【摘要】：冬棗是山東省一種重要的經(jīng)濟作物,目前冬棗園的作業(yè)需要投入大量的勞動力成本,機械化程度較低,整個生產(chǎn)過程基本由人工勞動完成。本文通過查閱大量相關(guān)文獻和進行實地考察后,設(shè)計并研制了一種遙控操作的冬棗園專用作業(yè)自走式電動底盤。完成了作業(yè)底盤的機械結(jié)構(gòu)、動力系統(tǒng)和電控系統(tǒng)設(shè)計。主要研究內(nèi)容如下:(1)分析冬棗園作業(yè)環(huán)境和冬棗的種植農(nóng)藝,確定冬棗園自走式電動底盤的技術(shù)指標,并提出總體設(shè)計方案。(2)根據(jù)技術(shù)指標,完成動力系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)匹配;通過匹配結(jié)果進行驅(qū)動電機、動力電池等部件的選型,確定了動力系統(tǒng)的設(shè)計方案,使用AVL CRUISE進行動力性能和續(xù)航能力仿真。仿真結(jié)果顯示,動力系統(tǒng)匹配方案符合設(shè)計要求。(3)確定了作業(yè)底盤的車架類型,設(shè)計了車架的具體方案,進行了車架的強度校核,結(jié)果表明最大應(yīng)力均小于許可應(yīng)力,設(shè)計符合要求;確定了履帶式行走裝置的主要參數(shù),完成作業(yè)底盤的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。(4)完成了冬棗園自走式電動底盤的電控系統(tǒng)設(shè)計,電控系統(tǒng)包括整車控制器、直流無刷電機驅(qū)動器和無線遙控器;直流無刷電機驅(qū)動器根據(jù)整車控制器的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向指令控制左電機和右電機轉(zhuǎn)動;整車控制器接收并解析無線遙控器信號,控制直流無刷電機驅(qū)動器工作,監(jiān)測作業(yè)底盤的運行狀態(tài)并上報給無線遙控器;無線遙控器讀取操作員的駕駛意圖,向整車控制器發(fā)送控制指令,通過LCD屏幕顯示作業(yè)底盤運行狀態(tài)。(5)為驗證設(shè)計方案的可行性,試制了冬棗園自走式電動底盤,并進行相關(guān)的測試。試驗結(jié)果表明作業(yè)底盤自高車速為6.72km/h,轉(zhuǎn)向圓直徑為2430mm,通過圓直徑2740mm,具備通過30%坡度路面,續(xù)航里程可達17.5km,無線遙控距離達到200m,各項指標符合設(shè)計要求。
【圖文】：

圖 1.1 GorillaVehicles 電動拖拉機 圖 1.2 EletricOx 型電動拖拉機制約農(nóng)用電動底盤發(fā)展的是蓄電池，蓄電池的續(xù)航能力和使用壽命決定了農(nóng)業(yè)作業(yè)底盤是否耐用；因蓄電池相關(guān)技術(shù)沒有得到突破，近年來農(nóng)業(yè)電動底盤的發(fā)展方向都是小功率，以植保為主要功能的產(chǎn)品；如2018年，德國Hannes Heidfeld研發(fā)了一款用于玉米田植保的農(nóng)用電動底盤[9]，該作業(yè)底盤使用雙電機獨立驅(qū)動，配合一組48V電池組進行作業(yè)；因為出于對省電的考慮，該電動底盤需要通過貨車運輸?shù)教镩g進行作業(yè)。2012年，日本愛媛大學(xué)與日本井關(guān)農(nóng)機株式會社合作研制的一種小型農(nóng)用電動底盤[10]，因為具備無廢氣排放、噪音小、易操作等優(yōu)點，主要用于密閉的溫室大棚內(nèi)工作；同年，美國紐荷蘭公司推出的NH2農(nóng)用電動底盤[11]安裝一組12kWh的電池組，但是其續(xù)航能力、連續(xù)作業(yè)能力和可靠性還是沒達到實際作業(yè)要求。1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

圖 1.1 GorillaVehicles 電動拖拉機 圖 1.2 EletricOx 型電動拖拉機制約農(nóng)用電動底盤發(fā)展的是蓄電池，，蓄電池的續(xù)航能力和使用壽命決定了農(nóng)業(yè)作業(yè)底盤是否耐用；因蓄電池相關(guān)技術(shù)沒有得到突破，近年來農(nóng)業(yè)電動底盤的發(fā)展方向都是小功率，以植保為主要功能的產(chǎn)品；如2018年，德國Hannes Heidfeld研發(fā)了一款用于玉米田植保的農(nóng)用電動底盤[9]，該作業(yè)底盤使用雙電機獨立驅(qū)動，配合一組48V電池組進行作業(yè)；因為出于對省電的考慮，該電動底盤需要通過貨車運輸?shù)教镩g進行作業(yè)。2012年，日本愛媛大學(xué)與日本井關(guān)農(nóng)機株式會社合作研制的一種小型農(nóng)用電動底盤[10]，因為具備無廢氣排放、噪音小、易操作等優(yōu)點，主要用于密閉的溫室大棚內(nèi)工作；同年，美國紐荷蘭公司推出的NH2農(nóng)用電動底盤[11]安裝一組12kWh的電池組，但是其續(xù)航能力、連續(xù)作業(yè)能力和可靠性還是沒達到實際作業(yè)要求。1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
【學(xué)位授予單位】：山東交通學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S22

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本文編號：2706623