轮式拖拉机实时滑移率监测系统研究

为了获取轮式拖拉机行进过程中的实时滑移率,设计了基于LabVIEW和单片机的轮式拖拉机实时滑移率监测系统。系统以LabVIEW和单片机为数据处理核心,包括霍尔传感器模块、单片机测速模块、LCD1602A液晶显示模块、下位机和上位机通信模块、LabVIEW上位机处理数据显示实时滑移率模块。下位机系统主要负责采集拖拉机驱动轮速度和机身速度数据,上位机系统主要负责计算实时滑移率,同时系统将拖拉机工作过程中的驱动轮速度、机身速度及实时滑移率数据在上位机显示并储存到数据库中。不同路面工况下的试验结果表明:监测系统上位机与下位机运行稳定性可靠,测速误差率平均值为1. 61%,能够满足轮式拖拉机行驶时的实时性要求。该研究可为轮式拖拉机农耕作业陷车安全预警系统设计提供参考。     

免耕播种防滑地轮的设计与研究

地轮作为播种机排种装置的驱动机构,其滑移率的大小直接影响到播种精度。在免耕播种作业地表覆盖大量秸秆的情况下,地轮的滑移率不可避免。为此,设计了一种新型的地轮结构,采用啮合的方式来增加地轮机构的抓地力以减小打滑,并且还可以根据播种机工作状态的不同来调节啮合位置。通过在室内土槽进行试验对比,结果表明该地轮结构的滑移率优于其他地轮。     

免耕播种机行星啮合式防滑地轮设计与试验

免耕播种机地轮滑移造成排种器漏播,影响播种质量。为此提出了一种行星啮合式防滑地轮机构。在对其进行结构与受力分析的基础上,研究了影响地轮性能的因素。对不同型式的地轮在已耕和免耕土壤中进行对比试验表明,行星啮合式防滑工作稳定且具有较小的滑移率。     

轮式拖拉机行驶稳定性分析

根据四轮后驱式拖拉机的运动特点,运用力学理论和方法,推导了四轮后驱式拖拉机在平面和坡面上行驶时,拖拉机附着系数φ、滚动阻尼系数f、重心高度h、轴距a、转弯半径R、最大滑移角aφ′参数之间的相互关系。在此基础上,分析了四轮后驱式拖拉机坡道行驶稳定性随这些参数变化的规律,指出了导致行驶不稳定的因素,为四轮后驱式拖拉机的结构参数和水平及坡面的行驶安全性提供了参考依据。     

车辆ABS模糊控制的仿真

通过一个1/4车辆模型来评价ABS系统的性能。采用模糊控制理论,利用类似于人脑的推理方法,通过理论分析和已有的试验数据,构造出满意的模糊控制器。控制目标是使得汽车在不同行驶条件下制动时,都能使车轮工作在最佳滑移率附近,缩短制动距离并有效的改善制动时的方向稳定性。仿真结果表明,采用模糊控制算法使整个防抱制动系统的设计简单,避免建立复杂的制动过程数学模型,可以控制滑移率在最佳滑移率附近,并缩短了制动距离。     

基于单片机的播种机滑移率监测系统

为了确保精准播种作业,对驱动播种机排种器的地轮滑移率的检测方法进行了研究,开发了一种检测播种机滑移率的无线监测系统。该系统以AT89C52单片机作为主控芯片,采用霍尔传感器进行监测和控制,结合nRF24 L01芯片实现检测数据的无线传输;并将检测结果通过迪文显示器实时显示出来,为实现精准农业中的变量播种提供数据支持。该系统结构简单、操作方便、可靠性高,能够实现播种机作业过程滑移率的检测和实时显示。     

预防汽车与两轮车相撞

1跟车时需保持一定距离 　　汽车与两轮车追尾事故有三种：一是汽车追两轮摩托车；二是两轮摩托车追尾汽车；三是汽车追尾自行车。前两种都是在前后两车之间较短的距离中行驶时，驾驶员注意力不集中，未留意前车时，或前车已因某种原因减速，甚至停车了，在无法回避的情况下，造成了追尾碰撞。也有驾驶员误将停留的前车当成了行驶的车辆，临近时才发现车停着，踩制动踏板已来不及了，造成了追尾。这种事故一般发生在夜间。追尾事故一般都是一维碰撞。 　　2相对行驶时须防止猛拐与横穿 　　相对行驶的车辆，彼此都是会车关系。汽车在…     

福州地区汽车行驶工况构建与研究

为了构建汽车行驶工况模型和汽车运动特征评估体系,连续采集了三周福州地区的行驶数据进行处理,将处理后的数据进行运动学片段的划分。采用K-均值聚类分析法对降维的主成分特征值进行聚类,根据距离最小原则挑选出运动学片段来合成反映不同交通状况的汽车行驶工况曲线。并对汽车行驶工况曲线进行分析评价,由此论证了该方法构建汽车行驶工况曲线的合理性。     

基于履带轮行走机构的车辆行驶效率分析

履带轮行走机构是一种可以实现轮式/履带式相互转换的行走机构,能够较好的满足军用特种车辆高通过高机动的需求。文章首先简述了履带轮行走机构的原理和构成;随后进行了履带轮行走机构驱动效率和行走效率分析,得到了履带轮行驶效率的数学模型,并得出结论:履带轮行走机构的行驶效率高于传统履带车辆,同时履带轮轮式状态时的行驶效率高于履带状态。最后,在Recurdyn中搭建了基于履带轮行走机构的虚拟样机模型,并进行了行驶效率的仿真,验证了数学模型的有效性。     

基于单片机的足球机器人设计

文章采用乐鑫公司NodeMCU单片机作为主控制模块,采用3.7V的18650锂电池供电,LM1117稳压芯片稳压,双N20减速电机作为动力轮(减速比1∶30),单万向轮,三轮配置,结合Android APP,配合电机驱动模块、HC-05蓝牙2.0无线收发模块、蜂鸣器模块、LED灯等,完成对足球机器人的实时遥控。当APP和HC-05蓝牙模块建立了连接,APP就能通过蓝牙发送指令传输给单片机,单片机接收到数据,对数据进行处理后执行相应的指令,从而遥控足球机器人进行足球对抗。     

自适应低振动步行轮仿生设计与性能分析

为提高具有高通过性的步行轮平顺性,基于鸵鸟足运动姿态与跖趾关节储能减振机理,运用工程仿生学原理与技术,设计了一种仿生自适应低振动步行轮。有限元数值模拟结果表明,轮上载荷30 N,角速度10(°)/s情况下,相比于传统步行轮,仿生步行轮轮心波动范围在软路面和硬路面分别降低了85.71%和93.33%。采用轻载荷月壤/车轮土槽测试系统验证了仿生步行轮的减振性能。当滑转率小于40%时,仿生步行轮的挂钩牵引力均大于传统步行轮;当滑转率大于40%,且仅在角速度为20(°)/s时,仿生步行轮的挂钩牵引力才小于传统步行轮,表明仿生步行轮在松软地面具有较好的牵引通过性。同时,相比于传统步行轮,当角速度为30(°)/s时,仿生步行轮在软路面和硬路面的加速度分别减少了6.3%和15.8%,振幅分别减小了14.6%和9.6%。在保证松软地面优越牵引通过性能前提下,仿生步行轮比传统步行轮的轮心波动更小,振动明显降低,有效解决了步行轮多边形效应引起的振动问题。     

株距无级调节器试验及输出函数模型研究

株距无级调节器要进行株距的无级调节,必须要建立株距无级调节器转入转速、输出转速、调节架位移和株距之间的函数模型。滑移率是指播种机工作时地轮滑动成分所占的比例,滑移率是影响播种质量的重要因素。为此,利用齿轮转速传感器测得播种机的滑移率,然后反馈给株距无级调节器的控制系统,通过调节株距无级调节器的调节架位移来改变理论播种株距,从而减小滑移率对播种质量的影响,提高播种的均匀性。     

轮距-地隙可调式智能车辆稳定性影响规律

以车辆受力模型为研究基础,将不同轮距、不同地隙为因变量,研究地隙、轮距对车辆稳定性的综合影响规律。并运用虚拟样机软件ADAMS对设计样机进行稳定性仿真验证分析,为样机参数调节提供理论指导。通过样机进行实物试验得出轮距、地隙调节对车辆稳定性影响的变化规律,并验证稳定性理论推导的正确性。      

基于光谱信息的玉米变量追肥控制系统优化设计与试验

基于近地光谱信息的玉米变量追肥技术是实现氮肥科学合理施用的有效途径。为提高追肥控制系统的光谱信息获取精度及控制精度，对光谱传感器布置方式及系统控制方法进行了优化设计，并进行了田间追肥试验。对行式及分布式布置方式对比试验表明：光谱传感器分布式布置方式采集NDVI优于对行式布置方式，获取NDVI均值平均提高6.4%，方差平均降低0.038。NDVI采集数据采用滑动窗口均值滤波算法进行滤波，滑动窗口边长为15，均方差为0.0079。系统响应特性试验表明，系统的平均响应时间为1.5s，平均稳态误差绝对值为0.775r/min，平均超调量为10.6%，系统在排肥轮工作转速范围内具有较高的控制精度。田间施肥量控制效果评价试验表明，排肥理论转速与监测转速的平均相对误差为3.35%，可以实现精准施肥的目标。     

除草机器人自适应快速积分终端滑模跟踪控制技术

智能除草机器人在草坪作业时,易受到外界扰动以及系统不确定性的影响,从而导致轨迹跟踪收敛时间长以及跟踪效果差等问题。因此,设计一种面向轨迹跟踪的自适应快速积分终端滑模控制算法。首先,考虑驱动轮动力学特性以及未建模误差、外界干扰、动静摩擦等不确定性因素,建立除草机器人的动力学模型。然后基于所建立的动力学模型,设计自适应快速积分终端滑模控制器。所提出的控制器结合了快速终端滑模、积分滑模和自适应估计技术的优点,能够实现期望的跟踪性能并抑制控制信号抖动。同时,在不需要明确系统不确定性和外界干扰上界的情况下,可以通过所设计自适应估计项进行实时补偿,提高系统的鲁棒性。最后,通过仿真和试验验证了该方法的有效性。试验结果表明,所设计的控制器能够使跟踪误差在有限时间内快速收敛,并且横向误差绝对值不超过0.097 9 m,纵向误差绝对值不超过0.102 6 m,航向角误差绝对值不超过0.057 8 rad,保证除草机器人准确跟踪作业路径,同时具有较强的鲁棒性。     

油菜耕整移栽联合作业机液压仿形系统设计与试验

油菜栽植深度一致性是评价移栽质量的重要指标,其直接影响秧苗缓苗和根系再生,以及油菜产量。为了提高油菜耕整移栽联合作业机栽植深度一致性,设计了基于仿形轮高度感应与液压联动的仿形系统。开展了±25mm起伏高度的模拟路面仿形轮和栽植器在不同前进速度下轨迹与相位试验,结果显示前进速度分别为0.3、0.6、0.9、1.2m/s时,仿形轮和栽植器的轨迹变化趋势与路面一致,相位均有延迟,幅值分别下降5.8%、15.2%、17.7%、33.8%和14.9%、21.5%、41.5%、54.6%,相位差分别为0.0267、0.0119、0.0225、0.0366s和0.182、0.1264、0.1278、0.1489s。以前进速度、栽植单元质量、地面起伏高度差为影响因素,以栽植深度合格率为试验指标,进行三因素五水平二次正交旋转组合设计试验。试验结果表明因素影响强弱次序为：栽植单元质量、地面起伏高度差、前进速度,经寻优得最优参数为：栽植单元质量30kg,地面起伏高度差20mm,前进速度1m/s,此参数组合下栽植深度合格率为90.27%,优于标准值,表明液压仿形系统可以有效控制栽深,提高栽深一致性。     

基于双测速模式的玉米追肥机控制系统设计与试验

针对玉米追肥机北斗单点测速方式存在延时，造成测速准确性低的问题，提出了北斗单点测速与地轮测速相结合的双测速模式。搭建了玉米追肥机控制系统并开发配套控制界面，完成了双测速模式规则建立及控制器程序设计。重点对加减速过程判定与地轮稳定测速的速度范围进行了研究，试验确定了双测速模式切换条件，并验证了双测速模式的可行性。试验结果表明，地轮稳定测速的最大速度为6.0km/h，地轮测速队列长度N的最佳值为5，模式切换速度变异系数临界值为4.2%；3.5、5.5、6.0、8.0km/h 4种不同目标速度测速性能对比试验结果表明，双测速模式与北斗单点测速在加速阶段相对响应时间均值为1.6s，减速阶段均值为1.8s，实际施肥延时距离平均减小0.55m。田间施肥性能试验结果表明，双测速模式加速阶段速度切换造成的排肥转速差均值为1.5r/min，减速阶段排肥转速差在8.0km/h速度条件下最大，均值为7.1r/min。减速阶段控制结果表明，系统平均响应时间为1.3s，平均稳态误差均值为0.8r/min，系统平均超调量为8.7%。双测速模式切换准确率为100%，满足精准施肥的需要。     

八轮四摆臂无人机动平台越障性能分析与试验

针对南方山区丘陵地带地形复杂、传统农田运输车辆通过性不足的问题,提出并设计了一种具有仿生液压驱动摆臂机构的八轮无人机动平台,其车体姿态可通过四摆臂协同动作进行调节,以适应不同形式地面障碍。越障性能是制约平台通过性的根本因素,建立了无人平台姿态规划模型和关键越障过程动力学模型,得到无人平台在典型垂直障碍的越障性能。为验证理论分析,在ADAMS建立了二次开发仿真平台,并进行了样机动力性试验。研究表明,八轮四摆臂无人机动平台可攀爬高度为轮胎直径1. 13倍的垂直障碍,具有良好的复杂地面环境通过能力,可满足丘陵地带农用运输车辆在复杂农田地形的行走需求。