4道捆绳大方捆捡拾压捆机压缩机构设计及运动仿真

在4道捆绳大方捆捡拾压捆机设计过程中，以其压缩机构关键工作部件活塞为研究对象，采用SolidWorks软件建立活塞零件与装配体的3维模型，利用ADAMS软件对活塞进行运动仿真，仿真时间5 s，活塞压缩频率42 rmin，得到活塞的行程为710 mm，活塞压缩推程速度最大值为0.85 ms，回程速度最大值为0.91 ms，活塞加速度为－1.58 ms2≤a≤2.21 ms2，活塞与连杆铰接点X方向的受力最大值是2 788 kN，曲柄匀速转动驱动力矩－264.4 N·m≤T≤174.4 N·m。仿真结果为4道捆绳大方捆捡拾压捆机压缩机构的优化设计提供了理论依据，缩短了设计周期，提高了设计效率。      

拖拉机电动悬挂机构性能分析及参数优化

以某国产26 kW拖拉机悬挂机构为研究对象,在ADAMS/View中建立基于电动推杆的拖拉机电动悬挂机构模型对其进行动力学仿真分析,得出运动过程中电动推杆出力变化曲线图。选择提升臂长度、提升杆长度、上拉杆铰接点位置、提升杆与下拉杆铰接点位置、电动推杆与提升臂铰接点位置为变量,采用单因素和多因素组合试验设计法对电动悬挂机构结构参数进行优化,分析5个参数变化对电动推杆出力变化的影响规律,并优化确定悬挂机构的最佳结构参数组合。结果表明,优化前后推杆出力最大值降低36%,平均值降低51%,为电动悬挂机构选型试验研究提供依据。室内台架试验结果表明:电动悬挂装置提升时间小于等于3 s,提升行程大于420 mm,最大提升力大于5.8 kN,满足设计要求同时也验证仿真分析的正确性。     

自卸液压油缸总成的维修

一、自卸机构的结构 自卸车的自卸机构主要包括车箱、动力输出装置、举倾装置和后箱板自动开闭装置等组成。发动机驱动液压泵,高压油经分配阀、油管进入举升液压缸,推动活塞杆使车厢倾翻。通过操纵系统控制,可使车厢停止在任何需要的位置。     

4自由度冗余驱动并联机构运动学和工作空间分析

提出了能实现二维转动和二维移动的空间4-UPS-RPU4自由度冗余驱动并联机构,并对该机构进行了运动学和工作空间分析。4-UPS-RPU并联机构包含5条驱动分支,其中4条分支为UPS(虎克铰-移动副-球副)结构,1条分支为RPU(转动副-移动副-虎克铰)结构。建立了该机构的位置反解数学模型,推导出了该机构的速度雅可比矩阵和加速度分析表达式,求解了机构的位置反解、速度和加速度,并在此基础上分析该机构的工作空间。研究结果为4-UPS-RPU冗余驱动并联机构的实际应用提供了理论依据。     

丘陵山地无人车振动特性试验研究

为探索丘陵山地无人车振动特性,以丘陵山地无人车为研究对象,进行了振动特性试验。在无人车车体选择11个测试点,设计6组试验方案,综合分析测点位置、发动机油门大小和路面不平度对无人车振动特性的影响。试验结果表明,测点3（车架左前部）是无人车整车最合适安装传感器位置,在无人车正常行走、油门1/2位置、挂1档工况下,加速度最大值为47.4 m/s2,加速度最小值为-50.36 m/s2,加速度平均幅值为5.092 m/s2,加速度有效值仅为6.864 m/s2,说明该测点振动表现稳定;其他合适的测点为测点4和测点9。发动机油门大小对于加速度最大值、加速度最小值、加速度平均幅值、加速度方根幅值、加速度有效值均有显著影响,同一测点下,油门1/2和油门3/4相比较初始油门,加速度平均幅值增大297.1%和322.8%。路面不平度对于无人车振动有显著影响：在水泥路面上,无人车底盘加速度值最小,而在沙壤土、黏土和干沙土三种路况下,底盘加速度值分别增加81.23%,77.91%和1.31%。同时提出降低发动机高频振动、增加阻尼、传感器工作时降低行驶速度等减振措施。     

基于SolidWorks的压捆机六杆式压缩机构运动仿真

以压捆机六杆式压缩机构为研究对象,利用SolidWorks软件建立了六杆机构零件与装配体的三维模型,通过Motion插件对压缩机构的主要构件活塞进行了运动仿真,获得了活塞的速度、加速度、位移以及活塞铰接点作用力的变化规律,为压缩机构的结构设计和工程应用提供了理论依据,缩短了设计周期,提高了设计效率。     

柔性并联机器人非线性摩擦动力学建模与速度规划

为了实现柔性并联机器人的高速、高精度控制,基于HensensKostic理论,计入关节非线性摩擦力建立了Lagrange动力学误差模型,测试了补偿前后机器人的单点定位误差。基于机构最大速度和加速度约束条件,分析了S型和常用T型2种速度规划算法下机器人的位置误差和速度性能。仿真结果表明:T型速度规划位置和速度跟踪最大误差为78.1μm和11.4 mm/s,而S型速度规划分别是37.8μm和3.72 mm/s,且2个终止点定位误差仅为8.1μm和8.9μm;速度性能方面,S型速度峰值误差变化最大仅为1.74 mm/s,远小于T型速度规划的6.88 mm/s。可见,在高速下S型速度规划算法保证了较高的位置跟踪精度尤其是定位精度,速度尖峰突变小且整体曲线相对平缓,大幅提高了速度跟踪精度和运动平稳性,更易于实现机器人高速、高精度平稳控制。实验测试了机器人连续运动下定点位置误差,仿真所得位置误差小于实测数据,存在100μm左右的误差,但所得结论一致,验证了仿真分析的有效性。     

基于Workbench的深海钻机收放机构有限元分析

以深海钻机收放机构为研究对象,建立收放机构Solid Works模型并简化,利用Workbench对收放机构进行有限元分析。通过对收放机构整体结构以及收放液压缸、支撑底座及各铰接点的连接销轴等关键零部件在最大工作载荷工况下的应力应变云图进行分析,验证了各零件强度、刚度符合实际使用需求,为深海钻机收放机构的设计提供了理论基础。     

铁牛-55型拖拉机悬挂机构的优化设计

对铁占－５５型拖拉机悬挂机构进行了运动分析,利用提升杆与下拉杆铰接点建立两个四杆机构的内在联系,为悬挂机构的优化设计提供简捷途径,结果表明,提升杆长度的变化对提升能力影响很小,提升杆与下拉杆的铰接点距下拉杆回转铰链点的合理距离为４７０ｎｍ,相应的提升能力较原设计提高７．１２％。     

往复式切割器偏心轮曲柄摆杆机构运动仿真

阐述了往复式切割器的驱动机构——偏心轮曲柄摆杆机构的基本结构与工作原理,运用矢量方法对机构的运动规律进行了分析和理论推导,得出了机构的运动方程;利用动力学仿真软件ADAMS对该机构进行了运动仿真分析,得到了运动曲线图和对机架的激振力大小及变化规律。仿真结果表明:当输入转速为400 rmin时,切割器的运动周期是0.15 s,行程76 mm,速度为-1.5～1.73 ms,加速度为-69.5～68.6 ms2;切割器运动时对机架产生的作用力为简谐载荷,当输入转速为469 rmin时,载荷大小为1 393 N。通过理论与仿真分析,为偏心轮曲柄摆杆机构的优化设计和动力学分析提供了理论依据。      

现代果园作业平台设计与试验

针对现代矮砧密植果园中苹果采摘、运输等作业环节劳动强度大、人工作业效率低以及人工作业安全保障性差等问题,设计制造了一种现代果园作业平台。该作业平台采用全液压驱动系统,前轮转向,后轮驱动,具备低速大扭矩特征,通过液压缸升降实现果箱在作业平台中装卸和平台的升降以及扩展功能。对样机进行爬坡、转弯和行走等性能测试,相关指标达到设计要求。结果表明,样机升降1.3 m,最大行驶速度8 km/h,最小转弯4 m,平台展开宽度3 m及外形空间尺寸等指标,满足工作实际要求,适合现代矮砧密植果园作业模式需求。      

4YZS-4型制种玉米收获机果穗箱支架结构优化

为提高4YZS-4型制种玉米收获机的稳定性，构建了典型工况下的果穗箱支架力学模型。通过有限元模拟，找到了最大应力和最大位移发生位置，进而对结构进行优化。优化后的结构承受的最大应力、最大位移以及Y方向最大位移分别减少了5.6%、6.8%和26%。该研究为今后玉米收获机果穗箱及支架的设计提供参考。      

秧蔓夹持输送液压系统性能分析

为实现花生联合收获机的轻简化，设计了花生秧蔓夹持输送液压系统。基于花生联合收获机秧蔓夹持输送系统工作特点，分析了不同夹持输送速度工况下液压系统的工作性能。当秧蔓夹持输送系统驱动马达输入流量17 L/min时，随着秧蔓喂入，系统压力急剧升高，夹持链条出现严重的堵塞现象；当驱动马达输入流量20 L/min时，秧蔓喂入量较大时，系统偶尔出现压力升高点，压力升高点容易出现夹持链条堵塞的现象；当驱动马达输入流量23 L/min时，链条夹持秧蔓比较流畅，无堵塞现象。花生联合收获机秧蔓夹持输送液压系统工作特性分析，可为秧蔓夹持速度控制方法的研究提供理论依据。      

马铃薯联合收获机车身调平系统设计与试验

针对马铃薯联合收获机作业时车身不能随地形起伏变化自适应平衡，导致作业安全性低、收获损伤大、收获品质差的问题，设计了一种马铃薯联合收获机车身调平系统，该系统采用融合一阶惯性滤波的倾角传感器监测车身横向倾斜角度，干扰和抖动被有效抑制；通过车身调平机构动力学分析，建立了系统的数学模型；采用基于一阶惯性滤波的模糊PID算法控制比例阀驱动升降液压缸运动，从而实现马铃薯联合收获机车身自动调平。对车身调平系统进行仿真分析，结果表明：与传统PID算法相比，模糊PID具有更好的控制性能，系统调节时间缩短51.77%，上升时间缩短53.57%，最大超调量减小6.25%；对整机控制系统进行静态和动态试验测试，结果表明：在坡度-10°~10°范围内，系统自动调平时间小于4s，最大调平误差小于1°；车身在倾斜角10°工况下，使用模糊PID控制算法自动调平时间缩短约50%，静态试验结果与仿真分析结果相符；在起伏变化较大的路面以速度3.6km/h行驶时，车身倾斜角误差控制在±3°以内，较好地实现了马铃薯联合收获机车身自动调平控制，满足实际作业需求。     

闭式泵控三腔液压缸驱动装载机举升装置特性研究

装载机是一种频繁装卸货物的工程机械,在工作过程中其举升装置及其负载存在大量的重力势能,为回收利用这部分能量,提出闭式泵控三腔液压缸的装载机举升装置。将原有动臂非对称两腔液压缸改为对称液压缸,增加一个势能回收腔,并与蓄能器相连,直接回收与利用重力势能。闭式泵控液压系统通过伺服电机-定量泵驱动三腔液压缸,消除液压系统的节流和溢流损失,并通过采用速度-位置复合闭环控制策略提高举升装置的响应特性。首先对闭式泵控三腔液压缸举升装置工作原理进行分析,搭建其数学模型,并设计相应控制策略;然后构建该装置的多学科机电液联合仿真模型,并验证其可行性;最后构建该装置的试验测试平台,进一步分析其工作与能耗特性。试验结果表明,与无蓄能器参与工作的闭式泵控系统相比,采用该系统,液压缸的平均工作压力由10 MPa降为6 MPa,一个工作周期内系统能耗降低21. 2%;较原有阀控非对称液压缸系统,空载、半载和满载工况下能耗分别降低22. 7%、20. 9%和21. 5%。     

小型立式轴流脱粒装置试验台的设计

为减小现有联合收割机整机的尺寸,增加现有联合收割机在丘陵地区通过的灵活性,提出了将市场上普遍使用的横置式脱粒滚筒改为立式轴流脱粒装置的方案。同时,设计了一种小型立式轴流脱粒装置的试验台,可清晰地记录整个试验过程中主要工作部件的转速、扭矩、功耗和物料的喂入速度,以及在不同工况下脱粒装置的工作性能。当立式轴流脱粒滚筒的长度达到900mm时,整个脱粒装置的脱粒总损失率、含杂率及断穗籽粒率分别为1.43%、31.87%和1.06%。     

喂入量自适应技术在小型联合收割机中的应用

目前,西南地区收获机械化作业全部依靠驾驶员操作,操作水平的优劣导致作业效果千差万别,明显地体现在谷物收获的损失率和含杂率上。为此,拟通过喂入量自动控制系统的搭载,减小收割机在作业时的损失率、含杂率并降低驾驶员劳动强度。作业中,先获取割台升降液压缸的压力变化间接测量收割机作业时的喂入量,与设定的喂入量进行对比,当系统监测到作业喂入量超过设定喂入量偏差范围时,系统会指令执行机构调整收割机行走速度来动态调整收割机喂入量的值,使作业喂入量始终保持在设定的喂入量范围区间。在额定喂入量为1.5kg/s的联合收割机在旱田直线收获对比试验中,搭载有喂入量控制系统的损失率和含杂率分别为1.3%、2.4%,平均喂入量为1.49kg/s;未搭载喂入量控制系统的损失率和含杂率分别为2.6%和3.2%,平均喂入量为1.53kg/s。在田间综合对比试验中,搭载有喂入量控制系统的含杂率、平均喂入量、油耗分别为2.58%、1.52kg/s、3.44kg/667m²;未搭载喂入量控制系统的含杂率、平均喂入量、油耗分别为3.69%、1.68kg/s、3.84kg/667m²。该控制系统测量方法简单、安装方便,可明显降低收割机作业时的损失率和含杂率,也减轻了驾驶员的劳动强度,提高了收割机的作业性能和整机可靠性,具有良好的推广价值。     

PLC控制回字形烘干筒的丸粒化种子烘干装置研发

针对转筒式热风种子烘干装置占地大、能耗高的问题，设计开发了双筒PLC控制的烘干装置。该装置包括内外筒、拖轮、伺服电机、减速器、联轴器、齿轮、齿圈和支架等。烘干筒设计为回字形内外双筒，种子在内外筒往返运动，缩短整机长度、减少热损失。依据动力估算确定小齿轮和大齿轮参数，配置公称转矩250 N·m的SL90型十字滑块联轴器。基于西门子S7-200型PLC开发控制系统。选用安川SGM7J-08A型伺服电机控制机械部件转动，额定输出功率0.75 kW。PLC与伺服电机通讯对应0～10 V与0～32 000的数模转换，以上位指令驱动伺服电机运行。对装置开展试验测试，最大转速50 r/min、烘干温度50～60 ℃、功率0.55 kW。烘干丸粒化番茄种子效率10 kg/h，经60 min烘干，含水率降低10%。所研制的丸粒化种子烘干装置可实现转速智能控制，整机长度较单筒式减少40%，可减少热损失、提高热利用率。      

液电混动履带底盘电液系统联合仿真与试验

针对传统以液压驱动或纯电驱动的履带式农机装备功耗大、系统响应慢、电池续航短、功率扭矩输出不足等问题,本文提出了一种高效液电混动履带式行走底盘,集成了液压驱动和电驱动两套独立动力系统,双液压马达及双伺服电机的四轮驱动结构,可实现整机大扭矩输出,利于整机轻量化设计;通过伺服电机速度及力闭环控制,适应匹配底盘外负载的变化,可显著改善闭式液压驱动系统的动态输出特性,提高整机动态控制性能并降低工作能耗。基于AMESim与Matlab建立了电液混动系统的联合仿真模型,对比分析整机在平地直线行驶、山地爬坡、原地转向等不同工况的行驶动态性能,试验结果表明所设计的液电混合驱动履带底盘最大行驶速度可达1.1m/s,原地转弯时间最快为2.4s,最小转弯直径为150cm,可实现丘陵山地复杂地形转弯及调头;履带底盘直线行驶偏移率不大于3.3%;在相同工况下与液压驱动相比,液电混合动模式下整机能耗可减少9.3%,提高了整机工作效率。     

404 P型山地拖拉机液压调平系统设计与性能分析

为了促进国产山地拖拉机发展，选择自主研发的404P型山地拖拉机作为研究对象，对液压调平系统工作原理进行分析，建立车身高度和提升液压缸总长的函数关系，基于AMEsim软件平台构建液压调平系统的仿真模型并进行液压作业仿真。结果表明:当车身倾斜4°时液压系统调平时间为1.25 s，8°时调平时间为2.44 s，12°时调平时间为3.6 s。试验结果表明该液压系统基本满足实际作业需求。