基于CAN-Bus的农业车辆电动转向系统研究

为实现农业车辆精准快速地自动转向,建立了转向系统模型并设计了转向控制算法。试验平台以车载计算机为CAN主节点,采用CAN-Bus 通信网络与各个监测控制从节点相通信袁CAN 从节点包括前轮转角测量节点尧行驶速度测量节点袁转向电机控制节点与车辆行驶速度控制节点。根据输入量与输出量之间的物理关系建立了转向系统的二阶模型,通过稳定性分析,设计了基于ITAE性能指标的最优PD控制器。试验结果表明,对系统施加依20毅的阶跃输入信号,车辆在农田路面与水泥路面下分别以0.3、0.5、0.7 m/s的速度行驶时袁最优PD控制器均能使系统平稳地跟踪期望的前轮转角,调节时间均在0.35 s以内,稳态误差小于0.5。     

拖拉机转向跟踪复合模糊PID控制研究

为提高拖拉机在自主导航行驶中转向跟踪控制的响应特性和稳定性,设计了以拖拉机前轮转角偏差和偏差变化率为输入,以电机控制电压和PID 3个控制参数为输出的模糊控制器,结合PID控制器实现前轮转角偏差大于10°时采用模糊控制和转角偏差小于等于10°时采用自适应模糊PID控制。仿真结果表明,采用复合模糊PID控制器在前轮转角偏差较大变化范围内均能实现快速和准确的转向跟踪。     

基于轮毂电机驱动的山地林果茶园轮式运输车设计与试验

针对南方丘陵山地林果茶园复杂的地形地貌特点,在集中式电机驱动运输车基础上,开发了以轮毂电机驱动的山地林果茶园运输车;该运输车以36 V铅酸蓄电池为能源,采用双后轮独立驱动方式并具备电子差速转向系统。运输车最大爬坡度、续驶里程试验、差速及制动性能等关键指标性能试验结果显示：运输车满载最大爬坡度为15°,最小转弯半径为2 395 mm,空载和满载状态下以常用车速 20 km/h 行驶时平均里程分别可达 66.97和46.33 km;满载时运输车分别以初速度25、20、15、10 km/h行驶时的紧急制动距离分别为5.83、4.11、2.68、1.57 m,试验值与理论值的最大相对误差为8.2%;运输车还具备良好的差速转向性能。     

菱形4轮中耕机全液压转向机构设计与分析

在菱形4轮中耕机转向系统所存在问题的基础上,根据其前、后轮同步对称反向转向的特点,利用正、反平行四边形机构设计出一种全液压转向机构,以现有机架的尺寸以及连杆布置条件为基础,以前、后轮对称反向转动的同步性能为目标,计算各连杆的具体尺寸,并且通过Creo软件的Elements模块仿真试验以及样机试验。验证转向时前、后轮偏转角度的差值。结果表明,菱形4轮中耕机全液压转向系统能够顺利实现前、后车轮反向转向,并且转向过程中基本保持同步,工作顺畅稳定,在平地进行行驶转向过程中,前轮与后轮相差±0.5°,当机架极限偏转时,前、后轮偏转相差±4°。     

高地隙底盘沉陷模型的建立与验证

针对南方水田泥脚深致作业机械行驶通过性差的问题，以高地隙动力底盘(离地间隙为1 100~1 500 mm)为研究对象，通过牵引性能试验，研究水田动力底盘的沉陷特性。在载荷800~1 100 kg条件下，以车轮载荷和滑移率为试验变量，以车轮沉陷系数、驱动系数和挂钩牵引力系数为试验指标，建立了高地隙底盘沉陷模型。结果表明，模型中挂钩牵引力系数与驱动系数成正比，与沉陷系数成反比；利用田间试验获得该模型修正参数，修正系数为–0.30~ –0.19，与载荷呈正相关，拟合值与田间试验值的误差小于5%。     

基于模糊控制的拖拉机转向跟踪控制研究

【目的】对拖拉机转向跟踪控制进行研究,寻求提高转向跟踪控制精度的方法。【方法】以福田欧豹4040型拖拉机为研究对象,以车辆航向角偏差和前轮转角为输入变量,转向驱动电机转速为输出变量,设计车辆转向控制模糊控制器,并用于拖拉机航向角的控制。【结果】拖拉机以0.53 m/s的速度行驶时,航向角偏差可控制在1°以内;拖拉机在50 m行驶距离内,最大横向偏差为0.16 m。【结论】所设计的控制器能够满足拖拉机转向跟踪控制的要求。     

基于横向载荷转移量的客车侧倾稳定性分析

针对客车侧倾稳定性问题，建立了基于横向载荷转移七自由度动力学模型，并根据所获得实车试验数据验证了所构建模型的合理性.根据所构建的具有横向载荷转移七自由度动力学模型进行了不同车速下转向盘转角阶跃仿真，分析客车结构参数和车速对其侧翻稳定性的影响.仿真结果表明：客车后轮驱动轴为侧倾稳定性的危险车轴，当车速过高或前轮转角过大时，后轴首先离地.增大各轴轮距、降低簧上质量质心高度、提高客车悬架侧倾刚度，能够有效的提高客车的侧倾稳定性.     

油菜直播机组自动对厢作业控制器设计与试验

针对基于视觉的油菜直播机组自动对厢作业控制,本研究提出了结合模糊控制和带死区的PD控制的组合控制器,其中模糊控制器作为对厢作业路径跟踪控制器,带死区的PD控制器作为直播机组转向控制器。根据直播机组运动模型和相机成像模型,分析了图像路径参数跟随直播机组运动的变化规律,并设计模糊控制器的控制规则。同时,在图像中将直播机组与目标厢沟相对位置没有偏差时的图像路径标定出来作为图像目标路径,据此以图像实时检测路径与图像目标路径的角度偏差和截距偏差设计为模糊控制器输入,前轮目标转角为模糊控制器输出。对直播机组前轮转向控制则设计了带死区的PD控制器,通过两者的有机结合实现了直播机组的自动对厢作业。田间试验结果表明:油菜直播机以0.5或0.8m/s的速度行驶时,直线导航跟踪的横向偏差小于6cm,以1.0m/s的速度行驶时,横向偏差小于10cm。     

农用运输车底盘的检查与调整方法

<正>农用运输车底盘是传递动力的装置。其功用是将发动机的动力传递给驱动轮和工作装置,使车辆行驶。因此,农用运输车在使用中,底盘出现故障要及时排除,以保证车辆正常行驶,充分发挥工作效率。下面就将农用运输车底盘的检查和调整做一介绍,仅供参考。1.转向盘自由行程的检査调整。转向盘自由行程是指左,右转转向盘前轮不发生偏转,转向盘能自由转动的角度。转向盘自由行程大小综合反映了农用车转向系统各主要零件的装配间隙。转向盘自由行程过小,将使转向沉重,     

双电机履带式水稻收获机底盘自动导航系统设计与试验

针对人工操作履带式收获机进行再生稻头季收获碾压率高、对行稳定性差,以及现有电动履带式机械大田作业精度低等问题,设计一套双电机履带式底盘自动导航系统并进行了试验验证.以自主设计的用于水稻收获的双电机履带式底盘为基础,基于田间滑移模型推导了底盘转向半径与两侧驱动电机转速关系,并设计了自动导航模糊控制器.采用双天线RTK-G...     

山地果园双履带微型运输车的设计、仿真与试验

设计一种非刚性底盘的以双轮毂电机驱动的山地果园双履带微型运输车,该运输车主体外形尺寸为2 150mm×1 040mm×1 100mm,采用战车式底盘作为行驶机构和双轮毂电机独立驱动及链传动方式。通过SolidWorks软件进行三维建模,创建虚拟样机模型和高台壕沟仿真地形;应用ADAMS软件对运输车底盘行驶机构进行高台和壕沟越障的仿真分析。仿真结果显示,在高台和壕沟越障过程中,质心横向位移的绝对误差在±5%范围内,质心纵向位移的绝对误差在±3%范围内。实地样车试验结果表明,运输车的最大载荷为250kg,最大爬坡度为20°,最高车速为1.8m/s,最小转向半径为0.7m,达到设计要求;其越障能力较强,对地形复杂、路况差甚至无路的山地果园的适应性更好,能较好地满足山地果园的运输要求。     

油茶林抚育机履带底盘设计与试验研究

为了解决果园中作业机具通过性差的问题,设计一款小型抚育机履带底盘,以提高抚育机具在油茶林中的机动性和通过性。结合农用拖拉机稳定性设计的主要参数指标,基于RecurDyn动力学仿真软件建立抚育机履带底盘的多体动力学模型,开展底盘跨沟行驶过程的动力学仿真;结合设计参数及仿真试验结果,研制1台抚育机样机,并进行样机实地性能正交试验。结果表明,履带底盘的仿真试验结果与样机实地试验结果基本吻合,验证了履带底盘动力学模型的正确性;在样机实地性能试验中,抚育机林地直线行驶最高速度为1.5 m/s,当抚育机底盘质心位置横坐标为500mm,行驶速度0.9m/s以上时,过沟稳定性较优。     

农用车侧滑的预防

农用车在行驶中产生侧滑,主要是由道路和农用车本身的原因造成,驾驶时可采用以下措施加以预防。1.在附着性能差的路面上运行,不可盲目高速行驶。行驶中发现有侧滑现象时,应立即放松油门,降低车速,将方向盘向后轮滑动的同一方向转动,以修正行驶方向,避免继续侧滑;待前轮与车身方向一致后,再逐渐     

履带车辆小半径差速转向时滑转的载荷比研究

为分析履带车辆差速转向机构的转向性能,在考虑滑转的履带车辆实际转向情况的基础上,对履带车辆小半径差速转向时其载荷比和转向半径的关系进行理论分析,并获得两者间关系。通过样机试验和数据计算获得小半径差速转向且考虑滑转时的载荷比和转向半径数值,并绘制考虑滑转时载荷比与转向半径的实际关系曲线,发现在考虑滑转条件下实际转向时消耗的功率小于理论转向时消耗功率,且小半径差速转向时内侧履带滑转率大于外侧履带滑转率,同时发现根据土壤剪切作用也可以计算出考虑滑转的载荷比,虽然该方法计算的载荷比在数值上与实测载荷比有一定误差,但因其无需进行扭矩测试,可作为载荷比的定性分析方法,研究可为采用液压机械双功率流的差速转向机构履带车辆的研究提供参考。     

轮式联合收获机电控液压转向特性测试与分析

针对轮式联合收获机自动导航中需要对电控液压转向特性进行测试与分析等问题,设计了转向轮转角测量装置,构建了电控液压转向测试系统,通过电液转向控制器实现了转向轮转角的实时控制与同步测量,对电控液压转向过程中的稳态转向速率、瞬态响应过程等线性与非线性特征开展了分析与测试。由路面静态试验验证得到收获机转向轮转向中位左右15°范围内,转向轮转角对应转向液压缸活塞杆伸缩量关系线性拟合决定系数R2＞0.99,均方根误差RMSE=0.25。田间动态试验显示：电控液压转向存在的非对称死区电压区间占控制电压范围的32%;转向轮稳态动作时的转向轮转向速率与转向控制电压线性度显著;在不同方波信号激励下,转向轮瞬态响应过程平均滞后时间90 ms、调整时间150~200 ms、调整转角0.21°~2.77°、滞留时间25~77 ms、滞留转角0.10°~1.24°。     

水田高地隙喷雾机轮履复合动力底盘的设计与试验

【目的】探讨水田高地隙喷雾机轮履复合动力底盘结构可行性,解决现有水田喷雾机陷深大、田间行驶通过性差等问题,满足南方地区水稻种植模式和农艺要求。【方法】对动力底盘的转向及行驶性能进行理论分析,对履带与轮式行走装置的关键部件以及整机传动系统进行设计,应用有限元软件在静态负载工况下对履带梯形支架进行分析,得到满载状态下履带行走装置的载荷分布和薄弱部位,根据分析结果对行走装置进行优化。【结果】确定底盘离地间隙950 mm,履带宽20mm。在静态满载工况下,履带梯形支架所受最大应力发生在轮毂连接处,为128.87MPa;最大位移量发生在承重轮连接处,为1.05 mm;满足强度性能要求。田间试验结果表明:行驶速度1～3 km/h,水田行驶最小转弯半径3 380 mm,前轮陷深115 mm、后履陷深63 mm。【结论】轮履复合动力底盘结构具有可行性,整机工作性能满足水田作业要求,本研究结果对研发新型水田高地隙喷雾机具有一定参考价值。     

田间管理机路径跟踪系统设计及试验

为了解决田间管理机前轮转向时内轮差造成的农作物损失问题,本研究提出了一种基于四轮转向田间管理机的路径跟踪算法。以3WPZ-750田间管理机样机为研究对象,设计了一套路径跟踪控制系统,阐述了该田间管理机转向支腿机械结构设计和自动液压转向系统原理,概述了在原有控制系统基础上路径跟踪上位机控制系统的技术路线;基于四轮转向模型,进行纯追踪算法车轮转向角控制研究;基于微软集成开发环境(visual studio)编写了路径跟踪控制界面;并分别于水泥路面和南方水田环境下进行直线路径跟踪试验与曲线路径跟踪试验。结果表明:在0.5 m/s的车速下,田间管理机在水泥路面上的路径跟踪误差均值为6.92 cm,标准差为4.84 cm;定曲率曲线路径跟踪误差均值为12.49 cm,标准差为9.16 cm。在0.2 m/s车速下,在南方水田环境下的路径跟踪误差均值为2.25 cm,标准差为1.35 cm;定曲率曲线路径跟踪误差均值为8.72 cm,标准差为5.59 cm。说明本研究设计的路径跟踪系统能够满足田间管理机行驶以及田间作业需要,为农业机械自动驾驶提供了一定依据。     

无碳小车转向机构

正1无碳小车转向机构简介本文提出一种无碳小车的转向机构,该机构主要有"曲柄"圆轮、连杆、转向"摇杆"和转向前轮。转向原理是利用"曲柄摇杆机构"的原理,其中"曲柄"圆轮、转向"摇杆"分别是该曲柄摇杆机构的曲柄和摇杆。一部分通过齿轮传递到差速器上从而驱动后轮转动,另一部分通过端面槽凸轮转动带动连杆、摇杆做往复的运动从而实现前轮左右周期性摆动,实现精确控制小车。转向机构应用了一种齿轮机构与曲柄摇杆机构相结合的机构来控制无碳小车前轮的周期性转向,曲柄摇杆机构中的曲柄与线轮轴过盈配合,线轮轴上绕有一定圈数的细线通过支杆上的定滑轮与重锤相连,重锤具有一定的初始高度,为小车运动储备初始能量。     

三自由度铰接林用底盘的设计与越障性能分析

针对一般林业机械动力底盘在丘陵山区行驶、作业时,由于地形适应性差及附着力不足导致车轮打滑,影响整机作业效果等问题,根据多自由度仿形原理,设计一种对地面仿形行走的6轮三自由度铰接林用底盘。通过Solidworks对三自由度铰接林用底盘进行三维建模,并对车辆底盘林地行驶过程中常遇到的爬越斜坡、双轮越障和单轮越障等3种情况进行运动仿真,通过车架的质心变化曲线和车轮与地面之间的作用力分析三自由度铰接林用底盘的越障性能。结果表明:与普通6轮底盘相比,三自由度铰接林用底盘具有良好的地形适应性和通过性,且转向灵活,能够保持良好的附着力,具有更好的越障性能,能够满足在崎岖不平的路面上行驶作业的要求。      

农用履带车辆差速转向性能的理论研究

文章设计了履带车辆的液压机械双流驱动系统,对系统中起功率汇流的动力差速转向机构进行参数设计的基础上,理论分析了动力差速转向机构的动力输入和输出之间的转速和扭矩关系,获得了采用该转向机构的履带车辆的理论转向半径和理论最小周转向时间,并通过样机实验获得了实际转向半径和实际最小周转向时间,进行了比较,可用于指导液压机械双流驱动系统的研究