自走式农田清平机测控系统研究

研究自走式农田清平机测控系统硬软件组成、控制方式及在线测控原理。系统采用激光发射器与倾角传感器作为基准信号源,并形成基准平面;激光信号与倾角信号经时间段封闭处理,避免同时调整时相互干扰;测控系统使清平部件实时平行于基准平面,并在该平面内保持水平。     

激光测控自动农田清平机工作部件的研究

激光测控自动农田清平机主要用于农田清理和平整,也可广泛用于公路、铁路和广场建设。清平机的核心工作部件是旋切刀辊,它集切土、汇中和倾抛于一体,所以优化设计旋切刀辊对整个清平机尤为重要。刀辊的功率是清平机最重要的设计参数,包括旋切功率和抛扔功率。针对激光测控自动农田清平机的特种工作部件,运用类比方法计算旋切功率,参照铣刀对灰铸铁的铣削,根据两种物质的强度换算得出工作部件的功率。     

基于三点调平的农田激光清平机设计与研究

为了使清平机在作业过程中克服农田高低起伏地面的影响而达到较高的平整精度,设计了基于三点调平的自动调平系统.即通过控制器控制3个永磁同步电机进行转动.由滚珠丝杠传动副将电机转动转化为直线移动,驱动3个调整轮相对机架做上下运动.同时,采用一组激光传感器和一组倾角传感器对清平机机身平台的海拔高度和水平度进行实时检测和反馈.经试验验证,其平整精度较高已达到±10mm/100m2,能够满足精确农业对农田土地平整精度的要求.     

ZM3-Ⅰ基槽清平机的研制

设计了一种用于地基基槽和农田地面平整的ZM3-Ⅰ基槽清平机,介绍了其控制方案、控制原理及工作过程.基于切土和抛送土工作原理,提出了利用刀片的高速旋转产生的惯性对土进行抛送的方式,设计了其主要工作部件;通过对刀片的主要技术参数进行分析,确定了切土刀片的形状及安装方式.整机通过激光和倾角传感器联合作业,对平整度进行监测和控制.经试验验证,其平整精度较高,已达到±10 mm/100 m,能够满足地基施工和农田作业要求,具有一定的应用和推广价值.     

吊篮式移栽机关键部件的设计与仿真分析

针对吊篮式移栽机在工作时稳定性差及套种模式下适应性差等问题,将槽型轨道机构运用到传统吊篮式移栽机中,设计了一种槽型轨道式新型移栽机。为验证该新型移栽机工作原理的可行性,运用Pro/E软件进行虚拟样机设计,并在ADAMS仿真软件中进行了装配模型的运动学仿真。仿真结果表明:槽型轨道式新型移栽机满足套种模式下的秧苗移栽要求。     

3ZSP-2型甘蔗中耕施肥培土机机架的有限元分析

为了检验3ZSP-2型甘蔗中耕施肥培土机机架设计的合理性,采用UG NX虚拟仿真软件建立了机架的三维模型,应用NX Nastran解算器对机架进行了有限元分析,通过静力学特性的有限元分析得到了机架的应力和应变位移分布规律,振动模态特性分析得到了机架前10阶的固有频率、振型特征、极值节点位置、节点位移最大幅值等振动特性参数,并将分析结果与实际工况进行了对比。研究结果表示:3ZSP-2型甘蔗中耕施肥培土机机架设计的强度和刚度都满足要求,机架的固有频率与外部激励频率不重叠,不会产生共振现象,机架设计合理。本研究对3ZSP-2型甘蔗中耕施肥培土机使用寿命的延长和作业效果的提高具有重要意义。     

轮式AGV纯滚动转向系统设计与无侧滑转向控制研究

为了解决前轮导向AGV的车轮侧滑问题,基于Ackermann转向原理设计了一种变长连杆的双曲柄转向系统。通过推导转向动力学模型,建立了考虑转向阻力矩的左、右前轮转向角闭环控制模型,提出了左、右前轮转向角PID同步控制算法,利用Matlab仿真转向控制模型的动态响应,获得了相关控制参数。以松下PLC为核心,构建了由左前轮转向交流伺服电机、推杆伺服电机、驱动器和编码器组成的AGV转向测控系统,设计了前轮转向系统同步闭环控制流程,实现了满足纯滚动转向原理的左、右前轮转角实时同步控制及转角信息采集。草地路面原地转向及硬质路面S型轨迹转向行驶试验表明,前轮导向AGV转向系统的左、右前轮期望转角与实际转角误差小于0.1°,AGV转向系统近似满足车轮纯滚动无侧滑运动条件,验证了轮式AGV纯滚动转向系统设计和转向控制的正确性与有效性。     

葡萄覆土机开土刀切削土壤过程的研究

葡萄覆土机作为实现葡萄越冬覆土机械化的关键设备越来越受到重视。为此,以营口农机化研究所研制的3PF-240型葡萄覆土机为研究对象,对葡萄覆土机开土刀切削土壤过程进行了研究。基于有限元分析软件ABAQUS软件对切削土壤的过程进行了三维动态接触非线性有限元分析,获得了开土刀在作业过程中刀具的情况下切削力的变化曲线。同时,将仿真结果与试验结果进行对比分析,结果表明:仿真分析结果与试验结果基本一致,验证了仿真模型的有效性。     

分析履带—地面相互作用的三维模型的建立

由于在履带行走机构作用下土壤的压实通常会伴随着横向扰动并产生位移,所以履带车辆与土壤相互作用中的影响区域是三维空间的,应该从三维的角度分析履带-地面相互作用。根据Mckyes-Ali三维模型,结合贝克和Nobutaka的研究方法,将三维模型应用到履带-地面作用分析中。分析挡板与土壤相互作用过程,并对挡板所受水平阻力进行求解,完成三维模型的建立,将三维模型与对数螺旋线模型进行对比,验证其准确性。三维模型的研究为从三维模型分析履带-地面相互作用提供了理论基础和依据,为仿真软件在履带-地面作用分析中的进一步发展提供模型支持。     

基于ANSYSWorkbench的挖坑机钻头的有限元分析

介绍了常用挖坑机的工作原理,利用Solid Works建立挖坑机钻头的三维实体模型,并将该模型导入到有限元分析软件ANSYSWorkbench中对挖坑机钻头进行模态分析,得出其前6阶固有频率和振型,分析了各阶振型对钻头的影响,为挖坑机钻头的优化设计和改进提供依据。     

1BMQ型水田埋茬起浆整地机的研究

主要介绍了1BMQ型水田埋茬起浆整地机的主要参数、总体设计、主要部件工作原理和结构特点,以及该机田间试验结果。该机采用弧形弯刀、多棱形耙辊、半封闭曲线挡土板、流线型空心平地板及自调压装置,其原理新颖、传动可靠、使用调整方面,可一次性完成水田地的耕翻、埋茬、碎土、起浆、平地等多道工序,作业效果满足农艺要求。     

基于蓝牙技术的变量施肥机速度采集系统设计

设计了基于蓝牙技术的变量施肥机速度信号采集系统.该系统以光电编码器为测速传感器,ARM微处理器接收测速脉冲并计算出速度值,通过KC111适配器以蓝牙(无线)方式传送,蓝牙USB适配器接收速度信号后传送给变量施肥控制器,完成施肥机速度信号采集.试验结果表明该系统最大误差为2.92%,能够满足变量施肥精度要求,可以应用到变量施肥机测速系统中.     

链齿式残膜回收机捡拾机构参数优化及试验

针对链齿式残膜回收机捡拾效率不高、工作性能一般等问题,设计了一台链齿式残膜回收机。首先,介绍了工作原理和结构设计;然后,运用Design-Expert8. 060软件,采用Box-Behnken试验方法,以捡拾转速、入土深度、捡拾齿周向间距、捡拾齿轴向间距为影响因素,以捡拾率为响应值,进行了四因素四水平的响应面试验及回归方差分析,分析各因素对链齿式残膜回收机捡拾装置的捡拾率的影响程度,并对各个因素进行优化。试验结果表明:影响捡拾率程度的大小依次为捡拾转速>捡拾齿轴向间距> C捡拾齿周向间距>入土深度;当捡拾转速91. 41r/min、入土深度143. 48mm、捡拾齿周向间距91. 49mm、捡拾齿轴向间距32. 31mm时,残膜的捡拾率达到91. 02%,相对误差较小。     

秸秆精粉再利用混合机研究

为了提高玉米秸秆及玉米芯的综合利用率,以秸秆精粉再利用混合机作为研究对象,对其主要工作部件螺旋搅拌机构和抛料装置参数进行设计及试验分析。结果表明:螺旋搅拌机构在保证搅拌效率的同时还要保证输送生产量、抛料装置在确保混合均匀度及抛送高度和抛送距离时,生产率要大于螺旋搅拌机构输送量,才能保证机器正常运转,不发生堵料现象。在试验基地按照相关标准和试验报告对物料的混合均匀以及整机生产率进行检验,均达到了预期设计目标。该机现场作业时,可一次性完成对物料的搅拌、混合及翻料,从而降低了劳动强度,提高了生产效率。     

基于Labview的应变控制共振式曲轴弯曲疲劳试验机

研制了一种新型试验装置——基于Labview编程的应变控制共振式曲轴弯曲疲劳试验机。介绍了该控制系统的工作原理、主要性能指标、硬件组成和软件设计、试验实例等。实际使用结果表明,该套控制系统具有制造成本低、结构紧凑、测试精度高、工作稳定可靠、易于操作等优点。     

智能化控制的精整地联合机设计及关键部件分析

精整地联合机可为农作物的种植与耕种提供良好先决条件。为不断提高精整地的作业效率,实现精准化、机械智能化控制目标,根据精整地联合机的工作原理,通过对其整机结构进行参数优化及关键作业部件的机理分析,将智能自动控制与调节技术应用到精整地联合机控制装置,完成联合机整机的设计与关键部件参数选定。同时,进行试验验证,结果表明:采用智能化控制的精整地联合机作业效果良好,整机的翻土、平整等多项性能均得到较好提升,效率提升约可达20%。此设计对于农业机具的发展具有一定的参考价值。     

3MT-5．0型葡萄埋藤机的研制

根据葡萄生产实际需要,设计一种小型葡萄埋藤机。介绍3MT-5．0型葡萄埋藤机的设计构想,说明整机结构与工作原理,确定主要技术参数．详细阐述主要部件的设计,并应用Inventor三维软件完成建模和样机试制。通过样机应用试验,证明该机结构合理、使用方便、作业效果好,是实现葡萄埋藤作业机械化的适用机具。     

应用于智能插秧机的叶盘数控加工参数优化研究

为进一步提高应用于智能插秧机的叶盘加工质量及插秧机整机工作效率,对叶盘的数控加工参数展开优化研究。选定一型号智能插秧机,在对其核心参数及工作原理深入理解基础上,对插秧机的叶盘进行加工参数优化,通过目标寻优函数建立数学模型,并利用绘图软件UG给出叶盘关键组件的三维物理模型,规划好加工工艺路线进行加工试验。研究表明:依照科学数控加工工序及刀具的合理选择,得出的叶盘加工精度较参数优化前可提升10%左右,加工制造成本可降低3%左右,耐用度和智能插秧机的整机工作效率均有提升,此参数优化研究与试验具有重要的实际应用意义。     

履带式果园作业车平地直行和转向仿真研究及试验

采用多体动力学仿真软件Recur Dyn的履带车辆子系统Track(LM)建立履带式果园作业车多体动力学模型,并进行仿真分析,着重对履带式果园作业车在平地直行和平地转向两种工况进行动态性能仿真,并判断整机稳定性能。通过对履带车的接地压力、沉陷深度、行走阻力、转向角速度和转向角加速度的仿真分析及作业车辆平地直行和180°进行转向试验,结果表明:整机模型有效,验证了仿真模型的正确性,为履带式果园作业车进一步的改进设计提供了理论参考依据。     

LOGO!在点焊机控制系统中的应用

介绍了一个在点焊机控制系统中采用通用逻辑模块LOGO!的实例，描述了系统的工作原理、硬件以及软件。实践证明：采用LOGO!的点焊机控制系统结构新颖、运行可靠。