發(fā)布時間：2020-06-12 19:18

【摘要】：河南地區(qū)高稈作物主要是玉米和煙草,中后期的噴藥、追肥等工作對其質量和產量來說異常重要。玉米、煙草稈莖較高,另外煙草多為人工種植,往往壟距不一,而傳統(tǒng)田間作業(yè)車輪距固定,因此很難進入地塊中間,造成兩者中后期田間管理勞動強度大,效率較低,同時多數(shù)田間作業(yè)車轉向方式單一,轉向不靈活。針對上述問題本文設計了一種用于高地隙作業(yè)車可以調整輪距的四輪獨立轉向系統(tǒng),依次從獨立轉向系統(tǒng)執(zhí)行機構的設計,轉向液壓系統(tǒng)的設計,轉向液壓系統(tǒng)控制方案的確定以及轉向臺架試驗等方面展開論述,主要完成的工作有:首先針對河南地區(qū)玉米和煙草種植模式對作業(yè)車的整機方案進行了設計,作業(yè)車主要由車架、獨立轉向系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、噴藥等配套機具組成,可以根據(jù)兩種植物特點順利進入相應地塊進行作業(yè)。重點論述了四輪獨立轉向結構的設計,獨立轉向執(zhí)行機構采用六連桿結構,可以配合車輛的變距,整車實現(xiàn)的變距范圍為1.7~2.1m,同時能實現(xiàn)前輪轉向,四輪轉向,斜形偏轉轉向等不同轉向模式。對設計的獨立轉向機構通過建立力學模型進行了力學分析和位置分析,確定了轉向液壓缸的輸出推力的數(shù)學表達式,并以轉向液壓缸的輸出推力最小為目標借助ADAMS軟件對轉向液壓缸的安裝位置進行了優(yōu)化設計,確定了最終液壓缸缸體端的較佳安裝坐標位置。其次設計了作業(yè)車的轉向液壓工作系統(tǒng),主要繪制并分析了轉向液壓系統(tǒng)的工作原理,另外對液壓系統(tǒng)中的核心元件進行了參數(shù)計算和選型設計。同時結合作業(yè)車所要達到的轉向功能,確定了通過控制液壓缸位移來控制作業(yè)車轉向角的基本思路,并分析了方向盤轉角、液壓缸位移、車輪轉角三者關系,設計了比例轉向液壓控制方案,建立了電液比例轉向系統(tǒng)的數(shù)學模型,并結合AMESim軟件對控制方案進行了仿真分析,仿真模型結果表明了控制系統(tǒng)的可用性,轉向液壓油缸可以跟隨輸入信號快速響應,實現(xiàn)轉向系統(tǒng)的可控性。再次設計了作業(yè)車轉向的電控系統(tǒng),對控制器、編碼器等系統(tǒng)硬件進行了參數(shù)選擇,根據(jù)作業(yè)車轉向功能需要設計了作業(yè)車轉向以及變距電氣回路,結合設計的電氣回路對轉向控制邏輯順序進行了分析,并給出了轉向系統(tǒng)的部分程序和編程流程圖。最后搭建了轉向系統(tǒng)的前輪轉向試驗臺架,通過搭建的轉向臺架對設計的控制方法進行了驗證,試驗中給定固定的模擬方向盤轉向角度時,轉向液壓缸可以到達預期位置,最大誤差可以保持在±1.2mm之內,同時液壓缸在理想位置處振蕩次數(shù)較少,當給定連續(xù)隨機轉向信號時,轉向液壓缸可以跟隨輸入信號運動,有相對較好的響應和跟隨精度,雖然相比固定信號其控制精度略低,但基本達到預期轉向要求。
【圖文】：

圖 1-1 3WPYZ-3000 機型實物圖 圖 1-2 3WSH-1000 機型實物圖1.3.2 國外高地隙作業(yè)車研究現(xiàn)狀國外的高地隙作業(yè)車起步較早，發(fā)展也很快，研制了很多可以用于各種高稈植物的高地隙作業(yè)車，目前正朝著智能化方向發(fā)展。以歐美等發(fā)達國家的植保機械為代表，它們集現(xiàn)代微電子技術、光機電一體化技術和 GPS 定位技術為一體，主要包括自走式、牽引式和懸掛式 3 種配套形式的大中型植保機，而且作業(yè)車的可靠性、安全性及方便性好，具有噴灑精度高、效率高等特點[15]。約翰迪爾 4030 系列自走式噴霧機有普遍實用性，特別地可以規(guī)模完成對玉米、甘蔗等高稈農作物的大面積、高效率的植保作業(yè)，其中的多數(shù)機型噴霧機均采用了壓力與流量補償閉心式液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)全程四輪驅動，兩個并聯(lián)可變排量的靜液壓泵，通過控制液壓油量和壓力來提供動力，實現(xiàn)四個速度段內電子靜液壓無級變速，而轉向方式多為為液壓前輪轉向，其 4630 型噴霧機如圖 1-3 所示[16]。

圖 1-1 3WPYZ-3000 機型實物圖 圖 1-2 3WSH-1000 機型實物圖1.3.2 國外高地隙作業(yè)車研究現(xiàn)狀國外的高地隙作業(yè)車起步較早，發(fā)展也很快，研制了很多可以用于各種高稈植物的高地隙作業(yè)車，目前正朝著智能化方向發(fā)展。以歐美等發(fā)達國家的植保機械為代表，它們集現(xiàn)代微電子技術、光機電一體化技術和 GPS 定位技術為一體，主要包括自走式、牽引式和懸掛式 3 種配套形式的大中型植保機，而且作業(yè)車的可靠性、安全性及方便性好，具有噴灑精度高、效率高等特點[15]。約翰迪爾 4030 系列自走式噴霧機有普遍實用性，特別地可以規(guī)模完成對玉米、甘蔗等高稈農作物的大面積、高效率的植保作業(yè)，其中的多數(shù)機型噴霧機均采用了壓力與流量補償閉心式液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)全程四輪驅動，兩個并聯(lián)可變排量的靜液壓泵，通過控制液壓油量和壓力來提供動力，實現(xiàn)四個速度段內電子靜液壓無級變速，而轉向方式多為為液壓前輪轉向，其 4630 型噴霧機如圖 1-3 所示[16]。
【學位授予單位】：河南農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S220.2

【參考文獻】

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1 翟成s，

本文編號：2709984