农用仿形履带式动力底盘的设计与试制初探

农用机械的功能决定其行驶的"道路"是田间或山地,驾驶的人员大多为未经过专业培训的农民,要在驾驶环境恶劣、驾驶人员能力较低的情况下,提升农用机械的使用水平,必须对其行驶的平顺性、通过性等方面进行进一步的优化。农用仿形履带式动力底盘的设计就是提升农用机械行驶能力的具体体现,文章针对其设计和试制进行研究,为农用机械制造水平提升提供借鉴。     

农用仿形履带式动力底盘设计与试验

设计了一种具有仿形功能的农用动力底盘。该底盘由机架、悬架系统、导向轮、驱动轮、支重轮、传动装置、履带及控制系统等组成。每个减振装置上装有螺旋弹簧液压减振器,其摆臂能够随地面不平度的变化以及底盘承重情况,在车架一侧纵向平面内摆动,悬架系统具有变刚度的特性。1∶4模型底盘试验表明,其满载最大爬坡度约为60%,最高作业速度可达3 km/h,在非道路场所行驶时具有良好的地面仿形、平顺性和通过性。     

橡胶履带联合收获机仿形底盘行走系统设计与仿真

随着农机化的发展,橡胶履带联合收获机的使用已较为广泛,但大部分联合收获机仍在采用传统的刚性行走底盘方案,该方案无法很好地适应田间的复杂地形,进而会对作业质量、工作效率、操作舒适性、使用寿命产生不利的影响。本文提出一种能够实现仿形行走的新型橡胶履带自走式联合收获机行走底盘方案,通过Matlab/Simulink和多体运动学分析软件RecurDyn对仿形底盘在随机路面激励和典型地形情况下的运动状态进行仿真,得出车身质心在竖直方向上的位移及加速度变化。在E级随机路面激励下,联合收获机运动至14.96 s时,Y轴正向有最大值3.578 m/s^2,运动至15.51 s时,Y轴负向有最大值-3.862 m/s^2。典型地形仿真中,质心Y向四个位移峰值分别为464.28 mm、459.27 mm、536.41 mm和514.71 mm,Y向加速度始终小于两倍的重力加速度19 600 mm/s^2,较好地验证设计方案的可靠性,为后续研究提供思路。     

丘陵山区农用仿形行走动态调平底盘设计与试验

针对丘陵山区农业机械通过性差、车身难以保持水平、机械化薄弱的问题,设计了一种丘陵山区农用仿形行走动态调平底盘。底盘4组调平悬架的悬臂夹角可精确调节,不仅能在崎岖地面上实现全时多轮驱动、多自由度仿形行走,而且通过悬架悬臂夹角调节实现车体调平控制,同时解决丘陵山区农用动力底盘行走、作业的两大难题。底盘在仿形行走过程中,倾角传感器实时测量车身倾斜角度,并计算出各悬架悬臂夹角瞬时调节量,精确调整各悬架悬臂夹角实现底盘动态补偿调平。参照中小型东方红500型农用拖拉机设计底盘样机,建立虚拟样机三维模型,并导入动力学分析软件ADAMS中进行仿真分析,底盘在多自由度仿形行走过程中,可在0.5°精度范围内实现动态调平。研制小比例样车,通过土槽试验验证底盘在多自由度仿形行走过程中,可在1°精度范围内实现动态调平。仿真、土槽与自然地面试验验证了理论分析和计算结果,为丘陵山区农用仿形行走动态调平底盘应用提供参考。     

全地形果园仿形弥雾机器人的设计

近年来,果园植保机具通过应用现代化技术改善了施药效果,但由于受到果树品种、培育方法和药剂使用等因素的限制,作业效率低下的现象越发显著,基于此,设计了一种高效的果园仿形弥雾机器人.针对果园复杂地形因素,设计了轮履复合式行进结构的全向电动底盘,以实现全地形全方向快速移动和转场;采用仿形风送式喷雾施药系统,在保证施药均匀性的...     

国内仿形技术在农用机械上的应用分析

农业的发展离不开农机,为满足农用机械自动化及优良的作业性能,各类技术层出不穷,其中就有仿形技术。仿形技术对农用机械在作业时的稳定性、准确性和作业效果等各方面起到重要作用,同时也对农机的优化起到关键作用。本文对现阶段国内仿形技术的应用进行分析,将应用到农用机械上的仿形技术分为主动仿形技术和被动仿形技术两大类,同时总结归纳两种仿形技术各自的优缺点。被动仿形技术成本较低,一般为纯机械仿形,结构简单且容易检修,但受地面环境影响较大,精确度和灵敏度都不高。主动仿形技术水平要求较高,一般需要电、液配合工作,仿形精度及稳定性都较高,但成本较高而且农用机械领域还没有大范围推广。由于田间环境复杂多变,目前仿形技术中的滞后问题依然存在、传感效果比较一般以及调控起来还相对困难等问题仍然急需解决。随着精尖技术的加入,仿形技术正在朝着更加智能化、简易化的方向稳步发展。     

智能花生收获机地面仿形及试验平台机构研究

挖掘铲对地面仿形的响应速度对花生收获机收获质量有着重要的影响。为此,针对一垄两行收获模式,设计了先导型传感机构及仿形试验平台。通过基于单片机的数据采集处理系统,将地形数据通过CAN总线发送到上位机。仿形平台试验证明:该仿形传感机构能够迅速真实地反映地形数据,为挖掘铲动作提供了数据依据,提高仿形精度。     

偏置转向轴原地转向轮胎力学特性研究

农用柔性底盘原地姿态切换时车轮绕偏置转向轴原地滚动转向,为探明该过程的轮胎力学特性,对接地区域的滑移速度进行了运动学分析,据此将现有轮胎纵滑LuGre模型扩展成纵滑横滑联合的偏置转向轴原地转向LuGre模型;设计了相应测试装置,通过双因素试验测试了偏置距离和载荷对轮胎横向与纵向摩擦力的影响;根据实测结果对模型参数进行了辨识,利用辨识值对柔性底盘原地姿态切换过程中的轮胎摩擦力进行了仿真。结果表明:柔性底盘原地姿态切换时,轮胎受到阻碍滚动的纵向摩擦力和指向外侧的横向摩擦力,纵向摩擦力与载荷的1.82次方成正比,与偏置距离的1.61次方成反比;随着偏置距离的增加,横向摩擦力先增大、后减小,但变化较为平缓。轮胎横向与纵向摩擦力的实测结果和仿真结果吻合程度较高。本研究可为柔性底盘转向驱动力矩的估算和装置参数的优化提供依据。     

丘陵山区农用自适应调平底盘设计与试验

丘陵山区地形复杂,地面凹凸不平,针对农用车辆行驶稳定性较差、车体倾斜等问题,提出一种自适应调平方法,并根据丘陵山区农用动力底盘作业要求,设计一种自适应调平悬架及应用该悬架的自适应调平底盘。建立虚拟样机三维模型,并导入动力学分析软件ADAMS中进行仿真分析,将底盘仿真过程中的侧倾角和俯仰角与四轮刚性底盘在同等条件下仿真得到的侧倾角和俯仰角对比,自适应调平底盘参考某种作业环境在幅值和波长特定的波形地面上行走作业时,侧倾角和俯仰角之和可降低60%左右。通过对样机土槽试验结果分析,证明自适应调平方法的可行性和仿真分析的正确性。     

丘陵山区农田信息采集车底盘爬坡性能仿真

针对丘陵山区精细农作时农田信息数据采集困难的现状,设计了一种新型的丘陵山区农田信息采集车底盘。为了提高该底盘的爬坡性能,运用多体动力学仿真软件RecurDyn中的低速履带模块(Track-LM),建立了该底盘的虚拟样机模型,并对其纵向和横向爬坡性能进行仿真研究,分析了不同坡角和路面对该底盘行驶速度、俯仰角、侧倾角及侧履带压力的影响。此研究可为改善该底盘爬坡性能提供理论依据。     

全地形车中、后桥双横臂平衡悬架设计

为实现恶劣路况下某三轴全地形车中、后桥垂直载荷的合理分配,将其中、后桥双横臂独立悬架设计成平衡悬架。本文首先根据拟选结构方案,建立平衡悬架理论模型,推导优化目标函数与设计参数之间关系,使用MATLAB软件编程优化设计变量;然后以优化结果为输入参数,在ADAMS/V iew环境下建立平衡悬架动力学模型,验证设计结果;仿真分析表明该平衡悬架满足中、后桥载荷合理分配要求。     

基于ARM及GSM的农田环境远程监测系统设计

在分析了传统农田信息采集方法的不足的基础上,借鉴工业测控领域的技术,提出了一种基于嵌入式系统的农田环境无人值守情况下远程检测解决方案,并给出了系统的设计与实现方法.实验证明,方案是可行的,系统的稳定性和可靠性能够满足实际生产需要.     

东亚土地经营规模变化对我国的启示-以日本、韩国和我国台湾地区为例

发展现代农业是我国新农村建设的首要任务。从我国农业发展情况看,土地规模经营问题是制约农业现代化发展的关键因素。通过对日本、韩国以及我国台湾地区扩大土地规模经营的途径进行归纳和对比,总结其经验和教训,提出对我国现代农业发展的借鉴与启示。笔者认为,我国农业土地经营规模改革应以是否促进农业生产力发展为根本依据,在尊重农民意愿的基础上,采用多种农地经营流转的方式,逐步推进农地产权流转市场化进程,从而达到加速土地经营权流转和扩大土地经营规模的目的。     

新型农田风蚀集沙仪排沙口降速问题研究

农田土壤风蚀会导致土壤质量退化,甚至出现荒漠化。防止农田土壤退化,研究其风蚀机理是关键,而集沙仪是研究土壤风蚀的必需仪器。随着自动控制理论在各行业的广泛应用,为集沙仪配备自动采集系统是一个发展趋势。由于集沙仪排沙口气流对称重天平的冲击是引起数据波动的主要来源,所以降低集沙仪排沙口气流速度是很关键的。为此,提出了设计一台新型农田风蚀集沙仪以解决排沙口降速问题的新思路。首先,阐述了新型农田集沙仪的设计原理;随后,通过数值模拟方法对其关键部件风沙分离器进行了数值模拟,得出了其内部速度矢量场模拟图;最后,通过烟流试验和风洞试验对数值模拟结果进行了验证。结果表明:数值模拟结果是可靠的;当新型农田集沙仪受强风环境影响时,其排沙口气流的降速幅度达84%,可较好地缓解排沙口气流对称重天平的冲击。该研究也可为新型农田集沙仪的后续研究提供理论支持。