甘蔗是我國南方的一種重要經(jīng)濟作物,是生產(chǎn)食糖和生物乙醇的重要原料。我國甘蔗種植面積廣闊,但主要以人工收割為主,機械化收割水平極低,已嚴重制約了制糖工業(yè)的生產(chǎn)。甘蔗收割機是一種多執(zhí)行器協(xié)同動作的移動式農(nóng)業(yè)機械,執(zhí)行器動作多,協(xié)同工作性強,收割工藝復雜。因此,甘蔗收割機的電液控制系統(tǒng)設計必須要與甘蔗收割機的收割工藝相適合。本文基于分析新型甘蔗收割機的工藝原理,確定了各執(zhí)行器的運動特點和動作要求,為電液控制系統(tǒng)設計提供設計依據(jù)。針對壓力和流量需求差別較大的多執(zhí)行器協(xié)同動作的系統(tǒng),在比較獨立控制型系統(tǒng)和集中控制型系統(tǒng)的基礎上,提出一種多目標優(yōu)化系統(tǒng)集成方法,使系統(tǒng)滿足協(xié)同動作的要求,同時具有較高的效率和系統(tǒng)集成度,并以此設計了新型甘蔗收割機的液壓系統(tǒng)。結(jié)合液壓系統(tǒng)的控制特點確定了以集中式結(jié)構(gòu)為模型的軟硬件體系,并應用CAN總線通訊技術(shù)建立通訊網(wǎng)絡,在此基礎上結(jié)合甘蔗收割機的工藝特點和使用要求設計了整車的基本功能,并進一步細化行走系統(tǒng)功能。開發(fā)了控制器程序,同時結(jié)合顯示器開發(fā)實現(xiàn)對整機監(jiān)控的人機交互界面,具備狀態(tài)監(jiān)測和安全保護功能。最后通過實驗驗證了電液控制系統(tǒng)的功能性和可行性,提高了甘蔗收割機的收割效率和自動化程度,為今后甘蔗收割機的電液控制系統(tǒng)研究奠定了基礎。
【學位單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：S225.53
【部分圖文】：

甘蔗多為連片種植，有利于機械化收割作業(yè)。同時這些國家的甘蔗生產(chǎn)機械化水高，甘蔗的儲存、運輸以及制糖企業(yè)的制糖工藝都適應切段式原料蔗[12,13]。當前國外切斷式甘蔗收割機的主要生產(chǎn)廠家和型號有：巴西 SAHTAL 公司、大利亞 TOFT 系列、美國迪爾公司、美國凱斯 A8000 系列等[14]。這些機型普遍具較大的裝機功率，收割效率高。收割作業(yè)時可完成扶蔗（旋轉(zhuǎn)的扶蔗筒梳理松開叉的甘蔗，并將倒伏的甘蔗扶起歸攏到收割行內(nèi)）、切尾（切除甘蔗頭部的稍葉）切根（切斷甘蔗的根部）、切段（把甘蔗切成小段）、清選（清選處理后的蔗段）、車、碎葉還田等工序，功能完善、自動化程度高[15-17]。凱斯 A8000 甘蔗收割機在世界主要甘蔗種植區(qū)被普及應用，如圖 1-1 所示。合收割 1.4m 行距的雙行和 1.5m 以上行距的單行甘蔗，整機質(zhì)量 14.8t，額定功260kw，采用輪式行走，速度可達 20km/h。凱斯 A4000 其尺寸比傳統(tǒng)的甘蔗收獲小，整機質(zhì)量 6.7t，額定功率 128kw。適合單雙行，窄行距甘蔗收獲，可以高效地獲 0.9m 以上行距的甘蔗。

甘蔗多為連片種植，有利于機械化收割作業(yè)。同時這些國家的甘蔗生產(chǎn)機械化水高，甘蔗的儲存、運輸以及制糖企業(yè)的制糖工藝都適應切段式原料蔗[12,13]。當前國外切斷式甘蔗收割機的主要生產(chǎn)廠家和型號有：巴西 SAHTAL 公司、大利亞 TOFT 系列、美國迪爾公司、美國凱斯 A8000 系列等[14]。這些機型普遍具較大的裝機功率，收割效率高。收割作業(yè)時可完成扶蔗（旋轉(zhuǎn)的扶蔗筒梳理松開叉的甘蔗，并將倒伏的甘蔗扶起歸攏到收割行內(nèi)）、切尾（切除甘蔗頭部的稍葉）切根（切斷甘蔗的根部）、切段（把甘蔗切成小段）、清選（清選處理后的蔗段）、車、碎葉還田等工序，功能完善、自動化程度高[15-17]。凱斯 A8000 甘蔗收割機在世界主要甘蔗種植區(qū)被普及應用，如圖 1-1 所示。合收割 1.4m 行距的雙行和 1.5m 以上行距的單行甘蔗，整機質(zhì)量 14.8t，額定功260kw，采用輪式行走，速度可達 20km/h。凱斯 A4000 其尺寸比傳統(tǒng)的甘蔗收獲小，整機質(zhì)量 6.7t，額定功率 128kw。適合單雙行，窄行距甘蔗收獲，可以高效地獲 0.9m 以上行距的甘蔗。

圖 1-3AS60 型甘蔗收割機 圖 1-4 4GQ-260 型甘蔗收割機（2）整桿式甘蔗收割機國內(nèi)整桿式甘蔗收割機主要有兩種型式：一種為切根和剝?nèi)~分段式，另一種為切根和剝?nèi)~聯(lián)合式。切根和剝?nèi)~分段式機型又稱為割鋪機。利用割鋪機把甘蔗切根后收集，甘蔗稈莖完整，保留蔗葉。后續(xù)再通過專門的剝?nèi)~機器去除蔗葉。分段式收割需要人工將收割的甘蔗喂入剝?nèi)~機，再由人力集堆裝載，此外利用剝?nèi)~機集中剝?nèi)~操作，產(chǎn)生大量的甘蔗葉需要處理，不利于蔗葉還田，輔助工作多，勞動強度大。此類機型沒有廣泛推廣。切根與剝?nèi)~聯(lián)合式的甘蔗收割機可一次完成甘蔗切根和剝?nèi)~等工作。該類機型一般包含扶蔗器、切根刀盤、剝?nèi)~裝置、輸送裝置等機構(gòu)。扶蔗器將田間收割行內(nèi)的甘蔗扶起，經(jīng)砍蔗刀盤裝置將甘蔗稈從根部切斷，通過剝?nèi)~裝置去除甘蔗的蔗葉，輸送裝置將去除蔗葉的甘蔗桿拋送出機體以便收集裝載。用此類機型收割交叉倒伏

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