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果园高位自动调平作业平台设计及仿真 总被引：2，自引：0，他引：2
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基于模糊PID的山地拖拉机调平控制系统的设计 总被引：1，自引：0，他引：1
在自行开发的山地拖拉机调平机构上加装了自动调平控制系统。系统以可编程逻辑控制器(PLC)为主控核心,以倾角传感器为车身平台倾角检测机构,以模糊PID为调平控制算法,通过监测倾角传感器检测的角度值来实时调整伺服电机的转动与伺服电缸的伸缩,以实现车体平台的自动调平。静态试验结果表明,拖拉机车体平台在倾斜15°的情况下,车体平台横向和纵向单独完成调平分别用时1.851 s和1.882 s,同时调平在3.319 s内完成。动态试验结果表明,拖拉机在行驶速度1.73 km/h、最大坡度15°时,完成车体平台横向和纵向调平分别用时6.253 s和6.853 s;调平时最大超调角分别为9.053 3°和8.687 2°,调平后车体平台角度偏差最终可控在0.5°。 相似文献
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山地果园蓄电池驱动单轨运输机的设计 总被引：2，自引：0，他引：2
【目的】设计和制作山地果园蓄电池驱动单轨运输机,以降低山地果园运输作业的工作风险和劳动强度,提高运输效率。【方法】对由运输机和货运拖车组成的运输机构进行爬坡受力分析,获得满足运输机构爬坡要求的最小牵引力;设计和制作了运输机驱动机构、传动装置、限位装置等关键部件,并对直流无刷电动机、电动机控制器、电磁制动装置、蓄电池进行选型,设计制作以蓄电池为动力、使用无刷直流电动机驱动的山地果园单轨运输机。最后通过行驶速度、工作噪声、电流损耗和蓄电池组续航能力试验,对运输机的工作效果进行检验。【结果】所设计制作的山地果园蓄电池驱动单轨运输机可以搭载0~100kg负载,在平地的行驶速度为0.60~0.58m/s,行驶速度受装载质量影响较小;爬39°斜坡时的速度为0.45~0.28m/s,行驶速度受装载质量影响较大;运输机工作时的最大噪声为83.87dB。选用的蓄电池组在满充条件下,可支持运输机搭载100kg负载爬坡行驶2 700m。【结论】设计制作的运输机的各项技术指标均达到了设计要求,进一步的改进中将通过引入变档机构实现变速比可调,解决满载爬坡时蓄电池输出电流过大的问题。 相似文献
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西南丘陵山区套作小型多功能底盘通过性的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】研究西南丘陵山区套作小型多功能底盘的通过性.【方法】分别从西南山区套作种植农艺角度和地形特点入手,结合评价车辆轮廓通过性的相关几何参数,建立数学模型.【结果和结论】参数测试证明理论值与实测值基本吻合.确定了底盘越过最高垂直障碍为190 mm,跨越最宽壕沟为280 mm.对底盘样机的爬坡能力的试验结果表明多功能底盘具有良好的爬坡能力和翻越起伏地况的能力,在丘陵山区具有良好的通过性能. 相似文献
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为解决山地果园人工锄头挖穴劳动强度大、效率低,现有大型挖穴机及手持式汽油挖穴机在山地果园作业适应性不强等生产实际问题,加速我国山地果园挖穴作业机械化进程,在系统分析丘陵山区机械化挖穴作业特点的基础上,借鉴已有挖穴机的优点,设计了一种双立柱便携式挖穴机遥重点分析了该挖穴机的整机结构、工作原理以及关键部件的模块化设计原理。样机采用高强度轻质材料制作。样机测试试验结果表明,该挖穴机拆装方便、作业效率高、出土率达85%袁,挖穴效率为130穴/h袁各穴一致性变异系数为10%,达到了设计指标,能较好地解决现有挖穴机在坡地果园作业时搬移不便、对操作者产生损伤等问题。 相似文献
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【目的】挂载多种农机具的果园作业机器人能减少果园劳动力投入、降低水果生产成本并提高果园生产效率,其中自主导航系统是果园作业机器人应用研究的重点和难点。【方法】文章针对果园作业机器人GPS导航过程中定位信号易受树叶遮挡及多路径效应干扰等问题,以果园作业机器人初始位置为原点建立世界坐标系,采用拓展卡尔曼滤波算法对通过三维激光雷达结合RANSAC算法获取的果园行直线进行优化,设计结合差速模型和纯跟踪算法的果园自主行间导航算法,并以该算法为基础开发果园作业机器人自主行间导航系统,驱动果园作业机器人沿树行中心行驶并完成自主调头进入下一行的工作。【结果】(1)根据现代化矮化密植果园的环境,果园自主行间导航算法能根据两侧果树行的三维点云,自主生成稳定的导航位置;(2)果园作业机器人能够沿果园行中心位置匀速行驶,并能够实时根据果园行的变化来修正自身的位姿。当速度在0.4 m/s时候,机器人运动的横向平均偏差为0.1 m,航向平均偏差为1.04°;(3)基于果园行宽相等的条件,果园作业机器人能够在行尾自主调头进入下一行,之后沿行内中心位置继续行驶。【结论】该文果园自主行间导航系统设计合理,算法稳定性高,导航精度高,不受驾驶路况的影响,能够满足现代化矮化密植果园作业的自主行驶需求。 相似文献
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【目的】探讨水田高地隙喷雾机轮履复合动力底盘结构可行性,解决现有水田喷雾机陷深大、田间行驶通过性差等问题,满足南方地区水稻种植模式和农艺要求。【方法】对动力底盘的转向及行驶性能进行理论分析,对履带与轮式行走装置的关键部件以及整机传动系统进行设计,应用有限元软件在静态负载工况下对履带梯形支架进行分析,得到满载状态下履带行走装置的载荷分布和薄弱部位,根据分析结果对行走装置进行优化。【结果】确定底盘离地间隙950 mm,履带宽20mm。在静态满载工况下,履带梯形支架所受最大应力发生在轮毂连接处,为128.87MPa;最大位移量发生在承重轮连接处,为1.05 mm;满足强度性能要求。田间试验结果表明:行驶速度1～3 km/h,水田行驶最小转弯半径3 380 mm,前轮陷深115 mm、后履陷深63 mm。【结论】轮履复合动力底盘结构具有可行性,整机工作性能满足水田作业要求,本研究结果对研发新型水田高地隙喷雾机具有一定参考价值。 相似文献
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为降低丘陵山地复杂环境作物信息地面采集设备人工多次移动架设的劳动强度,提高信息采集效率,研究设计了一种自动水平调节平台,用于丘陵山地中作物信息数据采集设备的搭载.利用旋量理论和运动学原理,建立了平台机构的数学模型,设计了控制系统和程序,进行了样机试制和室内、室外试验.试验表明,在最大负载、最大坡度范围内,最大静态调平误差小于0.3°,最大动态调平误差小于3°.平台能够较好满足搭载光谱与图像等设备在丘陵山地±15°坡角采集作物信息时的自动调平需求,能够同时调节俯仰方向和横滚方向角度,与现有调平平台只有俯仰调节功能相比,该平台更符合丘陵山地场景的使用要求. 相似文献
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山地果园电动单轨运输机控制装置的设计 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】研制一种山地果园电动单轨运输机的控制装置,以提高单轨运输机的智能性和安全性,实现其自动控制。【方法】基于单片机、直流电动机、无线通信模块等设计蓄电池驱动的山地果园单轨运输机的控制装置,通过模拟山地果园地形,分别对控制装置的行驶速度调节、制动性能及系统功耗进行测试。【结果】电动山地果园单轨运输机的控制装置由单片机、供电单元、直流电动机、直流电动机驱动模块、制动模块、行驶速度调节模块、无线通信模块、手动控制按键及限位停车模块组成。模拟测试结果表明:单轨运输机的行驶速度可实现0.1~0.6m/s内的加减速调节控制;单轨运输机的行驶速度随着装载质量的增加而逐渐变小;当单轨运输机在39°坡下坡行驶时,通过测速电路控制电磁式失电制动器,能有效解决单轨运输机行驶速度超出安全速度的问题。经连续1个月的实际测试,限位停车控制模块能够实现单轨运输机的及时停车,其可靠性达100%,手动按键及无线遥控均能实现单轨运输机的有效控制,无线遥控最大可靠距离为450m,控制装置响应时间约为2s。【结论】所设计的控制装置运行稳定可靠,能满足单轨运输机智能性、安全性和自制性的预期设计要求。 相似文献
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【目的】满足水稻种植对田面平整度的要求,减少拖拉机进田次数,提高打浆平地质量和效果,实现一次进田完成水田打浆和平地作业。【方法】采用先打浆后平地原理,设计了激光控制水田打浆平地机、打浆机与平地铲自动调平机构、平地铲高程自动调节机构和通过集成带自动调平的激光平地控制系统,并进行田间试验;利用2台姿态航向参考系统分别测量拖拉机车身和打浆平地机的横滚角,采用水准测量试验田块作业前后的田面平整度。【结果】拖拉机横滚角在±4.5°内变化,打浆平地机的横滚角始终保持在±1°内,表明调平自动控制系统明显提高了水田打浆平地机构水平稳定性;打浆平地作业后田面最大高差从作业前的17.7cm降低到6.7cm,标准偏差值从作业前的4.08cm下降到1.75cm,绝对差值不大于3 cm的平整度采样点占比由作业前的62%提高到82%以上。【结论】激光控制水田打浆平地机打浆平地作业后可显著改善田面平整情况。 相似文献
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《东北林业大学学报》2020,(6)
针对林业装备常常在坡地及坑洼等复杂地形行驶与作业,造成驾驶员操作精准度、工作效率、舒适性以及安全性降低等问题,设计了一种林用装备作业平台的自动调平系统。此系统采用Stewart六自由度并联机构进行调平,在进行样机参数化三维设计、建模后导入运动分析软件ADAMS中仿真分析,优化自动调平系统的控制策略与逻辑,并与软件MATLAB/Simulink进行联合仿真以验证系统的性能。结果表明:优化设计后的自动调平系统可实现横、纵坡度30°范围内的准确调节,加速度、重心高度等参数指标相比普通装备有效下降,能够达到提升林用装备工作效率与安全性的目的。 相似文献
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丘陵山区小型多功能底盘液压系统的设计 总被引：1，自引：0，他引：1
针对中国西南丘陵山区地形及套作种植的特点,设计了小型多功能底盘液压系统,并通过理论计算完成液压元件的选型。设计的全液压传动系统,能缩小机器的外形尺寸,减轻机器的重量,实现机器的无极变速和原地转向,有效解决套作地头小空间转向问题。液压动力测试的爬坡试验结果表明,该多功能底盘液压系统的样机能平稳通过小于25°的斜坡,可以满足农业机械在西南丘陵山区行走作业的基本要求。 相似文献
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基于轮毂电机驱动的山地林果茶园轮式运输车设计与试验 总被引：1，自引：0，他引：1
针对南方丘陵山地林果茶园复杂的地形地貌特点,在集中式电机驱动运输车基础上,开发了以轮毂电机驱动的山地林果茶园运输车;该运输车以36 V铅酸蓄电池为能源,采用双后轮独立驱动方式并具备电子差速转向系统。运输车最大爬坡度、续驶里程试验、差速及制动性能等关键指标性能试验结果显示：运输车满载最大爬坡度为15°,最小转弯半径为2 395 mm,空载和满载状态下以常用车速 20 km/h 行驶时平均里程分别可达 66.97和46.33 km;满载时运输车分别以初速度25、20、15、10 km/h行驶时的紧急制动距离分别为5.83、4.11、2.68、1.57 m,试验值与理论值的最大相对误差为8.2%;运输车还具备良好的差速转向性能。 相似文献
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基于GNSS航向微分和MEMS陀螺仪的农机轮角测量方法 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】设计一种农机前轮转角测量方法,代替安装复杂的连杆式轮角传感器。【方法】采用GNSS天线测量航向和速度,MEMS陀螺仪测量车身和车轮的合转动速率,计算MEMS陀螺仪与GNSS航向微分差值,获得车轮转动速率;设计自适应卡尔曼滤波器进行信息融合和校正,获得车轮转向角,并进行性能验证和田间应用试验。【结果】与连杆式轮角传感器测量结果对比,轮角测量方法的拖拉机在偏离航线2.5和1.5 m进行上线时,平均绝对误差(MAE)分别为1.13°和0.87°,均方根误差(RMSE)分别为0.90°和0.68°,上线时间分别为29.4和23.5 s;以4 km/h田间导航应用时,MAE为0.44°,RMSE为0.87°,满足拖拉机旱地作业要求。【结论】GNSS航向微分和MEMS陀螺仪轮角测量方法与连杆式轮角传感器测量性能相当,能够替代轮角传感器用于较低速农业机械导航。 相似文献
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针对丘陵山地农、林产业生产运输困难的情况,本文设计一种无人驾驶的星形轮结构的山地果园运输车。有利于提升运输车越障性能。借助Solid Works软件建立丘陵山地果园运输车三维模型,根据星形轮结构特点,建立运输车两种越障受力模型:滚动越障和翻转越障模型,分析运动机理及越障能力;应用ADAMS软件对运输车进行运动学仿真分析,基于不同行驶速度、阻尼及越障方式的情况下,研究运输车质心速度、加速度的变化情况,有利于改善运输车行驶平顺性,实现丘陵山地行驶运输,同时为丘陵山地作业平台设计研究提供一定理论基础。 相似文献
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被动式圆盘刀试验装置设计与试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】针对目前开沟破茬圆盘工作部件机具设计缺少精确设计参数等问题,设计了一种角度可调的圆盘刀试验装置。【方法】以缺口圆盘为研究对象,选取等直径但缺口数为8,9,10的3种圆盘,前进速度取3,4和5km/h,偏角取5°,7.5°,10°,倾角取2°,4°,6°,利用4因素3水平正交试验,以破茬率和工作阻力为评价指标进行试验研究。【结果】圆盘刀试验装置符合设计要求,倾角调节范围设定为-10°~10°,精度为1°,偏角的调节范围为-20°~20°,精度为2.5°;影响破茬率和工作阻力的主次因素依次为圆盘刀类型、前进速度、偏角、倾角;最优组合是8缺口圆盘、前进速度4km/h、偏角5°、倾角4°,平均破茬率为76.5%,牵引阻力为3 714.8N。【结论】被动式圆盘刀的破茬率较主动式低,其原因在于缺口处破茬效果较差,但其结构简单且工作阻力较小,在地表无残茬或覆盖量不大的条件下仍具有应用价值。 相似文献
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针对丘陵山地现有果园割草机行走性能差及人员操作便捷性低等问题,设计一种铰接转向果园割草机。采用理论分析与仿真、田间试验相结合的方法,对铰接转向果园割草机进行研究。结果表明:1)铰接转向果园割草机最大行驶速度5.9 km/h,割刀转速1 450~3 850 rad/min,最小转弯半径466.4 mm,爬坡与下坡纵向极限倾覆角度分别为37.47°和60.99°,横向极限倾覆角为48.76°;2)应用Ansys workbench软件分析得到割草机车架在平地直行、平地最大角度转向、直行爬坡与直行下坡四种工况下最大变形量和最大等效应力分别为0.034 4 mm和20.06 MPa。田间试验结果表明:铰接转向果园割草机的割幅利用率为98.9%,平均碎草率85.9%,割茬高度基本符合设定高度,满足丘陵山地小地块果园作业需求。 相似文献
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山地果园手扶式单履带运输车设计与试验 总被引：1，自引：0，他引：1
设计一种以单履带为行走机构的山地果园运输车,该山地果园运输车由单履带行走装置、车架、传动装置、动力系统等组成,其主体外形尺寸为1 540mm×600mm×815mm。根据整车质心分析和人机工程学确定车辆的结构和运动参数,并利用Creo建立三维模型,计算出车辆的质心位置。根据车辆的质心位置分析车辆在横向坡面和纵向坡面的稳定性。对该山地果园运输车样机在满载情况下进行不同工作环境的测试,结果表明:设计的山地果园运输车的最大载荷为75kg,具备上10°纵向坡,下30°纵向坡以及通过20°横向坡面和通过各种复杂路面的能力。该运输车能够较好地满足山地果园横向运输要求。 相似文献