【摘要】：河南地區(qū)高稈作物主要是玉米和煙草,中后期的噴藥、追肥等工作對其質(zhì)量和產(chǎn)量來說異常重要。玉米、煙草稈莖較高,另外煙草多為人工種植,往往壟距不一,而傳統(tǒng)田間作業(yè)車輪距固定,因此很難進(jìn)入地塊中間,造成兩者中后期田間管理勞動強度大,效率較低,同時多數(shù)田間作業(yè)車轉(zhuǎn)向方式單一,轉(zhuǎn)向不靈活。針對上述問題本文設(shè)計了一種用于高地隙作業(yè)車可以調(diào)整輪距的四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng),依次從獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計,轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的設(shè)計,轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)控制方案的確定以及轉(zhuǎn)向臺架試驗等方面展開論述,主要完成的工作有:首先針對河南地區(qū)玉米和煙草種植模式對作業(yè)車的整機方案進(jìn)行了設(shè)計,作業(yè)車主要由車架、獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、噴藥等配套機具組成,可以根據(jù)兩種植物特點順利進(jìn)入相應(yīng)地塊進(jìn)行作業(yè)。重點論述了四輪獨立轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)的設(shè)計,獨立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)采用六連桿結(jié)構(gòu),可以配合車輛的變距,整車實現(xiàn)的變距范圍為1.7~2.1m,同時能實現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)向,四輪轉(zhuǎn)向,斜形偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向等不同轉(zhuǎn)向模式。對設(shè)計的獨立轉(zhuǎn)向機構(gòu)通過建立力學(xué)模型進(jìn)行了力學(xué)分析和位置分析,確定了轉(zhuǎn)向液壓缸的輸出推力的數(shù)學(xué)表達(dá)式,并以轉(zhuǎn)向液壓缸的輸出推力最小為目標(biāo)借助ADAMS軟件對轉(zhuǎn)向液壓缸的安裝位置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計,確定了最終液壓缸缸體端的較佳安裝坐標(biāo)位置。其次設(shè)計了作業(yè)車的轉(zhuǎn)向液壓工作系統(tǒng),主要繪制并分析了轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的工作原理,另外對液壓系統(tǒng)中的核心元件進(jìn)行了參數(shù)計算和選型設(shè)計。同時結(jié)合作業(yè)車所要達(dá)到的轉(zhuǎn)向功能,確定了通過控制液壓缸位移來控制作業(yè)車轉(zhuǎn)向角的基本思路,并分析了方向盤轉(zhuǎn)角、液壓缸位移、車輪轉(zhuǎn)角三者關(guān)系,設(shè)計了比例轉(zhuǎn)向液壓控制方案,建立了電液比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并結(jié)合AMESim軟件對控制方案進(jìn)行了仿真分析,仿真模型結(jié)果表明了控制系統(tǒng)的可用性,轉(zhuǎn)向液壓油缸可以跟隨輸入信號快速響應(yīng),實現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的可控性。再次設(shè)計了作業(yè)車轉(zhuǎn)向的電控系統(tǒng),對控制器、編碼器等系統(tǒng)硬件進(jìn)行了參數(shù)選擇,根據(jù)作業(yè)車轉(zhuǎn)向功能需要設(shè)計了作業(yè)車轉(zhuǎn)向以及變距電氣回路,結(jié)合設(shè)計的電氣回路對轉(zhuǎn)向控制邏輯順序進(jìn)行了分析,并給出了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的部分程序和編程流程圖。最后搭建了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的前輪轉(zhuǎn)向試驗臺架,通過搭建的轉(zhuǎn)向臺架對設(shè)計的控制方法進(jìn)行了驗證,試驗中給定固定的模擬方向盤轉(zhuǎn)向角度時,轉(zhuǎn)向液壓缸可以到達(dá)預(yù)期位置,最大誤差可以保持在±1.2mm之內(nèi),同時液壓缸在理想位置處振蕩次數(shù)較少,當(dāng)給定連續(xù)隨機轉(zhuǎn)向信號時,轉(zhuǎn)向液壓缸可以跟隨輸入信號運動,有相對較好的響應(yīng)和跟隨精度,雖然相比固定信號其控制精度略低,但基本達(dá)到預(yù)期轉(zhuǎn)向要求。
【圖文】：

圖 1-1 3WPYZ-3000 機型實物圖 圖 1-2 3WSH-1000 機型實物圖1.3.2 國外高地隙作業(yè)車研究現(xiàn)狀國外的高地隙作業(yè)車起步較早，發(fā)展也很快，研制了很多可以用于各種高稈植物的高地隙作業(yè)車，目前正朝著智能化方向發(fā)展。以歐美等發(fā)達(dá)國家的植保機械為代表，它們集現(xiàn)代微電子技術(shù)、光機電一體化技術(shù)和 GPS 定位技術(shù)為一體，主要包括自走式、牽引式和懸掛式 3 種配套形式的大中型植保機，而且作業(yè)車的可靠性、安全性及方便性好，具有噴灑精度高、效率高等特點[15]。約翰迪爾 4030 系列自走式噴霧機有普遍實用性，特別地可以規(guī)模完成對玉米、甘蔗等高稈農(nóng)作物的大面積、高效率的植保作業(yè)，其中的多數(shù)機型噴霧機均采用了壓力與流量補償閉心式液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)全程四輪驅(qū)動，兩個并聯(lián)可變排量的靜液壓泵，通過控制液壓油量和壓力來提供動力，實現(xiàn)四個速度段內(nèi)電子靜液壓無級變速，而轉(zhuǎn)向方式多為為液壓前輪轉(zhuǎn)向，其 4630 型噴霧機如圖 1-3 所示[16]。

圖 1-1 3WPYZ-3000 機型實物圖 圖 1-2 3WSH-1000 機型實物圖1.3.2 國外高地隙作業(yè)車研究現(xiàn)狀國外的高地隙作業(yè)車起步較早，發(fā)展也很快，研制了很多可以用于各種高稈植物的高地隙作業(yè)車，目前正朝著智能化方向發(fā)展。以歐美等發(fā)達(dá)國家的植保機械為代表，它們集現(xiàn)代微電子技術(shù)、光機電一體化技術(shù)和 GPS 定位技術(shù)為一體，主要包括自走式、牽引式和懸掛式 3 種配套形式的大中型植保機，而且作業(yè)車的可靠性、安全性及方便性好，具有噴灑精度高、效率高等特點[15]。約翰迪爾 4030 系列自走式噴霧機有普遍實用性，特別地可以規(guī)模完成對玉米、甘蔗等高稈農(nóng)作物的大面積、高效率的植保作業(yè)，其中的多數(shù)機型噴霧機均采用了壓力與流量補償閉心式液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)全程四輪驅(qū)動，兩個并聯(lián)可變排量的靜液壓泵，通過控制液壓油量和壓力來提供動力，實現(xiàn)四個速度段內(nèi)電子靜液壓無級變速，而轉(zhuǎn)向方式多為為液壓前輪轉(zhuǎn)向，其 4630 型噴霧機如圖 1-3 所示[16]。
【學(xué)位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S220.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 翟成s，

本文編號：2709984