機(jī)械化收割甘蔗過程中，收割損失和宿根破頭是目前普遍存在且不可避免的問題，但是過高的收割損失和破頭率嚴(yán)重影響了蔗民的經(jīng)濟(jì)收入和甘蔗宿根來年的發(fā)芽率。因此，如何減少破頭率和收割損失成為甘蔗收割機(jī)研發(fā)過程中的一項(xiàng)重要課題，對(duì)此課題的研究具有重要意義。 導(dǎo)致甘蔗收割破頭與收割損失的因素較多，而收割過程中切割刀盤距離蔗田地面的高度就是其中一項(xiàng)重要因素。我國南方甘蔗大部分都種植在丘陵地帶，地勢(shì)起伏不平，并且甘蔗葉子較長(zhǎng)且密集，蔗田雜草一般也較多，因此對(duì)地面高度變化進(jìn)行檢測(cè)和對(duì)切割刀盤距離蔗田地面高度進(jìn)行控制存在較大難度。 為了解決這一技術(shù)難題，本論文結(jié)合我國南方蔗田特點(diǎn)和現(xiàn)有甘蔗收割機(jī)結(jié)構(gòu)，采用機(jī)械、液壓、傳感器、計(jì)算機(jī)和電子等技術(shù)，研究設(shè)計(jì)了一種能夠讓切割刀盤隨著蔗田的高低起伏而上下移動(dòng)的位置控制系統(tǒng)，即刀盤仿形控制系統(tǒng)，使切割刀盤在工作時(shí)與地面始終保持設(shè)定的高度，從而有效地降低收割損失和宿根破頭率。 本文設(shè)計(jì)了一款擺臂式的地形檢測(cè)裝置，并利用Adams仿真軟件對(duì)其進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力學(xué)仿真，理論上驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)的可行性及其優(yōu)點(diǎn)。采用電液比例技術(shù)設(shè)計(jì)了液壓系統(tǒng)，利用AMESim軟件建立液壓系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了液壓系統(tǒng)和控制算法的有效性和可行性。以MSP430F149單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)了控制器硬件電路，并利用C語言編寫了控制程序，對(duì)軟硬件進(jìn)行了調(diào)試。在VC++6.0軟件下利用面向?qū)ο蟮腃++語言設(shè)計(jì)了上位機(jī)監(jiān)測(cè)軟件。對(duì)本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：S225.53;TP273
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 國內(nèi)外刀盤仿形控制系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r
        1.2.1 國外刀盤仿形控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 國內(nèi)刀盤仿形系統(tǒng)控制發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 課題研究的內(nèi)容與意義
        1.4.1 課題研究的意義
        1.4.2 課題研究的內(nèi)容
第2章 刀盤仿形隨動(dòng)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
    2.1 甘蔗種植情況和整桿式甘蔗收割機(jī)介紹
        2.1.1 整桿式甘蔗聯(lián)合收割機(jī)總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
        2.1.2 我國南方甘蔗種植作業(yè)情況分析
        2.1.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
    2.2 系統(tǒng)構(gòu)成、原理分析及功能規(guī)劃
        2.2.1 系統(tǒng)基本構(gòu)成和工作原理
        2.2.2 系統(tǒng)功能規(guī)劃
    2.3 系統(tǒng)開發(fā)流程
    2.4 本章小結(jié)
第3章 地形檢測(cè)裝置機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真
    3.1 檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)分析
        3.1.1 弧形擺臂特性分析
        3.1.2 弧形擺臂式檢測(cè)裝置工作原理
    3.2 檢測(cè)裝置三維建模
        3.2.1 SolidWorks 軟件介紹
        3.2.2 零部件建模
        3.2.3 檢測(cè)裝置裝配模型
    3.3 檢測(cè)裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)仿真分析
        3.3.1 甘蔗聯(lián)合收割機(jī)地面地形檢測(cè)裝置仿真分析的目的
        3.3.2 Adams 軟件介紹
        3.3.3 三維模型從 SolidWorks 導(dǎo)入到 Adams
        3.3.4 檢測(cè)裝置仿真分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 割臺(tái)升降電液比例系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真分析
    4.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
    4.2 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)分析與計(jì)算
    4.3 液壓系統(tǒng)建模與仿真
        4.3.1 AMESim 仿真軟件介紹
        4.3.2 割臺(tái)升降液壓系統(tǒng)仿真
    4.4 本章小結(jié)
第5章 仿形控制器硬件電路設(shè)計(jì)
    5.1 硬件電路設(shè)計(jì)規(guī)劃
    5.2 功能電路設(shè)計(jì)
        5.2.1 微控制器芯片介紹
        5.2.2 模擬信號(hào)采集電路
        5.2.3 按鍵與液晶顯示電路
        5.2.4 串行通訊電路設(shè)計(jì)
        5.2.5 驅(qū)動(dòng)放大電路
        5.2.6 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)
        5.2.7 硬件電路抗干擾設(shè)計(jì)
    5.3 本章小結(jié)
第6章 控制系統(tǒng)及上位機(jī)監(jiān)測(cè)軟件設(shè)計(jì)
    6.1 下位機(jī)控制程序設(shè)計(jì)
        6.1.1 軟件設(shè)計(jì)規(guī)劃
        6.1.2 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
        6.1.3 控制算法與程序設(shè)計(jì)
        6.1.4 割臺(tái)仿形控制系統(tǒng)控制與保護(hù)
        6.1.5 軟件可靠性設(shè)計(jì)
    6.2 上位機(jī)監(jiān)測(cè)軟件設(shè)計(jì)
        6.2.1 軟件主界面設(shè)計(jì)
        6.2.2 串行通訊功能
        6.2.3 數(shù)據(jù)庫程序
        6.2.4 曲線繪制功能
    6.3 本章小結(jié)
第7章 試驗(yàn)驗(yàn)證
    7.1 試驗(yàn)原理
    7.2 試驗(yàn)系統(tǒng)介紹
    7.3 試驗(yàn)驗(yàn)證與分析
    7.4 本章小結(jié)
第8章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果

【參考文獻(xiàn)】

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