【摘要】：近年來(lái),由于我國(guó)農(nóng)藥噴灑技術(shù)以及噴藥機(jī)械設(shè)備的落后,只有很少一部分的農(nóng)藥被農(nóng)作物合理有效地利用,對(duì)絕大多數(shù)的農(nóng)藥造成了浪費(fèi),導(dǎo)致施藥量不足,無(wú)法起到有效防治病蟲(chóng)害的作用,同時(shí)殘留的農(nóng)藥會(huì)隨雨水進(jìn)入地下土壤之中,對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。在眾多的植保機(jī)械中,噴桿式噴霧機(jī)因?yàn)槭褂每煽�、控制穩(wěn)定、方便操作、能夠適應(yīng)大規(guī)模機(jī)械化作業(yè)要求,成為了眾多農(nóng)場(chǎng)主進(jìn)行植保作業(yè)的首選。由于噴桿式噴霧機(jī)的廣泛使用,其眾多缺點(diǎn)也成為了植保界專家和學(xué)者的研究對(duì)象。例如噴霧機(jī)在作業(yè)過(guò)程中由于外力作用導(dǎo)致藥液產(chǎn)生漂移,大量的藥液無(wú)法準(zhǔn)確到達(dá)施藥部位,造成大量農(nóng)藥的浪費(fèi)以及殘留。國(guó)內(nèi)外植保界的專家和學(xué)者做出大量試驗(yàn)得出結(jié)論,噴桿在作業(yè)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)農(nóng)藥噴灑的準(zhǔn)確性有著十分重要的影響。因此,我們需要設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)噴桿位姿自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的噴桿位姿控制系統(tǒng)。為了解決噴霧機(jī)噴桿運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)農(nóng)藥噴灑的影響,本文設(shè)計(jì)了噴桿位姿自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng),并針對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行藥液噴灑試驗(yàn),主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)利用法國(guó)達(dá)索公司的三維設(shè)計(jì)軟件SolidWorks進(jìn)行噴桿式噴霧機(jī)的零部件設(shè)計(jì)和整機(jī)裝配。同時(shí)利用軟件自帶的運(yùn)動(dòng)仿真功能對(duì)裝配好的整機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真,根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)噴藥機(jī)的某些零部件的尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),最終得到適合噴桿位姿自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的的整機(jī)裝配三維模型。(2)為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)噴桿位姿的自動(dòng)控制,在噴桿末端增加噴桿位姿感應(yīng)機(jī)構(gòu),以此實(shí)現(xiàn)對(duì)噴桿位姿的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。(3)為了方便噴藥機(jī)械的運(yùn)輸,噴藥機(jī)械的噴桿必須能夠?qū)崿F(xiàn)收攏,同時(shí)在田間作業(yè)時(shí)要能夠?qū)崿F(xiàn)自由展開(kāi)。本文設(shè)計(jì)了以單片機(jī)Arduino開(kāi)發(fā)板為核心的噴桿位姿自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)噴桿位姿的自動(dòng)控制,滿足噴藥機(jī)噴桿在作業(yè)過(guò)程中始終與地面保持平行的要求。試驗(yàn)表明,噴藥機(jī)噴桿基本能夠保持距地面90cm-102cm范圍內(nèi),并且在田間作業(yè)時(shí)控制拖拉機(jī)的行駛速度不超過(guò)十公里每小時(shí)時(shí),噴桿位姿自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)噴桿位姿的控制,使之大體上與地面保持平行。(4)利用ANSYS有限元分析軟件對(duì)噴桿進(jìn)行有限元建模與數(shù)值模態(tài)分析,驗(yàn)證了噴桿結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。(5)對(duì)加裝噴桿位姿自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的噴桿式噴藥機(jī)進(jìn)行場(chǎng)地試驗(yàn),使拖拉機(jī)一側(cè)輪胎通過(guò)一定高度的凸臺(tái),以此模擬田間坑洼不平的路面,試驗(yàn)結(jié)果表明,噴桿基本能夠保持與地面平行的位姿,藥液噴灑比較均勻,能夠滿足農(nóng)作物藥物噴灑作業(yè)的要求。
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S491

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2747737