油菜旋耕移栽聯(lián)合作業(yè)機(jī)以拖拉機(jī)為動(dòng)力,由于拖拉機(jī)動(dòng)力輸出為定值,故栽植速度不能隨拖拉機(jī)前進(jìn)速度而變化,導(dǎo)致栽植穴距不穩(wěn)定。針對(duì)上述問(wèn)題設(shè)計(jì)了穴距控制系統(tǒng),以STM32為主控制器,通過(guò)地輪測(cè)速編碼器檢測(cè)前進(jìn)速度,通過(guò)電液比例液壓系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)栽植系統(tǒng)的液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速,從而實(shí)現(xiàn)栽植速度與前進(jìn)速度的實(shí)時(shí)匹配。穴距控制系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)表明:液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速與地輪轉(zhuǎn)速變化趨勢(shì)一致,滯后時(shí)間在600 ms內(nèi)左右兩個(gè)移栽單元的液壓馬達(dá)同步性好轉(zhuǎn)速平均誤差為0.7%。將穴距電液控制系統(tǒng)安裝于油菜旋耕移栽聯(lián)合作業(yè)機(jī)上,并進(jìn)行了整機(jī)田間試驗(yàn),4種理論穴距（150、160、170、180 mm）、4種作業(yè)速度（2、3、4、5 km/h）的對(duì)比試驗(yàn)表明:穴距穩(wěn)定性好理論穴距、作業(yè)速度均對(duì)穴距一致性變異系數(shù)影響顯著,其中理論穴距影響最顯著,在穴距160 mm和4種作業(yè)速度下,穴距一致性變異系數(shù)均能保持較小值,說(shuō)明160 mm為最佳穴距。 

【文章來(lái)源】：農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2020,51(10)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

油菜旋耕移栽聯(lián)合作業(yè)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig．1Structurediagramofrapeseedlingrotary

1.2穴距電液比例控制系統(tǒng)組成與控制原理油菜旋耕移栽聯(lián)合作業(yè)機(jī)穴距電液比例控制系統(tǒng)由地輪測(cè)速系統(tǒng)、電液比例控制系統(tǒng)和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)栽植系統(tǒng)等組成(圖2)。其工作流程如下:在油菜旋耕移栽聯(lián)合作業(yè)機(jī)開始作業(yè)時(shí)，地輪跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)地輪測(cè)速編碼器檢測(cè)地輪轉(zhuǎn)速并換算為作業(yè)速度，通過(guò)電控系統(tǒng)控制比例流量閥調(diào)整液壓系統(tǒng)流量，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)從而驅(qū)動(dòng)栽植系統(tǒng)工作。在作業(yè)過(guò)程中，地輪測(cè)速系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)前進(jìn)速度，當(dāng)前進(jìn)速度增加，通過(guò)電控系統(tǒng)控制比例流量閥增加流經(jīng)液壓馬達(dá)的流量，提升液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速，加快栽植頻率，保證栽植穴距的穩(wěn)定性。圖2穴距電液比例控制系統(tǒng)原理圖Fig．2Systemprinciplediagramofelectro-hydraulicproportionalcontrolsystemforholedistance1．液壓泵2．溢流閥3．液壓油箱4．壓力表5．過(guò)濾器6．二位四通電磁換向閥7．比例流量閥8．液壓馬達(dá)Ⅰ9．液壓馬達(dá)Ⅱ10．測(cè)速編碼器Ⅰ11．測(cè)速編碼器Ⅱ12．地輪測(cè)速編碼器13．控制板圖3地輪測(cè)速原理圖Fig．3Schematicofgroundwheelspeedmeasurement1．地輪2．機(jī)架固定點(diǎn)3．旋轉(zhuǎn)鉸接點(diǎn)4．地輪測(cè)速編碼器1.3地輪測(cè)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖3，地輪是跟隨聯(lián)合作業(yè)機(jī)前進(jìn)實(shí)現(xiàn)被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)安裝在地輪轉(zhuǎn)軸上的測(cè)速編碼器測(cè)量理論轉(zhuǎn)速?gòu)亩贸銮斑M(jìn)速度。測(cè)速編碼器(歐姆龍E6B2CWZ6C500P/Ｒ)1轉(zhuǎn)500個(gè)脈沖。地輪圓周上均布釘齒，基本不會(huì)產(chǎn)生滑移。所以不考慮滑移情況下，前進(jìn)速度與地輪轉(zhuǎn)速的關(guān)系式為πD=v1nd(1)其中nd=X500(2)式中v———前進(jìn)速度，m/sD———地輪直徑，mmnd———地輪轉(zhuǎn)速，r/min

呈凳奔觳馇敖?俁齲?鼻?進(jìn)速度增加，通過(guò)電控系統(tǒng)控制比例流量閥增加流經(jīng)液壓馬達(dá)的流量，提升液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速，加快栽植頻率，保證栽植穴距的穩(wěn)定性。圖2穴距電液比例控制系統(tǒng)原理圖Fig．2Systemprinciplediagramofelectro-hydraulicproportionalcontrolsystemforholedistance1．液壓泵2．溢流閥3．液壓油箱4．壓力表5．過(guò)濾器6．二位四通電磁換向閥7．比例流量閥8．液壓馬達(dá)Ⅰ9．液壓馬達(dá)Ⅱ10．測(cè)速編碼器Ⅰ11．測(cè)速編碼器Ⅱ12．地輪測(cè)速編碼器13．控制板圖3地輪測(cè)速原理圖Fig．3Schematicofgroundwheelspeedmeasurement1．地輪2．機(jī)架固定點(diǎn)3．旋轉(zhuǎn)鉸接點(diǎn)4．地輪測(cè)速編碼器1.3地輪測(cè)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖3，地輪是跟隨聯(lián)合作業(yè)機(jī)前進(jìn)實(shí)現(xiàn)被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)安裝在地輪轉(zhuǎn)軸上的測(cè)速編碼器測(cè)量理論轉(zhuǎn)速?gòu)亩贸銮斑M(jìn)速度。測(cè)速編碼器(歐姆龍E6B2CWZ6C500P/Ｒ)1轉(zhuǎn)500個(gè)脈沖。地輪圓周上均布釘齒，基本不會(huì)產(chǎn)生滑移。所以不考慮滑移情況下，前進(jìn)速度與地輪轉(zhuǎn)速的關(guān)系式為πD=v1nd(1)其中nd=X500(2)式中v———前進(jìn)速度，m/sD———地輪直徑，mmnd———地輪轉(zhuǎn)速，r/minX———電控系統(tǒng)1min內(nèi)接收脈沖數(shù)，個(gè)/min1.4電液比例控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)電液比例控制用輸入的電信號(hào)調(diào)制液壓參數(shù)，使之成比例的連續(xù)變化，具有控制原理簡(jiǎn)單、控制精度高的優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域。1.4.1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)主要由液壓泵、液壓馬達(dá)、油箱、比例流量閥、換向閥等組成。液壓系統(tǒng)主要依據(jù)栽植單元的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸的工作轉(zhuǎn)速為200r/min和扭矩為40N·m

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于單片機(jī)控制的谷子精量播種控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 靳曉波.  機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2019(04)
[2]丘陵山地拖拉機(jī)車身調(diào)平雙閉環(huán)模糊PID控制方法[J]. 齊文超,李彥明,張錦輝,覃程錦,劉成良,殷月朋.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2019(10)
[3]基于GPS測(cè)速的電驅(qū)式玉米精量播種機(jī)控制系統(tǒng)[J]. 丁友強(qiáng),楊麗,張東興,崔濤,和賢桃,鐘翔君.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2018(08)
[4]玉米精量播種智能控制系統(tǒng)研制[J]. 印祥,楊騰祥,金誠(chéng)謙,杜娟.  農(nóng)機(jī)化研究. 2018(09)
[5]電控玉米排種系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 張春嶺,吳榮,陳黎卿.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(02)
[6]基于PLC的苔麩播種機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 趙金輝,劉立晶,楊學(xué)軍,趙鄭斌,郝朝會(huì),鐘德新.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(S1)
[7]插秧機(jī)行駛速度變論域自適應(yīng)模糊PID控制[J]. 郭娜,胡靜濤.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2013(12)
[8]變量施肥控制系統(tǒng)PID控制策略[J]. 梁春英,衣淑娟,王熙,懷寶付.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2010(07)
[9]我國(guó)油菜生產(chǎn)區(qū)域布局演變和成因分析[J]. 殷艷,廖星,余波,王漢中.  中國(guó)油料作物學(xué)報(bào). 2010(01)
[10]拖拉機(jī)液壓懸掛耕深電液控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 杜巧連,熊熙程,魏建華.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2008(08)



本文編號(hào)：3539082