎo)致噴桿的整體質(zhì)量增加同時(shí)噴桿的末端也會產(chǎn)生比較大的撓度,從而在噴霧作業(yè)時(shí)影響噴霧作業(yè)質(zhì)量,造成環(huán)境的污染資源的浪費(fèi)。同時(shí)對于高地隙噴桿噴霧機(jī)防風(fēng)幕系統(tǒng)的安裝帶來一定安裝難度。為了解決這個(gè)問題,減少噴桿的復(fù)雜結(jié)構(gòu)真正做到輕量化,將噴桿水平控制系統(tǒng)加入噴桿系統(tǒng)中。由傾角傳感器來采集噴桿的位置情況當(dāng)噴桿發(fā)生傾斜振動時(shí),采集到的傳感器信號發(fā)送給控制器,經(jīng)由控制器輸出控制信號給電液伺服閥控制水平控制液壓缸的伸縮來調(diào)整噴桿的位置使其達(dá)到水平狀態(tài)。提出的噴桿水平控制控制系統(tǒng)保留原有的高地隙噴桿噴霧機(jī)整體結(jié)構(gòu)改進(jìn)噴桿系統(tǒng),可以有效地改善其噴灌作業(yè)質(zhì)量。向精確農(nóng)業(yè),精確灌溉逐漸靠攏是高地隙噴桿噴霧機(jī)的未來發(fā)展方向也是必然趨勢。本文主要以高地隙噴桿噴霧機(jī)為應(yīng)用研究對象,設(shè)計(jì)了噴桿水平控制系統(tǒng),研究了噴桿水平控制系統(tǒng)的控制效果,主要完成的任務(wù)如下:(1)分析了高地隙噴桿噴霧機(jī)的相關(guān)研究進(jìn)展和國內(nèi)外發(fā)展趨勢,簡單的對比國內(nèi)外高地隙噴桿噴霧機(jī)產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn),在此基礎(chǔ)上,提出了噴桿水平控制系統(tǒng)在高地隙噴桿噴霧機(jī)應(yīng)用的可行性,以及提出了本文的主要研究內(nèi)容與研究意義。(2)首先對高地隙噴桿式噴霧機(jī)做了整體設(shè)計(jì),構(gòu)建整機(jī)的三維模型,然后對關(guān)鍵的零部件進(jìn)行了計(jì)算和選型。并且針對一些在作業(yè)情況比較容易受損的部件進(jìn)行了仿真分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化,在滿足使用條件的情況下減少整體質(zhì)量�，F(xiàn)在國內(nèi)的高地隙噴桿噴霧機(jī)傳動機(jī)構(gòu)大部分采用錐齒輪傳動,這樣的傳動方式錐齒輪所受到的軸向載荷比較大,容易造成齒輪的磨損。從新提出使用鏈條傳動,鏈條傳動不僅能夠避免傳動機(jī)構(gòu)的磨損,并且鏈條傳動的傳遞效率要比齒輪傳動的效率要高。(3)針對于高地隙噴桿噴霧機(jī)的水平控制系統(tǒng)進(jìn)行了機(jī)械設(shè)計(jì)和相關(guān)試驗(yàn)臺架的設(shè)計(jì)。為了模擬田間路面的工作情況設(shè)計(jì)了液壓式的振動臺,經(jīng)由電磁換向閥的閥芯位置不斷切換,來控制振動液壓缸伸縮,根據(jù)控制器給入的不同信號使其產(chǎn)生不同頻率的振動狀態(tài)。(4)針對噴桿式水平控制系統(tǒng)基于ANSYS進(jìn)行建模仿真,比較不同的連桿安裝位置確定最優(yōu)的安裝位置。同時(shí)也基于Mat lab/Simul ink對噴桿高度控制建立仿真模型,然后進(jìn)行仿真分析。(5)基于前幾章的分析設(shè)計(jì),完成了試驗(yàn)臺架的加工,實(shí)驗(yàn)的前期準(zhǔn)備將傳感器進(jìn)行標(biāo)定以便于控制器程序的編寫和后期的數(shù)據(jù)處理,然后進(jìn)行了臺架試驗(yàn),噴桿分別在不同的振動頻率下工作,比較有無噴桿水平控制系統(tǒng)的噴桿振動情況,經(jīng)由試驗(yàn)驗(yàn)證噴桿水平控制的有效性,并且針對在對開路面上行駛造成的噴桿傾斜做了噴桿調(diào)平響應(yīng)試驗(yàn),通過試驗(yàn)噴桿能夠較快回復(fù)到水平位置,滿足于設(shè)計(jì)要求。最后,對全文進(jìn)行了總結(jié)與展望。
【圖文】：

高地隙噴桿噴霧機(jī)的設(shè)計(jì)及噴桿位姿控制系統(tǒng)研究逡逑在２０１５年國際農(nóng)業(yè)機(jī)械展覽會上，由我國江蘇沃德農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司自主研發(fā)逡逑的翼龍自走式噴桿噴霧機(jī)出現(xiàn)在展覽會上如圖１－３所示，此噴霧機(jī)的最大噴幅在１邋ｌｍ。逡逑噴桿頂端安裝了多個(gè)噴頭，并且安裝了大容量的藥液箱５００Ｌ，可以在大面積的田塊逡逑連續(xù)作業(yè)并且最大的作業(yè)效率可以達(dá)到３０？５０畝／時(shí)，，并且為了滿足多種農(nóng)作物的噴逡逑霧作業(yè)翼龍自走式噴桿噴霧機(jī)的最小離地間隙為８５０＿可以避免集體下半部分與逡逑農(nóng)作物的刮碰。整機(jī)配有２１馬力的發(fā)動機(jī)并且可以達(dá)到４輪轉(zhuǎn)向，可以方便快捷的逡逑在田間轉(zhuǎn)向而且可以減少對農(nóng)作物的碾壓。噴桿的使用材料為更加輕便的鋁合金材逡逑料

高地隙噴桿噴霧機(jī)的設(shè)計(jì)及噴桿位姿控制系統(tǒng)研宄逡逑美國的約翰迪爾公司在２００８年研制出一種新型的高地隙液壓自走式噴桿噴霧逡逑機(jī)，圖１－４為國外高地隙噴桿噴霧機(jī)。這種新型噴霧機(jī)采用全程靜液壓四輪驅(qū)動，逡逑發(fā)動機(jī)功率最大可達(dá)到１６３馬力，離地間隙為１２７０ｍｍ，為了便于在不同的地形進(jìn)逡逑行工作，還分別裝置了寬輪距和窄輪距供使用時(shí)進(jìn)行選擇，使輪距可在逡逑１８３０－３０５０ｍｍ之間進(jìn)行調(diào)整。并且在噴桿部位加入更多的加強(qiáng)筋和一個(gè)拉拽液壓缸，逡逑來抑制噴桿的運(yùn)動。這種新型的高地隙液壓自走式噴霧機(jī)作業(yè)率高、速度快，但同逡逑時(shí)存在機(jī)型龐大、造價(jià)昂貴等缺點(diǎn)。逡逑圖１－４國外高地隙噴桿噴霧機(jī)產(chǎn)品逡逑Ｆｉｇ．邋１－４邋Ｆｏｒｅｉｇｎ邋Ｈｉｇｈｌａｎｄ邋ｂｏｏｍ邋ｓｐｒａｙｅｒ邋ｐｒｏｄｕｃｔｓ逡逑外國的高地隙噴桿噴霧機(jī)上裝備有各類先進(jìn)的技術(shù)以提高其性能，開發(fā)研制出逡逑了基于差分ＧＰＳ的噴藥系統(tǒng)及基于視覺傳感器對成排農(nóng)作物進(jìn)行精確噴霧的系統(tǒng)，逡逑通過改良噴頭結(jié)構(gòu)、利用傳感器進(jìn)行自動對靶施藥等，同時(shí)配套有變量噴霧控制系逡逑統(tǒng)及ＧＰＳ導(dǎo)航系統(tǒng)等［３５］
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S491

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2699061