山地自走式电动双轨运输机设计与试验

针对钢丝绳牵引式双轨运输机的牵引钢丝绳在弯曲起伏轨道上作业时,易出现乱绳和挤绳所带来的安全性问题,本研究设计了一种无需钢丝绳的自走式电动双轨运输机,该运输机以三拓GW114165电动机为动力,2个12-LPA-24铅酸蓄电池作为能源,采用一主动多从动的后驱传动方式。通过电流测试试验、平地能耗试验和打滑性试验验证了该运输机的安全与稳定性,并结合三因素三水平正交试验法考察驱动轮材料、轨道坡度和装载质量对运输机运行速度的影响。结果显示：在试验条件下,采用一主动多从动的后驱传动方式爬坡性能良好,运行比较平稳,但尽量不要在满载的爬坡状态下在陡坡处停机,如需停机,可人为辅助启动,运输机运行速度为0.241～0.700 m/s,平地运行航程为3 560～6 489.1 m。驱动轮材料、轨道坡度和装载质量等因素对运输机运行速度的影响依次是轨道坡度>驱动轮材料>装载质量,其中坡度对运行速度的Sig值为0.049,小于0.05,影响最为显著。     

山地果园单向牵引式双轨运输机摩擦制动装置设计与试验

针对山地果园单向牵引式双轨运输机运行时存在钢丝绳松脱或断裂等问题,研制了一种摩擦制动装置,在描述载物滑车总体结构的基础上,重点分析了制动装置制动过程、关键结构的受力分析及台架制动测试试验.有限元分析表明,支撑柱的最大应力为6.3 MPa,最大位移为2.1×10-5 mm,且出现在支撑柱与摩擦片固定装置相连的螺栓截面上;轨道的最大应力为70.9 MPa,最大位移约为0.65 mm,且出现在直轨道与摩擦片接触面上,呈对称分布.台架试验结果表明,该制动装置的制动成功率为100％;高速摄影试验表明,随着装载质量的增大,制动时间及振幅均增加.该研究可为山地果园单向牵引式轨道运输机械的整机结构设计提供参考.     

山地果园牵引式双轨运输机排绳装置的设计

针对山地果园牵引式双轨运输机的牵引钢丝绳在弯曲起伏轨道上使用时易出现乱绳、挤绳等问题,设计了一种双螺旋式自动排绳装置。在分析该装置的设计要求、基本组成和工作原理基础上,对装置的链传动、滑块换向曲线、导向拨叉的结构参数和排绳轮的受力进行分析,并进行综合排绳测试试验。测试结果显示,原驱动装置加装排绳装置后,绕卷16m的钢丝绳,其钢丝绳充满系数平均增加22.6%,功耗平均增加0.026kW·h,振动噪音平均降低0.75%。这表明该排绳装置具备有序排绳、耗能少和降低驱动装置振动噪音等优点。     

苗圃田间自走式电动双轨运输机设计与试验

为实现苗圃田间果树钵苗的快速搬运,研制了一种适用于苗圃田间的自走式电动双轨运输机。针对运输机的应用环境、果树钵苗质量大小等需求,分析提出运输机应具备的装载量、电机功率、运输速度等设计参数;并根据技术参数要求,提出运输机的总体结构并对关键部件进行设计;最后,对运输机进行了实验室与田间试验。试验结果显示,运输机载重能力为750 kg,空载每百米能耗为9.16 W·h,满载每百米能耗为27.6 W·h,运行速度为0.564～0.718 m/s,运输机从起步到匀速行驶所用时间小于2.5 s,紧急制动距离小于0.05 m,振动加速度振幅总体小于0.4 g。以上结果表明,研制的运输机可以满足实现苗圃田间作业需求,可以有效提高作业效率、降低劳动强度。     

山地果园牵引式双轨运输机遥控故障自检测实现

为了避免牵引式双轨运输机在运行过程中因遥控系统故障导致的安全事故,在原有的遥控系统上增加基于单片机的数据校验模块以实现故障自检测.当运输机处于“上行”或者“下行”的工作状态时,遥控系统的发射端持续发送校验数据,当接收端检测到校验数据丢失或错误时,表示遥控系统发生故障,运输机立即停止工作.为了降低能耗,当运输机处于停止或工作状态时,遥控系统可分别进入休眠、唤醒模式,既保证了功能的实现又有效地降低了电量消耗.改进后的遥控系统已在实际中得到应用,极大提升了安全性能.该方法对于稳定性、安全性要求较高的遥控实现极具参考价值.     

山地果园拆装单向牵引式双轨运输机的设计

为克服现有山地果园轨道运输机无法搬移、户外施工难度大、批量生产困难和设备利用率低等问题,设计了一种山地果园拆装单向牵引式双轨运输机,分析该机的总体结构及绳径选择、轨道最小倾角、轨道最长长度、轨道最小转弯半径和断绳制动装置的工作原理,并进行样机运载试验。计算与分析结果显示:运输机钢丝绳直径为7.7mm,轨道最小倾角为5.7°,轨道最长长度为170m,轨道最小水平转弯半径为7m,最小垂直转弯半径为2m。运载试验结果显示:运输机上行平均速度为0.51m/s,下行平均速度为0.54m/s,平均能耗为1.235kW·h,使用有效度为100%。这表明该运输机可适用于山地果园运送肥料和果品等,亦可搭载喷雾机或果枝修剪机械等进行作业。     

山地果园电动单轨运输机控制装置的设计

【目的】研制一种山地果园电动单轨运输机的控制装置,以提高单轨运输机的智能性和安全性,实现其自动控制。【方法】基于单片机、直流电动机、无线通信模块等设计蓄电池驱动的山地果园单轨运输机的控制装置,通过模拟山地果园地形,分别对控制装置的行驶速度调节、制动性能及系统功耗进行测试。【结果】电动山地果园单轨运输机的控制装置由单片机、供电单元、直流电动机、直流电动机驱动模块、制动模块、行驶速度调节模块、无线通信模块、手动控制按键及限位停车模块组成。模拟测试结果表明:单轨运输机的行驶速度可实现0.1~0.6m/s内的加减速调节控制;单轨运输机的行驶速度随着装载质量的增加而逐渐变小;当单轨运输机在39°坡下坡行驶时,通过测速电路控制电磁式失电制动器,能有效解决单轨运输机行驶速度超出安全速度的问题。经连续1个月的实际测试,限位停车控制模块能够实现单轨运输机的及时停车,其可靠性达100%,手动按键及无线遥控均能实现单轨运输机的有效控制,无线遥控最大可靠距离为450m,控制装置响应时间约为2s。【结论】所设计的控制装置运行稳定可靠,能满足单轨运输机智能性、安全性和自制性的预期设计要求。     

基于模糊PID的山地果园运输机动力稳定系统的设计与试验

以提高华南农业大学研制的山地果园轻简化轮式运输机作业动力控制稳定性为目标,设计加装了一种成本较低的动力稳定系统。系统由制动手柄、电推杆、电磁阀、制动油泵、制动钳组成。根据控制策略在Simulink中建立动力独立控制模型,经过仿真分析,在稳态之后非受控的动力轮速度与受控动力轮的速度相等,整车驱动力增大,提高了运输机在路况参数多变路面的通过性,并在动力稳定系统的基础上加入了自适应模糊PID速度控制器,对其进行了仿真分析。结果表明,在3.5 s时,两侧动力轮纵向速度之差进入稳定响应,稳态绝对误差绝对值最大值为0.422 2,最小值为0.004 7,响应到达并保持在终值±5%误差内所需的最短时间为3.0 s,稳态条件下(t→∞)的误差为0,加快了系统响应速度,提高了调节精度与稳定性。对运输机实车测试,受控后稳态车轮速度的绝对误差为0.178 1~0.396 1 km/h,相对误差为0.71%~5.27%,与仿真结果一致。     

山地果园拆装牵引式双轨运输机控制系统的设计

【目的】设计适用于山地果园牵引式双轨运输机的控制系统,为山地果园牵引式运输机械的设计提供支持。【方法】在分析该类拆装牵引式双轨运输机整机结构及应用工况的基础上,针对山地果园拆装牵引式双轨运输机拆装频繁、应用环境恶劣等工况,运用控制系统硬件、软件设计理论与性能试验相结合的方法,设计一种以PLC为控制核心、液晶触摸屏为人机交互窗口的控制系统,重点分析控制系统的工作原理、硬件设计、软件设计、无线遥控设计和抗干扰措施,并对控制系统的核心部件及稳定性进行理论和试验研究。【结果】所设计的山地果园拆装牵引式双轨运输机控制系统运行可靠,定位系统的平均距离偏差为5.18cm,平均定位距离误差率为0.96%,平均脉冲误差率为0.68%;在有遮挡的情况下,无线遥控器在距离遥控接收装置300m范围内的通信成功率为100%。【结论】所设计的控制系统可满足运输机的智能化控制需求,该控制系统亦适用于其他钢丝绳提升式运输机的作业控制。     

自走式单轨道山地果园运输机力学仿真与试验

为研究自走式单轨道山地果园运输机轨道齿条齿形和工作参数对运输机力学性能的影响,基于动力学理论和Hertz理论的Impact函数模型,建立运输机驱动轮与轨道齿条啮合的虚拟样机模型。选取齿条齿形、轨道坡度、驱动轮转速为评价指标,设计虚拟正交试验,结果显示:影响运输机作业力学性能的主次顺序为齿条齿形轨道坡度驱动轮转速,相同条件下链轮齿形齿条性能最优。台架试验结果表明,在轨道坡度分别为+0°、+6°、+12°,驱动轮转速为+88.08rad/s时,驱动轮与链轮齿形齿条啮合时所需扭矩较圆弧齿形齿条分别减少33.82%、33.45%、18.36%,验证了模型仿真分析的正确性。     

山地果园轮式运输机半主动悬架系统设计与试验

为解决山地果园运输机在实际使用中因路况起伏不平而引起的剧烈振动问题,结合山地实际路面情况,设计使用CDC阻尼器的半主动悬架系统,并安装于华南农业大学研发的丘陵山地果园电动轮式运输机。以安装使用CDC阻尼器的半主动悬架系统的丘陵山地果园轮式运输机为研究对象,采用振动仪和振动传感器搭建振动测试系统,在行驶速度和载荷一定的工况下,分别测试该轮式运输机装有半主动悬架前后行驶过程中座椅位置Z轴的振动信号,考察半主动悬架装车前后的振动差异。结果显示,装有使用CDC阻尼器的半主动悬架的轮式运输机振动降幅达50%,达到了半主动悬架系统的设计要求;装有使用CDC阻尼器的半主动悬架系统的车身振动频率集中,范围大于8 Hz,表明车辆的驾驶舒适性较好。     

自走式山地果园遥控单轨运输机的设计与改进

为克服山地果园遥控单轨运输机的诸多缺陷,对原机进行优化设计。改进时取消了原机复杂的遥控装置,利用四杆-杠杆、撞块联动离合刹车机构,使运输机在轨道上能够任意自动停车和可靠制动,实现无人驾驶。用风冷汽油机替换原柴油机,增大马力、减小整机质量和外形尺寸。重新设计的防侧倒T形夹紧轮,可减小运输机的转弯半径,去掉原辅助轨道,降低轨道高度和安装难度,节约轨道建设成本约40%。检测试验结果表明,改进后的山地果园遥控单轨运输机可以实现爬坡角度达40°,上坡负载质量为500kg,下坡负载质量为1 000kg,最小转弯半径小于4m,工作可靠,运行平稳,操作简单,适合山地运输。     

食品学科硕士生双轨同步培养模式的建立与实践

为了提高研究生培养质量,适应社会科技人才的需求,该文提出了按照研究生毕业的去向,采取双轨同步分类培养模式:对于学术应用型硕士生,要求安排更多的时间用于企业考察学习或参加研究开发活动,让其在学校期间就慢慢的适应社会;对于学术研究型硕士生,要求安排更多的时间用于科研及试验,培养其科研兴趣与思维.通过该模式的实施,旨在通过分类培养,让食品学科研究生能灵活选择适合自己的教育形式,使学有所长,学有所用,最大限度地发挥其聪明才智和潜能.     

山地果园轮式运输机自装卸装置的设计与分析

为保护果品和提高运输的效率,研究设计一种适用于山地果园轮式运输机的L型拉臂式自装卸装置并进行仿真分析。采用传统图解法对L型拉臂进行受力分析,得出在两个运动过程中主要部位的受力通用公式,结合运输机参数得出拉臂在两个运动过程的临界角为38°。通过ADAMS得到拉臂主要部位所受的力与旋转角度之间的关系,得出在4种情况下:坡度为-20°及拉臂旋转0°、坡度为20°及拉臂旋转38°、坡度为-20°及拉臂旋转134°、坡度为-20°及拉臂旋转38°,拉臂受力较大。通过ANSYS得出拉臂的应力范围为0.070~307.144MPa,小于钢材Q345的抗拉强度470 MPa。满足在坡度为15°和载荷为150kg的工况下完成自装卸的设计要求。     

一种并联缆绳牵引式山地果园运输机的建模与分析

为进一步提高山地果园运输机的灵活性与可重构性,设计一种缆绳牵引式无轨果园运输机,通过在果山上设立桩点,控制并联钢丝缆绳的运动来实现果园低空运输。在建立并联机构的三维空间路线模型基础上,分析运输机工作过程中缆绳的运动与受力,阐明运输过程中缆绳速度与牵引力的变化规律。仿真结果表明：基于并联结构的缆绳牵引式果园运输机在不同的运输路径偏角下,运输过程中的缆绳速度与牵引力的变化缓慢且均匀。并联机构保证了系统工作时的稳定性,其可重构的特点进一步扩大了运输机的适用范围。     

基于液位控制的不同算法研究

随着工业的发展,液位控制在各种过程控制中的应用越来越广泛,为保证生产过程的安全,效益等对液位控制的精确要求,传统PID控制和模糊控制在液位控制中都有应用。根据不同情况下对液位控制的要求,选择最适合的控制方法,本文以双容水箱的液位控制模型为研究对象,将传统的PID控制和模糊控制进行比较,观察到传统PID控制措施简便,但超调量大,趋于稳定状态所需时间长;模糊控制超调量小,趋于稳定状态所需时间短,但设置模糊控制规则所需时间长,模糊控制鲁棒性强。     

靖三联-靖二联埋地热油管道停输后的温降规律研究

通过研究埋地热油管道的温降规律,将埋地管道停输后罐内原油的冷却过程视为一系列准稳定状态,通过公式分析推导,得出管道允许停输时间的计算方法,其计算结果与现场报表数据对比误差较小,因而有一定现场指导意义.     

油门控制和驱动轮制动干预相结合的控制方式研究

本文研究低附着路面转向工况下,牵引力控制采用油门控制和驱动轮制动干预相结合的控制方式,油门采用增量PI,制动力采用模糊PID控制方法,并且在Matlab/Simulink环境下进行离线仿真,对仿真效果分析.     

热油管道停输再启动特性的环道模拟试验研究

借助大型环道,对热油管道的停输再启动特点以及相关影响因素进行了现场条件下的全面试验研究.首次测得了埋地管道停输过程中管内不同径向位置处油温的变化数据.试验所测量得到的停输温降、启动压力、压力波速情况以及各因素对启动过程定量的影响程度结果,对于停输再启动的计算研究具有重要参考价值.