自走式玉米高地隙喷雾机底盘系统设计研究

玉米生长中后期常规施药机械难以适应,高地隙喷雾机的研制问题亟待解决。自走式高地隙底盘技术是玉米高地隙喷雾机研制的核心问题。为此,根据玉米生长中后期植保作业要求,制定了喷雾机总体设计方案;结合自走式底盘技术原理,应用solidworks对喷雾机底盘系统相关的行走系、转向系、制动系、轮距调整系及喷杆系等关键系统进行了三维设计,为底盘系统动力学建模、性能仿真分析及自走式玉米高地隙喷雾机的研制奠定了基础。     

高地隙自走式喷杆喷雾机的设计与试验

针对小麦、棉花等农作物田间喷药作业的需求,设计一种高地隙自走式喷杆喷雾机。对整车机架、喷杆升降机构、轮距调节机构、转向机构、喷杆、液压行走系统、喷雾水路系统等关键零部件和系统进行了研究和设计,并制作出样机。通过样机试验验证整机设计方案及功能、性能等,试验测得最大行驶速度为32 km/h、最大爬坡度>20%,最大侧翻稳定角度为18.1°,喷雾量变异系数为6.3%。试验表明,样机的各项功能和操作等满足设计要求。该样机的设计和试验为高地隙自走式喷杆喷雾机的相关研究和设计奠定了基础。     

高地隙液压履带车自动行走控制系统设计与试验

针对高秆作物生长中后期无人化田间机械作业需求,在遥控式小型全液压驱动高地隙履带车的基础上,设计了履带车自动行走控制系统。该系统以STM32控制器为控制核心,通过搭载测距、触杆、角速度等传感器得到有效信号,精确控制液压电磁阀开闭时间,使履带车旋转对应的角度,进而使履带车在田间可根据作物生长情况对行行走。为得到履带车在不同偏移状态下的转角,建立了该履带车转向运动模型以及标准田间偏移模型,推导出了履带车在不同对应状态下理论转角的表达式。考虑到履带车转向时存在滑移、滑转的现象,对履带车在不同行驶速度下的转向角速度进行了标定,试验得出实际转向角速度在理论转向角速度的63%～67%之间。为验证液压车自动行走系统的行走效果,在硬质水泥路面进行了两种作业模式的履带车通过性试验,使用集思宝G970高精度GNSS设备精确测定了履带车转向轨迹,数据结果显示,两种行走模式下逆时针行走时,接收机相位中心转向轨迹半径分别为5.573、5.572m,顺时针分别为4.704、4.645m,两种模式下接收机相位中心偏移量在0.163～0.285m之间,车架几何中心转向轨迹半径与实际半径相对误差在0.92%～2.14%之间,履带车对行行走通过效果良好,可为田间自走式履带车辆自动行走控制系统的设计研究提供参考。     

大田蔬菜高地隙自走式喷杆喷雾机的研制

针对我国缺乏大田蔬菜地高效施药机具的现状,研制出一种小型、高效、安全的防治大田蔬菜与水稻病虫草害的轻便型自走式高地隙喷杆喷雾机。该机具集成高地隙自走式底盘、喷雾系统、机电液中央控制系统,自走式底盘主要由机架、动力系统、行走转向系统以及液压系统几个方面组成。该机具四轮驱动、四轮转向、行驶稳定、转向灵活、适应性强,喷杆前置、药箱后置,保证了整机重心平衡,采用电动推杆实现喷杆的折叠,减轻了喷杆质量,作业效率高,不仅满足大田蔬菜施药农艺要求,还可应用于水田施药作业。     

高地隙自走式喷雾机多轮转向系统设计与试验

大型高地隙自走式喷雾机在田间作业过程中,由于整车地隙高、质量以及体积较大,导致换行及转场作业困难,影响作业效率。为提高喷雾机的机动性能和作业效率,设计了一套全液压多轮转向系统,并提出了基于PID控制方法的四轮转向系统控制方法。在建立全液压转向系统数学模型的基础上,应用Matlab/Simulink进行了转向系统仿真分析。仿真结果表明:四轮转向过程中后轮转角对前轮转角的跟随存在0. 04 s的滞后,最大转角跟随误差为2. 82°,误差在阿克曼转向理论允许范围之内,满足转向要求。基于研发的3WPG-3000型大型高地隙自走式喷雾机,搭建了多轮转向系统实车试验平台,进行了后轮对前轮转向角的跟随控制试验,试验结果表明:在田间随机转向试验过程中,最大转角跟随误差为2. 60°,满足四轮转向要求,验证了所设计的多轮转向系统的响应性、准确性和稳定性。     

3WPF-500型水旱作物田间管理机的研制

针对缺乏水稻、小麦等作物生长中后期病虫害防治、施肥等作业机具的现状,研制开发一种经济、适用的高地隙自走式田间作物管理机。该机集成高地隙自走式底盘、喷杆喷雾及撒肥系统、机电液控制系统于一体,前后轮距可实现无级调节,采用四轮驱动、四轮转向,转向灵活,满足了水旱田作物施药、撒肥的作业农艺要求。     

小型高地隙植保喷药机研制

针对现有植保机械使用维护成本较高、驾驶员易出现农药中毒等问题,研制了一种遥控式小型高地隙植保喷药机。喷药机主要由具备四轮转向、四轮驱动的高地隙行走系统和精量喷药系统组成;高地隙底盘行走系统由底盘框架、驱动总成、转向总成组成,用以固定安装控制装置、蓄电池和精量喷药装置,前桥采用铰接式悬浮机构使底盘具备良好的行驶稳定性和田间通过性。精量喷药系统由精量控制器、测速模块、药箱、液泵、喷杆和喷头组成,能够根据作业行驶速度实时调节液泵流量,保证喷药量的均匀一致。测试结果表明:该高地隙植保喷药机能够在人工遥控模式下沿直线路径和田间道路自动行走,横向偏差小于20cm,行驶速度能够根据作业需要实时调节,喷杆喷幅为6.5m,喷药量调节范围为4.2～18 L/min。     

高地隙可调节底盘喷雾机的设计及稳定性分析

针对我国华北地区玉米种植整个生长周期玉米病虫害及不同区域玉米种植行距不同的植保问题,设计开发了一款自走式高地隙底盘可调节喷雾机。该喷雾机可通过调节底盘地隙高低与轮距,满足应玉米在不同生长阶段的药物喷洒及不同区域玉米行距的需求。通过SolidWorks进行整车关键部件三维建模,经喷雾机的稳定性理论计算分析后再对行驶工况进行Adams稳定性仿真分析,结果表明:横向行驶时侧倾角为29.40°,符合车辆设计横向侧翻稳定性要求。     

高地隙自走式喷雾机动力传动系统的设计

我国大田农作物中后期病虫害防治迫切需要高行间通过性的高效植保动力机械,因而提出了一种自走式高地隙喷杆式喷雾机的动力底盘设计方案。该动力底盘采用四轮驱动和全液压四轮转向结构,具有离地间隙高、水旱兼用及机动性好等特点。为此,进行了总体方案的设计及基本参数的确定,介绍了传动系统的方案设计及工作原理,并对变速箱传动方案进行了设计。同时,重点对行走动力传动系统传动比、喷药液压动力传动系统参数与发动机工作特性之间匹配进行研究,在保证喷雾机作业时施药行走速度与施药机具效率最佳匹配的前提下,发动机在燃料经济性较高的区域内工作,实现高效、节能和环保的设计目标。     

田间作业机械中的特色行走装置

自走式田间作业机械要适应各种地况条件,应对不同的作业要求,需要采取特殊的结构与行走装置。选取铰接转向履带式拖拉机、自走式喷药机、自动喷灌机、高速插秧机和坡地联合收割机5种典型农田作业机械,分析其结构形式与作业需求之间的关系,重点探讨多履带、高地隙、多单元轴向组合、水田轮以及水平调节5种行走装置的工作原理与结构特点。      

高地隙喷药机液压底盘的设计与试验

设计一种高地隙水田液压行走底盘,目的是解决喷药机在田间行走时对秧苗的损伤大、传动复杂、转向半径大等问题。基于此,本文研究设计了一款符合水稻农艺的专用底盘,选择了传动简单的液压传动方式和优化了转向机构的高地隙喷药机,样机试制后进行田间试验,结果显示:喷药机在田间行走时水稻秧苗的损伤率小于3%,最小转向半径为3.12m。     

高地隙喷雾机驱动轮独立式驱动系统转向控制模型研究

车辆转弯时的内外轮速平衡问题是车辆驱动轮独立式驱动技术研究的关键问题。根据车辆转弯时轮速不等的现象,以阿克曼转向原理为基础,对车辆转向模型进行简化,运用运动学分析原理研究了内外轮速与转弯时车速及转向角之间的关系;结合车辆动力学原理建立车辆转弯临界模型,分析了车辆安全转弯临界状态,最后设计了实际应用方案。选择在工作原理和安全控制方面较普通的电控差速器更为简单易行,提高了车辆转向性能、简化了车辆结构、降低了成本。此技术运用到农田高地隙喷雾机上可简化其结构、减轻质量,且在农田行走更灵活方便。     

高地隙自走式喷杆喷雾机研究现状及展望

高地隙自走式喷杆喷雾机作为一种重要的植保机械,具有工作效率高、生产成本较低以及工作稳定等优点,在国内外得到广泛应用,我国对高地隙自走式喷杆喷雾机关键技术也进行了研究。本文综述了国内外高地隙自走式喷杆喷雾机的研究与应用现状,讨论了当前面临的一些问题与不足,并对其发展趋势进行了探讨。     

自走式喷雾机转向技术应用与发展动态分析

对国内外自走式喷雾机转向技术的应用特点和发展动态进行了全面总结和分析,以自走式喷雾机转向性能参数为依据,分别从转向实现方式、不同转向模式下转向半径比较、车轮最大转向角范围等方面深入分析了自走式喷雾机转向技术的应用特点。最后,指出了多轴转向技术和转向自动控制技术是自走式喷雾机转向技术的发展趋势。研究结论对我国自走式喷雾机开发过程中转向系统的设计和技术参数确定等有重要指导和借鉴意义。     

高地隙果园动力底盘液压系统的设计

结合我国果树苗圃与新型矮砧密植果园栽培模式、管理作业要求以及液压传动技术的特点,设计了高地隙果园动力底盘液压驱动系统以及液压升降系统,并且通过对行走驱动系统参数的计算以及动力底盘的性能试验,验证该动力底盘的动力性能。     

“中农机”高地隙喷杆喷雾机亮相北大荒农机展

正由中国农业机械化科学研究院旗下的现代农装科技股份有限公司(以下简称"现代农装")自主研发的3WZC-1000型高地隙自走式喷杆喷雾机于2013年9月5日在2013第6届中国黑龙江·北大荒国际农业机械展览会上进行首发。这款机型融合了液压和机械两种驱动方式,地隙调整范围1.5~2.7 m,轮距调整范围2.2~3.2 m液压转向,行走平稳,操控灵活,整机结构采用     

2012中国农业机械年度产品TOP50应用贡献奖获奖产品

应用贡献3WZG型高地隙自走式喷杆喷雾机现代农装科技股份有限公司3WZG型高地隙自走式喷杆喷雾机选用优质发动机,配置适宜功率,动力强劲;地隙高,通过性能好,可对棉花等作物中后期实施杀虫剂、杀菌剂、化控化调剂、脱叶剂的喷洒作业;轮距可调,可适用不同地区多种作物的种植行距;采用自走式结构,机动性好,使用方便;采用风幕式气流辅助系统,防飘性能好,雾滴穿透能力强,作物植株中下部和叶子背面沉积效果好;操控性好,在驾驶室内通过液压手柄即可控制喷杆的展开和折叠、升降及喷雾作业(喷杆5段可分别控制是否喷雾);     

高地隙植保机辅助驾驶系统设计与试验

针对高地隙植保机作业时驾驶员视野较差导致压苗伤苗的问题,提出了一种辅助驾驶方法。以某高地隙植保机为研究对象,设计了一套人机辅助驾驶系统。首先详细阐述了辅助驾驶系统的液压系统设计方案,在此基础上进行了转向系统结构改进;其次基于预瞄算法和二自由度车辆转向模型,进行转向系统前轮转角控制研究;最后基于Lab VIEW软件创建了辅助驾驶控制系统。在0. 5 m/s的速度条件下,分别在水泥路面和玉米田间环境下进行了试验,试验结果表明,水泥路面条件下,辅助驾驶系统直线路径跟踪偏差均值为5. 2 cm、标准差为3. 4 cm;玉米田间行驶条件下,辅助驾驶系统的跟踪偏差均值为6. 8 cm、标准差为4. 8 cm;设计的辅助驾驶系统在宽行种植作物中具有良好的实用性。     

喷杆喷雾机等腰梯形悬架改进与验证

对喷杆喷雾机等腰梯形悬架进行了改进,通过对等腰梯形悬架平衡条件进行理论分析,得到了等腰梯形悬架的平衡方程,提出了基于变单拉杆长度悬架的控制方法,并得出了控制方程。将该变单拉杆长度悬架机构应用于3WZC-2000型超高地隙自走式喷杆喷雾机上,进行了实验室与田间实验。结果表明:当喷雾机在倾斜角度为±10°的路面行走时,该悬架系统能够满足调节平衡的要求。     

高地隙自走式喷杆喷雾机田间作业技术规程

为满足稻麦高效植保的要求,规范基于农机操作与农药植保相互融合条件下,高地隙自走式喷杆喷雾机田间作业条件、作业前准备、机具操作及施药后处理等技术,形成高地隙自走式喷杆喷雾机田间作业技术规程。