精整地機(jī)設(shè)計(jì)與鎮(zhèn)壓力反饋控制技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-19 05:58
我國蔬菜種植面積超過2000萬公頃,居世界首位,但蔬菜機(jī)械化生產(chǎn)水平和效率較低。精整地是蔬菜機(jī)械化生產(chǎn)的首要環(huán)節(jié),其一次作業(yè)完成后即可獲得表土細(xì)平、中間松塇、深層松動(dòng)的土壤種(苗)床,這為蔬菜生長創(chuàng)造了有利條件。國內(nèi)已開展了精整地裝備的研發(fā)工作,但整機(jī)作業(yè)性能仍不完善。為解決精整地作業(yè)后土壤緊實(shí)度不均勻的問題,提高精整地機(jī)對不同土壤環(huán)境的適應(yīng)性,本文在整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,研發(fā)了一種可實(shí)時(shí)監(jiān)測土壤對鎮(zhèn)壓輥反力的鎮(zhèn)壓部件,并運(yùn)用智能控制技術(shù)對鎮(zhèn)壓輥的鎮(zhèn)壓深度進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié),以維持壟面土壤緊實(shí)度的均勻性,主要研究包括以下幾個(gè)部分:1、精整地機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。依據(jù)精整地作業(yè)要求,考慮功耗和機(jī)具作業(yè)的靈活性,設(shè)計(jì)了單刀軸旋耕碎土、鎮(zhèn)壓、起壟相集成的精整地機(jī),完成了傳動(dòng)方案、旋耕碎土部件和鎮(zhèn)壓部件的參數(shù)計(jì)算。為提高壟面鎮(zhèn)壓質(zhì)量,鎮(zhèn)壓輥采用主動(dòng)鎮(zhèn)壓的方式,并設(shè)計(jì)了鎮(zhèn)壓力可實(shí)時(shí)測量和鎮(zhèn)壓深度可調(diào)節(jié)的裝置。2、鎮(zhèn)壓輥與土壤互作關(guān)系研究。采用離散元軟件中的非線性彈塑性粘結(jié)接觸模型(Edinburgh Elasto-Plastic Adhesion)建立土壤與土壤、土壤與鎮(zhèn)壓輥的接觸力學(xué)關(guān)系,仿真了土壤鎮(zhèn)壓作業(yè)過...
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 國內(nèi)外精整地機(jī)研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外精整地機(jī)研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)精整地機(jī)研究現(xiàn)狀
1.3 土壤緊實(shí)度測量與調(diào)節(jié)方法研究現(xiàn)狀
1.4 觸土部件與土壤互作用關(guān)系研究現(xiàn)狀
1.5 主要研究內(nèi)容
第2章 精整地機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理
2.1.1 整機(jī)總體結(jié)構(gòu)介紹
2.1.2 工作原理
2.2 整機(jī)設(shè)計(jì)主要參數(shù)
2.3 整機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.3.1 傳動(dòng)路線
2.3.2 齒輪傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算
2.4 旋耕碎土部件設(shè)計(jì)
2.4.1 旋耕機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析
2.4.2 旋耕刀與刀軸的設(shè)計(jì)
2.5 土壤鎮(zhèn)壓部件設(shè)計(jì)
2.5.1 鎮(zhèn)壓輥的設(shè)計(jì)
2.5.2 鎮(zhèn)壓力監(jiān)測控制裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.6 本章小結(jié)
第3章 基于DEM的鎮(zhèn)壓輥與土壤互作力關(guān)系研究
3.1 離散元法概述
3.2 土壤與鎮(zhèn)壓輥接觸力學(xué)模型
3.2.1 EEPA接觸模型
3.2.2 土壤顆粒模型
3.2.3 土壤顆粒床模型和鎮(zhèn)壓輥幾何仿真模型構(gòu)建
3.3 仿真與結(jié)果分析
3.3.1 鎮(zhèn)壓深度對鎮(zhèn)壓輥受力影響仿真分析
3.3.2 鎮(zhèn)壓輥前進(jìn)速度對其受力影響的仿真分析
3.3.3 不同土壤含水率對鎮(zhèn)壓輥受力影響分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 鎮(zhèn)壓力控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
4.1 主控芯片選型
4.2 傳感器選型安裝
4.3 ADC信號采集模塊設(shè)計(jì)
4.4 TFT-LCD液晶顯示模塊設(shè)計(jì)
4.5 SD卡存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)
4.6 數(shù)據(jù)通訊模塊設(shè)計(jì)
4.7 電動(dòng)推桿的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)
4.8 本章小結(jié)
第5章 鎮(zhèn)壓力控制系統(tǒng)的控制器及軟件設(shè)計(jì)
5.1 模糊控制簡介
5.2 鎮(zhèn)壓力模糊控制器設(shè)計(jì)
5.4 鎮(zhèn)壓力控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
5.5 本章小結(jié)
第6章 精整地機(jī)作業(yè)性能試驗(yàn)
6.1 田間試驗(yàn)情況
6.1.1 控制器調(diào)試
6.1.2 試驗(yàn)田塊及試驗(yàn)設(shè)備
6.1.3 試驗(yàn)因素及水平的選定
6.2 土壤緊實(shí)度穩(wěn)定性的單因素試驗(yàn)分析
6.2.1 牽引速度對土壤緊實(shí)度穩(wěn)定性的影響
6.2.2 鎮(zhèn)壓深度對土壤緊實(shí)度穩(wěn)定性的影響
6.3 鎮(zhèn)壓力模糊控制動(dòng)作過程分析
6.4 鎮(zhèn)壓力模糊控制功能試驗(yàn)
6.5 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
7.1 工作總結(jié)
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
科研成果及參加研究課題
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于離散元法的凸圓刃式深松鏟減阻效果仿真分析與試驗(yàn)[J]. 馬躍進(jìn),王安,趙建國,郝建軍,李建昌,馬璐萍,趙偉博,吳月. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2019(03)
[2]國內(nèi)外蔬菜生產(chǎn)裝備技術(shù)對比[J]. 劉慧佳,孫文財(cái). 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè). 2018(08)
[3]設(shè)施蔬菜規(guī);a(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)機(jī)械化技術(shù)現(xiàn)狀與應(yīng)用[J]. 王程,卞麗娜,李繼偉. 農(nóng)業(yè)裝備技術(shù). 2018(04)
[4]基于土壤堅(jiān)實(shí)度的仿形彈性鎮(zhèn)壓輥鎮(zhèn)壓力實(shí)時(shí)測量方法[J]. 賈洪雷,王萬鵬,陳志,莊健,王文君,劉慧力. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2018(04)
[5]蔬菜做畦裝備的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 管春松,胡檜,陳永生,高慶生,楊雅婷. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(17)
[6]我國蔬菜生產(chǎn)概況及機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 肖體瓊,崔思遠(yuǎn),陳永生,何春霞. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2017(08)
[7]丘陵地區(qū)雙向仿形鎮(zhèn)壓裝置設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 趙淑紅,劉宏俊,譚賀文,楊悅乾,張先民. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(04)
[8]土壤緊實(shí)度對馬鈴薯根系、匍匐莖、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 王玉萍,周曉潔,盧瀟,梁延超,張小微,王潤潤. 中國沙漠. 2016(06)
[9]我國設(shè)施蔬菜機(jī)械化起壟技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 高慶生,胡檜,陳清,陳永生,管春松,楊雅婷. 中國蔬菜. 2016(05)
[10]基于EDEM離散元法的深松鏟仿真與試驗(yàn)研究[J]. 鄧佳玉,胡軍,李慶達(dá),李海亮,于天馳. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2016(04)
博士論文
[1]大豆精密播種機(jī)種溝構(gòu)建技術(shù)及開溝裝置研究[D]. 鄭嘉鑫.吉林大學(xué) 2017
[2]基于離散元法的秸稈—土壤—旋耕刀相互作用機(jī)理研究[D]. 方會(huì)敏.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]精密播種機(jī)覆土與鎮(zhèn)壓過程對種子觸土后位置控制的研究[D]. 王景立.吉林大學(xué) 2012
[4]基于模擬月壤的輪壤關(guān)系研究[D]. 陳斌.吉林大學(xué) 2010
碩士論文
[1]大豆耕播機(jī)觸土關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)及測試技術(shù)研究[D]. 羅曉峰.吉林大學(xué) 2017
[2]茶園小型微耕機(jī)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 徐成剛.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]蔬菜聯(lián)合精整地機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D]. 張浪.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2015
[4]1GZML-350聯(lián)合整地機(jī)設(shè)計(jì)與滅茬部件參數(shù)優(yōu)化[D]. 趙大勇.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 2014
[5]變速聯(lián)合耕整地機(jī)性能研究與設(shè)計(jì)[D]. 宋平平.吉林大學(xué) 2013
[6]基于離散元法的弧形深松鏟工作過程仿真分析[D]. 李玲玲.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[7]1GZL-140(2)耕整聯(lián)合作業(yè)機(jī)的研究[D]. 譚宏杰.吉林大學(xué) 2009
[8]土壤環(huán)境對蔬菜中重金屬物質(zhì)含量的影響研究[D]. 郭萍.西南大學(xué) 2008
[9]雙輥秸稈還田旋耕機(jī)的研制開發(fā)[D]. 劉小偉.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2000
本文編號:3040701
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 國內(nèi)外精整地機(jī)研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外精整地機(jī)研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)精整地機(jī)研究現(xiàn)狀
1.3 土壤緊實(shí)度測量與調(diào)節(jié)方法研究現(xiàn)狀
1.4 觸土部件與土壤互作用關(guān)系研究現(xiàn)狀
1.5 主要研究內(nèi)容
第2章 精整地機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理
2.1.1 整機(jī)總體結(jié)構(gòu)介紹
2.1.2 工作原理
2.2 整機(jī)設(shè)計(jì)主要參數(shù)
2.3 整機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.3.1 傳動(dòng)路線
2.3.2 齒輪傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算
2.4 旋耕碎土部件設(shè)計(jì)
2.4.1 旋耕機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析
2.4.2 旋耕刀與刀軸的設(shè)計(jì)
2.5 土壤鎮(zhèn)壓部件設(shè)計(jì)
2.5.1 鎮(zhèn)壓輥的設(shè)計(jì)
2.5.2 鎮(zhèn)壓力監(jiān)測控制裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.6 本章小結(jié)
第3章 基于DEM的鎮(zhèn)壓輥與土壤互作力關(guān)系研究
3.1 離散元法概述
3.2 土壤與鎮(zhèn)壓輥接觸力學(xué)模型
3.2.1 EEPA接觸模型
3.2.2 土壤顆粒模型
3.2.3 土壤顆粒床模型和鎮(zhèn)壓輥幾何仿真模型構(gòu)建
3.3 仿真與結(jié)果分析
3.3.1 鎮(zhèn)壓深度對鎮(zhèn)壓輥受力影響仿真分析
3.3.2 鎮(zhèn)壓輥前進(jìn)速度對其受力影響的仿真分析
3.3.3 不同土壤含水率對鎮(zhèn)壓輥受力影響分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 鎮(zhèn)壓力控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
4.1 主控芯片選型
4.2 傳感器選型安裝
4.3 ADC信號采集模塊設(shè)計(jì)
4.4 TFT-LCD液晶顯示模塊設(shè)計(jì)
4.5 SD卡存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)
4.6 數(shù)據(jù)通訊模塊設(shè)計(jì)
4.7 電動(dòng)推桿的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)
4.8 本章小結(jié)
第5章 鎮(zhèn)壓力控制系統(tǒng)的控制器及軟件設(shè)計(jì)
5.1 模糊控制簡介
5.2 鎮(zhèn)壓力模糊控制器設(shè)計(jì)
5.4 鎮(zhèn)壓力控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
5.5 本章小結(jié)
第6章 精整地機(jī)作業(yè)性能試驗(yàn)
6.1 田間試驗(yàn)情況
6.1.1 控制器調(diào)試
6.1.2 試驗(yàn)田塊及試驗(yàn)設(shè)備
6.1.3 試驗(yàn)因素及水平的選定
6.2 土壤緊實(shí)度穩(wěn)定性的單因素試驗(yàn)分析
6.2.1 牽引速度對土壤緊實(shí)度穩(wěn)定性的影響
6.2.2 鎮(zhèn)壓深度對土壤緊實(shí)度穩(wěn)定性的影響
6.3 鎮(zhèn)壓力模糊控制動(dòng)作過程分析
6.4 鎮(zhèn)壓力模糊控制功能試驗(yàn)
6.5 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
7.1 工作總結(jié)
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
科研成果及參加研究課題
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于離散元法的凸圓刃式深松鏟減阻效果仿真分析與試驗(yàn)[J]. 馬躍進(jìn),王安,趙建國,郝建軍,李建昌,馬璐萍,趙偉博,吳月. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2019(03)
[2]國內(nèi)外蔬菜生產(chǎn)裝備技術(shù)對比[J]. 劉慧佳,孫文財(cái). 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè). 2018(08)
[3]設(shè)施蔬菜規(guī);a(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)機(jī)械化技術(shù)現(xiàn)狀與應(yīng)用[J]. 王程,卞麗娜,李繼偉. 農(nóng)業(yè)裝備技術(shù). 2018(04)
[4]基于土壤堅(jiān)實(shí)度的仿形彈性鎮(zhèn)壓輥鎮(zhèn)壓力實(shí)時(shí)測量方法[J]. 賈洪雷,王萬鵬,陳志,莊健,王文君,劉慧力. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2018(04)
[5]蔬菜做畦裝備的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 管春松,胡檜,陳永生,高慶生,楊雅婷. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(17)
[6]我國蔬菜生產(chǎn)概況及機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 肖體瓊,崔思遠(yuǎn),陳永生,何春霞. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2017(08)
[7]丘陵地區(qū)雙向仿形鎮(zhèn)壓裝置設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 趙淑紅,劉宏俊,譚賀文,楊悅乾,張先民. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(04)
[8]土壤緊實(shí)度對馬鈴薯根系、匍匐莖、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 王玉萍,周曉潔,盧瀟,梁延超,張小微,王潤潤. 中國沙漠. 2016(06)
[9]我國設(shè)施蔬菜機(jī)械化起壟技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 高慶生,胡檜,陳清,陳永生,管春松,楊雅婷. 中國蔬菜. 2016(05)
[10]基于EDEM離散元法的深松鏟仿真與試驗(yàn)研究[J]. 鄧佳玉,胡軍,李慶達(dá),李海亮,于天馳. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2016(04)
博士論文
[1]大豆精密播種機(jī)種溝構(gòu)建技術(shù)及開溝裝置研究[D]. 鄭嘉鑫.吉林大學(xué) 2017
[2]基于離散元法的秸稈—土壤—旋耕刀相互作用機(jī)理研究[D]. 方會(huì)敏.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]精密播種機(jī)覆土與鎮(zhèn)壓過程對種子觸土后位置控制的研究[D]. 王景立.吉林大學(xué) 2012
[4]基于模擬月壤的輪壤關(guān)系研究[D]. 陳斌.吉林大學(xué) 2010
碩士論文
[1]大豆耕播機(jī)觸土關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)及測試技術(shù)研究[D]. 羅曉峰.吉林大學(xué) 2017
[2]茶園小型微耕機(jī)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 徐成剛.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]蔬菜聯(lián)合精整地機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D]. 張浪.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2015
[4]1GZML-350聯(lián)合整地機(jī)設(shè)計(jì)與滅茬部件參數(shù)優(yōu)化[D]. 趙大勇.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 2014
[5]變速聯(lián)合耕整地機(jī)性能研究與設(shè)計(jì)[D]. 宋平平.吉林大學(xué) 2013
[6]基于離散元法的弧形深松鏟工作過程仿真分析[D]. 李玲玲.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[7]1GZL-140(2)耕整聯(lián)合作業(yè)機(jī)的研究[D]. 譚宏杰.吉林大學(xué) 2009
[8]土壤環(huán)境對蔬菜中重金屬物質(zhì)含量的影響研究[D]. 郭萍.西南大學(xué) 2008
[9]雙輥秸稈還田旋耕機(jī)的研制開發(fā)[D]. 劉小偉.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2000
本文編號:3040701
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