基于玉米播深控制的农田地形模拟系统设计与试验

开展了玉米播种单体试验台用仿形机构研究，设计了一种可适用于地形上下起伏和地形倾斜的农田地形模拟系统。系统由地形模拟机构、液压系统、电控系统等组成。重点对地形模拟机构进行数学建模，得出了被仿形地形倾斜角与液压缸伸缩的几何关系，并计算确定了地形模拟机构机械尺寸参数。对液压缸进行受力分析，在此基础上对仿形机构的液压系统参数进行了理论计算，确定了液压系统参数，集成电控系统形成了农田地形模拟系统。对农田模拟系统进行了地形模拟试验，在2.0m/s作业速度下高程模拟误差平均值为1.61mm，坡度模拟误差平均值为0.56°。试验结果表明，农田地形模拟系统对地形高程和坡度模拟的快速性和准确性能满足农田地形模拟的要求，为播种播深控制系统试验提供了试验平台。     

农业装备试验装置精密位置测量系统开发

为了开发农业装备试验装置(简称:土槽)的坐标位置测量装置,设计了一种基于增量式光电编码器的高精度位置测量系统,完成了系统的机械机构设计和电路设计,并进行了系统仿真和标定实验。该位置测量系统具有测量范围大,精度高,可以满足农业装备试验装置在轨道上行驶的位置坐标测量的需求。     

农业饲料自动压制成型机设计

基于液压气动和PLC技术设计农业饲料自动压制成型机.该成型机由气动推料机构、饲料传送机构、液压泵成型机构和PLC中央控制机构等部分组成,详细介绍系统各主要机构的硬件设计过程,并阐述梯形图编译的思路,绘制详细的程序执行流程图.该成型机能够完成经初加工和形状不规则的农业饲料的自动传送、指定位置推料、压制成型等作业,大大提升...     

液压断路器试验装置的设计

为了检测液压断路器性能,以50 MPa液压操动机构超高压断路器为研究对象,通过比较三种不同试验装置的设计方案,最终选用滑线电阻式位移传感器和单片机相结合的设计方法,对液压断路器分合闸时间、断路器分合闸速度进行测量研究。     

履带车辆静液压双流驱动转向操纵机构的设计

依据液压双流驱动履带车辆的工作原理,设计了一套与传动变速箱匹配的、能够采用方向盘控制的操纵控制机构,然后在CATIA平台上对机构进行三维实体建模,并在三维模型上对该机构进行运动模拟仿真.运动模拟仿真结果表明,控制机构达到了设计的要求.     

静液压驱动系统性能仿真与分析

根据拖拉机静液压驱动系统泵控马达闭式回路的结构特点,提出了静液压驱动系统速度控制方案,完成了变量泵的电液比例排量调节机构的设计和选型,并运用AMESim软件仿真验证了阀-变量泵联合伺服速度控制系统方案的可行性和控制效果。     

CPP桨毂机构电液伺服加载试验台

提出一种新型加载试验台,可以完全模拟变螺距螺旋桨(CPP)在水中旋转时对桨毂机构产生的各种载荷力和力矩。CPP在不同转速、螺距和航速下所产生的推力、旋转阻力、离心力以及转叶扭矩,可通过多通道电液力(力矩)伺服控制系统,按照相应的载荷谱对桨毂机构实施加载,还可完成静态、动态以及脉动激振载荷力和力矩等加载试验。该加载系统采用立式结构,以大质量圆盘作为基座,被加载桨毂倒立安置在圆盘基座中心。对加载试验装置的关键结构件进行了有限元分析,并对电液伺服加载系统进行频率响应特性仿真分析。试验证明该加载系统能够满足各项加载试验要求。     

基于Amesim果园气爆式施肥机液压系统设计与仿真

设计一种可径向调节作业空间的果园气爆式施肥机,介绍了其主体结构及工作原理,完成施肥机液压系统的设计和液压元件的选型。在Amesim液压仿真软件中设置液压泵、液压马达、液压缸负载等参数,并进行仿真模拟,验证了液压系统的可行性,在土壤坚硬的环境工作,施肥一次周期为7.40 s,在较为松软土壤环境中工作,施肥一次周期为7.38 s,满足施肥机工作周期的设计预期。     

挖拔式木薯收获机挖深液压控制装置的设计与试验

针对挖拔式木薯收获机在收获过程中带有一定倾角的挖掘铲有朝着深度方向行进的趋势,增加了挖土量及挖掘负荷等问题,提出了基于液压控制系统调整挖深的设计思路。为此,研制了一种挖深液压控制装置,主要由地表仿形机构、挖掘铲液压调节机构、液压系统及PLC控制系统4部分组成;同时,对液压系统的负载特性进行系统分析计算,选取了合适的执行元器件,并在此基础上进行土槽实验。结果表明:地表仿形机构,最大误差8.9%,平均误差3.5%;掘铲液压控制系统的响应时间为1.7s,1s内完成对挖出铲的角度与深度自动调节,测试效果能够满足精准挖深控制要求。     

盾构掘进机模拟试验台液压系统集成及试验分析

针对盾构掘进机模拟试验台的设计要求,采用电液比例控制技术设计制造了盾构掘进机液压系统,包括推进液压系统,螺旋输送机液压系统以及刀盘驱动液压系统.最后对其进行了试验分析.试验结果表明所设计的液压系统可以满足盾构掘进机在各地层中模拟掘进的要求.通过实时调节控制推进速度、螺旋输送机转速以及刀盘转速,可以控制正面土压力在设定范围内,从而有效减少地表变形.     

预切种式横向甘蔗种植机液压系统设计与试验

根据预切种式横向甘蔗种植机的实际需求设计了种植机的液压系统,建立了开沟机构的AMESIM和ADAMS联合仿真模型,研究双行种植模式下两个开沟机构的同步性,以保证两边开沟深度一致.仿真结果及样机的田间试验表明:液压系统可以满足种植机各个执行机构的控制要求,开沟机构的升降同步误差小于3％,开沟、覆土效果良好,满足设计要求.     

卧式前轴伸泵装置流道三维流动及水力损失

采用数值计算方法对卧式前轴伸泵装置的三维流场及水力性能进行了初步研究,获得了设计流量时进、出水流道的流场图以及水力损失值.同时,还采用透明流道模型试验的方法,分别对卧式前轴伸泵装置进、出水流道数值计算的结果进行了试验验证.研究结果表明：卧式前轴伸泵装置进、出水流道内的流态,数值计算的结果与试验结果一致,进水流道内的水流仅在泵轴后有很小范围的局部旋涡,进水流道出口断面的流速均匀度为96.9%;出水流道进口的水流具有一定环量,水流呈螺旋状流入流道,流道外侧的流速较大,流道中心附近流速较小.进、出水流道水力损失值,数值计算值分别为0.142 m和0.163 m,流道模型试验值为0.137 m和0.168 m,两者非常接近.该泵装置在低扬程泵站具有一定的应用前景.     

丘陵山区果园作业平台的设计与试验

为解决目前丘陵山区修剪果树和采摘果实主要靠爬树、登梯容易造成失稳及现有机械不能自动调平的问题,设计了丘陵山区果园作业平台。经计算和分析,确定该机配套动力为13.2k W小四轮拖拉机,采用静液压三角形调平机构和180°回转结构,可实现工作平台的自动调平和回转。对升降平台进行性能检测,结果表明:其工作性能稳定,最大承载质量150kg,最大提升高度1.5m,回转转速0.1r/min,升降速度0.1m/s,水平面、10°和2 0°坡面上调平误差均在0°~3°范围内,满足设计要求。     

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%。     

液电混合驱动电铲提升系统能效特性研究

矿用电铲作业过程中，大质量的工作装置在提升和推压电机驱动下切入物料实现挖掘，在其卸料后下降时，工作装置的重力反驱提升电机发电，发出的电能通过制动电阻以热能形式消耗掉，造成能量浪费。本文提出液电混合驱动电铲提升系统，与提升电机同轴设置液压泵/马达，液压泵/马达的进出油口分别与蓄能器和油箱连接，通过蓄能器的预充压力平衡工作装置的重力。工作装置下降时，液压泵/马达将油箱中的低压油泵入蓄能器中，存储工作装置的重力势能；工作装置提升时，蓄能器释放高压油，液压泵/马达与提升电机共同驱动提升机构，达到降低电机装机功率和能耗的目的。分析了液电混合驱动的电铲提升机构驱动方案及其工作原理，搭建了原理性试验台，对液电混合提升驱动方案进行了验证，进一步建立了电铲整机机电液联合仿真模型，对液电混合电铲提升系统进行仿真分析。结果表明，本文方案可降低提升电机装机功率、峰值功率和能耗，适用于电动机驱动的重型提升装备。     

高效平面S形轴伸泵装置优化设计与模型试验

平面S形轴伸泵装置是低扬程泵站的重要装置,现有的平面S形轴伸泵装置效率较低,难以推广应用。对传统的S形弯管和流道进行优化设计,提出平面S形轴伸泵装置方案,通过CFD数值模拟计算,获得了全流道内部流场,显示了优良的流动特性,进水流道出口轴向流速均匀度达到99.2%以上。泵装置在高精度水力机械试验台进行试验,其性能在水泵叶片角2°下流量Q=244.21 L/s,扬程H=2.003 m,最高装置效率为78.35%。在叶片角-2°下,流量Q=232 L/s,扬程H=1.05 m,效率为68%,满足设计运行工况运行要求;叶片角-2°下最高效率点出现在Q=213.79 L/s、扬程H=1.74 m,效率为77.1%。泵装置最高运行扬程大于3 m,满足泵站最高扬程运行要求。模型泵装置试验的结果,验证了数值计算结果,二者在高效区一致。在叶片角度-4°、-2°、0°和2°,扬程1.7~2.0 m时,模型试验最高泵装置效率为77.1%~78.35%,达到实际工程应用的较高要求。高效平面S形轴伸泵装置在黄金坝闸站实际工程应用表明,泵机组运行平稳,性能良好。     

液压夯拔装置的夯入过程分析与建模

介绍了一种基于压力反馈控制的液压夯拔装置结构与工作原理，对其夯入过程进行了分析，建立了冲击系统的非线性数学模型，并对其运动过程进行了仿真和试验。实践证明，通过立柱阻力适时调节冲击系统的压力，可实现冲击能和冲击频率的独立无级调节，节能并且提高了工作效率。     

丘陵山地拖拉机电液悬挂仿形控制系统研究

针对丘陵山地拖拉机作业地形复杂，传统电液悬挂控制系统地形适应性差的问题，设计了一套横向姿态可调的丘陵山地拖拉机电液悬挂仿形控制系统。根据丘陵山地拖拉机仿形控制作业需求，在传统悬挂结构基础上加装一个液压驱动旋转装置，设计了一种仿形悬挂机构，基于液压多点动力输出技术设计了带有负载反馈的闭心式液压控制系统，并提出了一种基于带死区的经典PID算法的控制方法。通过对阀控非对称液压缸工作原理的分析，建立了其数学模型并推导出仿形控制系统的传递函数，运用Matlab/Simulink建立了电液悬挂仿形控制系统的动力学模型并进行了仿真分析，仿真结果表明，系统在0°~11°阶跃信号的作用下，调整时间约为0.4s，几乎无超调，系统稳定后农机具横向倾角约为11.1°，稳态误差约为0.1°，仿真结果验证了该控制算法的有效性。通过对传统拖拉机的液压悬挂装置进行改装，将原来的手柄操纵式液压悬挂装置改装成带有虚拟终端的电液悬挂控制系统，搭建了仿形控制试验台并进行了室内台架试验，试验结果表明，系统调整时间约为2.2s，几乎无超调，系统稳定后农机具横向倾角约为11.2°，稳态误差约为0.2°，在系统允许误差（0.5°）范围内，试验结果验证了所设计的丘陵山地拖拉机电液悬挂仿形控制系统调节的快速性与稳定性，满足拖拉机等高线坡地作业需求。