自走式喷雾机底盘静液压驱动系统设计与试验

为解决我国自走式喷雾机底盘液压驱动系统发展滞后,无法满足自走式喷雾机驱动需求的瓶颈问题,设计一种可应用于自走式喷雾机底盘的闭式静液压驱动系统。系统由1台柱塞液压泵、4个并联的液压马达、驻车制动器和分流集流阀等组成,依靠调节补油压力实现高低速切换和驻车制动,行车制动通过泵和液压马达的反向利用实现。在满负荷、高温和不同行驶速度条件下,对液压驱动系统的性能进行试验测试。结果表明:液压驱动系统设计原理正确,各功能均能顺利实现;系统最高工作压力39 MPa,壳体泄油压力＜0.3 MPa,补油压力2.4 MPa;冲洗阀冲洗流量11~14 L/min,能起到良好的液压系统冷却和清洁功能。配合安装的散热器,液压系统内液压油的温度能维持在系统允许的70 ℃以下。满载条件下长时间工作,液压系统性能稳定、可靠,系统的各主要参数都能维持在合理范围。      

欠驱动式柑橘采摘末端执行器设计与试验

为实现柑橘采摘的机械化、智能化,设计了一款欠驱动式柑橘采摘末端执行器。该执行器通过三指充分抓握与偏转的融合控制,实现对不同大小及椭圆度的柑橘的稳定采摘。针对不同尺寸柑橘采摘需求,设计了双连杆并联式手指,在抓握直径差异较大的柑橘时,手指能够自动进行抓取或捏取动作,并实现被动柔顺。通过静力学分析,得到抓取力与电机输出力矩间的关系。针对不同椭圆度柑橘采摘需求,为手指根部添加旋转关节。在建立电机驱动控制系统模型的基础上,提出基于电流反馈的主动柔顺控制策略,指根能够旋转合适的角度使指面与柑橘表面紧密贴合,在防止手指棱边刮伤柑橘表皮的同时,增大接触面积、提高摩擦力。仿真结果表明,该末端执行器结构在运动学方面满足设计要求。制作物理样机并在实验室环境下进行了柑橘抓取试验,试验结果表明采摘执行器针对直径30~100mm的柑橘抓取成功率为98.3%,平均耗时5.3s。该末端执行器能够针对不同尺寸、不同形状的柑橘实现采摘功能,具有适应性强、抓取稳定、不损伤果实等优点。     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的拖拉机传动系统匹配优化

为实现拖拉机动力传动系统的最优化匹配,提高整机动力性和燃油经济性,提出一种基于改进非支配排序遗传算法（Non dominated sorting genetic algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ）的拖拉机传动系统匹配优化方法。该方法引入正态分布交叉算子,在保证解集质量的基础上,扩大空间搜索范围,同时加入差分进化变异算子,抽取其中的差分向量与NSGA-Ⅱ算法结合,从而避免算法陷入局部最优,改善种群分布性。随后,以变速箱各挡传动比为输入变量,以驱动功率损失率和比燃油消耗损失率均最低为优化目标,通过分析拖拉机设计理论车速、传动比公比、驱动附着力限制等约束条件,建立了变速箱传动比匹配优化模型,利用改进算法对拖拉机变速箱传动比进行优化,并与原NSGA-Ⅱ算法及加权遗传算法进行对比。分析结果表明,改进NSGA-Ⅱ算法求得的解集分布评价指标SP优于原NSGA-Ⅱ算法,表明Pareto最优解分布更均匀,且更接近测试函数的真实Pareto前沿。经本文算法优化后,理论上拖拉机驱动功率损失率和比燃油消耗损失率分别降低了41.62%和62.8%,运输挡头挡爬坡度可提高2.35%,整机综合性能得到明显改善,且优化效果均优于对比算法,验证了本文方法的有效性,可为拖拉机传动系统设计与优化提供一定参考。     

基于拉格朗日的冗余驱动并联机构刚体动力学建模

针对4-UPS-RPU 4自由度冗余驱动并联机构的刚体动力学建模问题,基于拉格朗日方程建立冗余驱动并联机构动力学模型。首先,推导出4-UPS-RPU冗余驱动并联机构系统的动能表达式、势能表达式和作用于并联机构非保守力的等效广义力;然后,应用拉格朗日法建立4-UPS-RPU冗余驱动并联机构的动力学模型,为并联机构驱动力的求解以及整个机构的动力学分析奠定基础;最后结合算例,采用Matlab编程对动力学模型进行数值计算并绘制了机构驱动杆驱动力变化曲线,将上述分析结果与ADAMS虚拟仿真结果对比验证了所建动力学模型的正确性。研究不仅为4-UPS-RPU 4自由度冗余驱动并联机构动力学优化设计和控制等后续研究提供了理论依据,也为其他冗余驱动并联机构的动力学建模提供了可行的方法。     

静液压—机械驱动桥式履带底盘分段跟随转向控制研究

为提高静液压-机械驱动桥式履带底盘转向的可操作性及安全性,设计了一种分段跟随控制策略及利用转向盘输入的转向电控系统。根据打滑条件下履带底盘转向分析结果,求解出理论转向轨迹,并根据机械驱动桥响应复位时间进行分段处理。实际履带底盘转向轨迹根据控制策略中所划分的行驶方向角度与位置偏离限控制每一分段时间内驱动桥的离合制动器作用状态,实时跟随理论轨迹。建立了控制策略的评价方法,并进行了算法仿真和电控系统设计及实车试验。仿真结果表明控制算法履带底盘转向相对误差为5.9%~10%,执行器作用平均频率为2.5~6.6 Hz。实车试验表明,利用转向盘输入的电控转向系统可满足静液压-机械驱动式履带底盘的转向需求,能够实现驾驶人员转向意图,转向过程平稳。同时,电控系统能够有效减少履带底盘转向过程中的原地滑转,从而减小对地面和农作物的损伤。     

压电型宏微双驱动精密定位系统点位协调控制

设计了基于压电型微驱动器的宏微双驱动精密定位系统,宏动台由伺服电动机直接驱动,微动台由压电陶瓷驱动器和弹性铰链构成,并由压电陶瓷驱动器驱动。微动台安装在宏动台上,微动台和宏动台是串联关系。宏动台用于实现大行程微米级定位,而纳米级定位由微动台实现。利用基于运动控制卡的开放伺服功能来协调宏微工作台之间的控制,而位置反馈由两个高精度光栅完成,精度检测由激光干涉仪完成。当宏动台运动结束后,微动台根据测得的定位误差做出补偿进给。实验表明,在行程100mm的范围内每隔1mm采集一点,误差控制在±100nm以内。     

粮情管控系统智能测控终端的设计-基于现场总线

根据目前分布式粮情管控系统智能测控终端存在的问题,提出一种基于现场总线分布式智能测控终端.利用CAN总线收发器TJA1050和高速光耦6N137组成CAN总线电路,采用带CAN总线的AT89C51CC01单片机作为控制器;利用单总线数字温度传感器芯片DSl8B20测量128个温度点;湿度传感器选用美国霍尼韦尔公司生产的HIH-4000-1芯片,测量粮仓内外2个湿度点,驱动电路2个端口,接通或者断开粮仓风机接触器线圈.研究设计表明,该智能测控终端具有通用性好、适宜于远距离通讯、线路少、维修方便,精度高、抗干扰能力强、价格低廉和应用范围广泛等特点,能满足实时测控和信息传输的要求.     

混合动力汽车电驱动系统设计与仿真研究

电驱动系统是混合动力汽车的动力源.对串联式混合动力电动汽车的电驱动系统进行了结构分析和部件设计,在分析其工作模式的基础上,确定了峰值电源最大荷电状态的控制策略,基于Matlab软件对该电驱动系统建立了仿真模型.仿真试验分析表明,该控制策略将循环通过电动机和峰值电源的部分发动机能量最小化,从而减少发动机能量传递的损耗.建立的模型是合理有效的,为混合动力汽车整车的动力性、经济性等提供了仿真平台.     

创新驱动加快推进果园农机研发与机械化发展

2012年8月27日,首届全国果园农机研发与应用现场观摩会在高密市举办。此次会议由中国园艺学会果树专业委员会、中国农业科学院果树研究所和山东农业大学主办。中国农科院副院长刘旭和农业部农机化司丁翔文巡视员分别在讲话中强调,随着社会与产业发展,果园农机农艺融合的需求也越来越迫切,跨学科、跨行业的多家单位联合攻关模式成为促进果园农机发展的必然。要积极探索出以政府主管部门为龙头,以农业科研单位、高等院校为主导,以相关企业为市场主体,各方积极参与的协调联动模式,为果树产业发展提供更为有力的科技支撑。会上,中国工程院束怀瑞院士科学分析了我国果树产业发展现状与面临的问题,充分肯定了加强果园机械研发与应用对果树产业发展的重要意义。汪懋华院士做了题为《创新驱动加快推进果园农机研发与机械化发展》学术报告。许多从事农艺、机械和果园农机农艺结合研究工作的专家以及具有多年农业机械生产制造经验的技术人员分别针对我国果园、农业机械、果园机械应用的现状、存在问题及对策做了报告,介绍了果园农机研发的最新科研成果。这次会议的召开,是果树、农机两大领域相互交叉、融合并逐渐形成新兴学科的重要开端,为各领域专家加强交流合作搭建了一个重要科研平台。我刊特别刊发此次会议的重要内容,为推动我国林果业机械化发展贡献一份力量。     

福格森MF1104型拖拉机

仅配套合适,并不一定是最佳配置福格森MF1104型拖拉机,是以大型柴油机为动力装置的双轴驱动农业动力机械,适用于平原、山区和丘陵地农田耕种作业。主要特点:采用帕金斯涡轮增压中冷、直列、直喷、4冲程柴油机作发动机,