本文對(duì)近年來焚燒秸稈屢禁不止,造成大氣污染的現(xiàn)象進(jìn)行了分析,認(rèn)為其主要原因是缺少高效的秸稈收集裝載機(jī)械,在秸稈收集加工過程中形成薄弱環(huán)節(jié),從而影響秸稈的綜合利用。因此,完善秸稈收集、運(yùn)輸、加工處理系列機(jī)械,提高系列機(jī)械的綜合性能,對(duì)推進(jìn)秸稈綜合利用程度的提升具有重要意義。抓草機(jī)是秸稈機(jī)械化收集和裝載運(yùn)輸必不可少的裝備之一,近年得到了快速發(fā)展,特別是在向著減輕駕駛的疲勞強(qiáng)度、提高駕駛的舒適性等綜合性能和智能化控制方面,成為研究的熱點(diǎn)。研究通過實(shí)地考察和查閱資料,分析了抓草機(jī)的現(xiàn)況及其相關(guān)智能控制技術(shù)的需求,介紹了工作裝置的結(jié)構(gòu)及其工作過程,并對(duì)工作裝置進(jìn)行了力學(xué)分析、對(duì)動(dòng)臂部分進(jìn)行了有限元分析、對(duì)舉升油缸進(jìn)行仿真分析。于此,提出了基于CAN總線的抓草機(jī)工作裝置的智能控制系統(tǒng)方案,設(shè)計(jì)了硬件模塊、軟件結(jié)構(gòu),并進(jìn)行了源程序的編寫。工作裝置智能控制系統(tǒng)包括兩個(gè)子系統(tǒng):抓取質(zhì)量記錄系統(tǒng)和抓舉高度顯示系統(tǒng)。抓取質(zhì)量記錄系統(tǒng)完成對(duì)抓舉貨物的稱重以及超載預(yù)警功能;抓舉高度顯示系統(tǒng)利用氣壓隨高度升高而下降的原理顯示抓舉貨物的具體高度位置。最后對(duì)抓草機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討,提出抓草機(jī)應(yīng)在智能化控制的基礎(chǔ)上有五個(gè)大的發(fā)展方向:總線化,兩極化,系列化,網(wǎng)絡(luò)化,綠色化。本文提出并設(shè)計(jì)了抓草機(jī)工作裝置的智能控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了貨物稱重,超載預(yù)警和高度顯示的功能,對(duì)推進(jìn)抓草機(jī)的智能化發(fā)展有一定的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S22
【部分圖文】：

工作裝置的電子控制：包括動(dòng)臂舉升自動(dòng)限位電子控制系統(tǒng)、抓頭自動(dòng)放平電子控制統(tǒng)、工作裝置行駛減振電子控制系統(tǒng)和有效載荷測(cè)量系統(tǒng)等。銷軸潤(rùn)滑系統(tǒng)：能為工作裝置上的銷軸提供潤(rùn)滑服務(wù)，并使銷軸作業(yè)易于完成。液壓泵電子管理系統(tǒng)：自動(dòng)監(jiān)控液壓泵的運(yùn)行狀態(tài)[15]。上述的電子控制技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的裝載機(jī)上都各有應(yīng)用，如果稍加變化將其應(yīng)用在抓草上是可行的。3 抓草機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)，工作過程及其設(shè)計(jì)要求抓草機(jī)工作裝置主要由爪頭和支持爪頭進(jìn)行抓舉作業(yè)的連桿系統(tǒng)組成，依靠這套裝置草機(jī)可以對(duì)散料以及其它貨物進(jìn)行裝載作業(yè)。3.1 工作裝置結(jié)構(gòu)抓草機(jī)工作裝置的結(jié)構(gòu)和性能直接影響整機(jī)的工作尺寸和性能參數(shù)，因此工作裝置的理性直接影響抓草機(jī)的生產(chǎn)效率、工作負(fù)荷、動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)特性、不同工況下的作業(yè)效果、作循環(huán)周期、外形尺寸和發(fā)動(dòng)機(jī)功率等。抓草機(jī)工作裝置有多重形式，根據(jù)桿數(shù)和運(yùn)動(dòng)特可分為正轉(zhuǎn)四桿、正轉(zhuǎn)五桿、正轉(zhuǎn)六桿、反轉(zhuǎn)六桿、正轉(zhuǎn)八桿等類型。本文以常見的反轉(zhuǎn)桿式結(jié)構(gòu)的工作裝置為例，敘述工作裝置的結(jié)構(gòu)組成。

空載運(yùn)輸工況：卸載結(jié)束后，抓草機(jī)再由卸載地點(diǎn)空載返回裝載地點(diǎn)。3.3 工作裝置設(shè)計(jì)要求根據(jù)抓草機(jī)的作業(yè)特點(diǎn)，其工作裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：①抓草機(jī)工作裝置應(yīng)具有較強(qiáng)的作業(yè)能力，爪頭插入料堆的阻力要小，插入料堆后的抓起力度大、能耗小。工作裝置的各個(gè)桿件受力狀態(tài)良好，強(qiáng)度壽命合理。結(jié)構(gòu)和工作尺寸適應(yīng)生產(chǎn)條件需要，且生產(chǎn)效率高。工作裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制造及維修容易，操作使用方便。②爪頭由運(yùn)輸工況被舉升到最高卸載位置的過程中，爪頭應(yīng)作平移運(yùn)動(dòng)，以此避免物料撒出。③抓草機(jī)爪頭在從運(yùn)輸工況至最高位置之間的任一高度都能使物料完全卸載，因此工作裝置的卸載角、卸載高度和卸載距離需設(shè)計(jì)合理。④爪頭能自動(dòng)放平，即爪頭在最高位置卸載后，閉鎖翻轉(zhuǎn)油缸，下放動(dòng)臂，爪頭能自動(dòng)變?yōu)椴迦牍r的功能。⑤抓草機(jī)各個(gè)工況作業(yè)時(shí)，工作裝置不能出現(xiàn)構(gòu)件互相干擾、死點(diǎn)、自鎖和機(jī)構(gòu)撕裂等現(xiàn)象。4 工作裝置的靜力學(xué)分析以某廠某型抓草機(jī)為例進(jìn)行靜力學(xué)分析，該型號(hào)抓草機(jī)如圖 4-1 所示，具體參數(shù)見表4-1。

玉米秸稈 5-10 0.06-0.068大豆秸稈 1-1.5 0.004-0.0045表 4-3 料堆高度系數(shù) K2料堆高度（m） 4 5 6 7 8 9 10K20.55 0.6 0.8 0.9 1.00 1.05 1.10（2）掘起阻力掘起阻力是指爪頭插入料堆一定深度后，舉升動(dòng)臂時(shí)物料對(duì)爪頭的反作用力。掘起阻力同樣與物料的種類、密度、松散程度以及物料與鏟斗之間的摩擦阻力有關(guān)。掘起阻力主要是剪切阻力。最大掘起阻力通常發(fā)生在爪頭開始舉升的時(shí)刻，此時(shí)爪頭中物料與料堆之間剪切面積最大，隨著動(dòng)臂的舉升掘起阻力逐漸減小。由試驗(yàn)得出爪頭開始舉升時(shí)物料的掘起阻力符合下式F = 2.2KBL （式 4-2）式 4-2 中 Fz——爪頭開始舉升時(shí)物料的掘起阻力，單位 N；K——開始舉升爪頭時(shí)物料的剪切應(yīng)力，它通過試驗(yàn)測(cè)定；B——爪頭寬度，m；Lc——爪頭插入料堆的深度，m。（3）翻轉(zhuǎn)阻力矩當(dāng)爪頭插入料堆一定深度后，用抓取油缸使上爪齒向下爪齒方向作抓緊物料的動(dòng)作，翻轉(zhuǎn)油缸使爪頭向后翻轉(zhuǎn) α 角（防止物料運(yùn)輸過程中物料傾撒），然后動(dòng)臂提升至運(yùn)輸位置。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2841036