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为实现高地隙植保机底盘离地间隙调节和底盘调平控制,以湖南农业大学与宗南重工联合研制的高地隙多功能植保机为平台,设计加装了底盘自动调平系统。系统由STM32主控芯片、倾角传感器、驱动模块、平行四边形升降机构和液压执行机构组成。每个平行四边形升降机构上安装倾角传感器,用于检测底盘的离地间隙;底盘中心位置安装1个水平倾角传感器,用于检测底盘的水平角度。采用Kalman滤波算法处理底盘水平倾角数据,采取基于位置误差控制加角度误差控制的调平控制策略,完成高地隙植保机离地间隙调节和底盘调平的控制。试验证明,滤波算法能有效抑制水平倾角数据的抖动;调平系统能完成植保机离地间隙调节和底盘调平,平均响应时间为0.45 s,静态调平的平均水平误差≤0.25°,最大误差0.45°,均方根误差≤0.27°;动态调平的平均水平误差≤0.64°,最大误差0.81°,均方根误差≤0.34°,满足高地隙植保机作业要求。 相似文献
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实现丘陵地区坡耕地机械化耕作,对于全面提高该地区农业机械化水平和实现农业可持续发展具有重要意义。但是,耕作机械的倾斜作业不仅对土壤的硬底层造成破坏,而且还影响到耕作平整度和深度等耕作性能指标,导致耕作效果不理想和作业效率较低等问题。针对丘陵地区现有的耕作机械只能在坡度较小的耕地上作业的现状,本文采用倾角控制调平策略,以AT89C51单片机为控制器、液压油缸为执行元件、倾角传感器为反馈元件,设计一套适用于丘陵地区的小型犁耕机的自动调平系统,其主要由耕作机构、整机机身、调平控制机构和自动调平控制系统四个部分组成。该系统具有调平速度快、精度高和操作简单等特点,能保持小型犁耕机的平稳性,提高了小型犁耕机在丘陵地区作业时的稳定性及坡地适应性。 相似文献
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为实现旋耕机田间作业过程中保持水平,设计了一种机具自动调平系统,该系统由控制系统、液压系统、三点悬挂机构、执行元件等组成。建立了该机具在不同情况下的数学模型,并基于AMESim软件构建了液压系统的仿真模型,仿真结果表明：常规PID算法超调非常明显,且连续调平后需要的稳定时间超过2 s,整体调节时间较长,达不到系统所需要求,而模糊PID算法响应时间为1 s左右,基本不超调,到达目标时间、且稳定时间明显更短。并对有、无自动调平功能的旋耕机进行了田间作业,结果表明：具有自动调平功能的系统相较无自动调平功能的系统在耕整地上有大幅度提升,前者耕深高度差最大为23 cm,后者耕深高度差最大为94 cm;前者平均耕深稳定性系数为947%,后者平均耕深稳定性系数为81%;前者平整度≤108 cm,后者平整度≤28 cm。研究了液压系统对调平影响规律,深入分析了调平响应速度、调平控制精度、系统稳定性,为旋耕机具对土壤作业保持平整性和耕深一致性提供了一定依据。 相似文献
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现有的激光平地机对平地铲只有高程控制而没有水平平衡控制。分析了当前激光平地机在不平整地面上工作的缺点,提出了一种自调平控制系统,实现激光平地机水平方向上自调平控制,改进与提高其平整精度和效率。当激光平地机在斜坡上工作时,使用该系统可自动保持农具平衡。实时倾角通过固定机具中心的倾角传感器获得,控制器将根据实时倾角来驱动电磁阀,控制油缸动作,使得机具实现自调平控制;同时对其进行静态试验和动态试验,通过数据分析,发现该系统能有效提高土地作业的稳定性。最终得出该系统相对于常规的激光平地机地块平整前后的绝对改善度提高了50.0%,相对改善度提高了18.6%,土地误差水平小于1.0%。 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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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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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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货箱自适应调平果园作业平台设计与试验 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】针对南方丘陵山区果园地势起伏不平,现有果园作业平台存在振动大、坡道运输货物易倾翻等问题,设计一种具有货箱伺服调平功能的电动果园作业平台。【方法】通过理论分析及Amesim仿真,试制果货箱自适应调平果园作业平台样机,并测试样机的续航里程、货箱伺服调平等性能参数。【结果】其满载续航时间为3.4 h,最高行驶速度为4 km/h,最大升降高度1.52 m,最小转弯半径为0.89 m。台架试验中空载动态调平误差平均值小于1°;满载动态调平误差平均值小于1.5°,在设计的爬坡角度以内,调平稳定时间最长为4.32 s,果园实地测试中,作业平台以1 km/h的行驶速度,测试在10°和15°纵坡、-10°和-5°横坡的调平性能,最终货箱自动调平角度均保持在-2°～2°;【结论】通过试验分析,货箱自适应调平果园作业平台性能良好,能够满足丘陵山区果园的采摘、运输等环节需要。 相似文献
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果园升降平台调平装置的设计与试验 总被引：1，自引：0，他引：1
对湖南农业大学工学院设计的果园升降平台设计了1种"方向+角度"的调平装置,以改善升降平台的稳定性。调平装置通过液压马达驱动工作平台旋转,对工作平台横轴方向进行调节;通过液压缸伸缩调节工作平台纵轴与水平面的夹角实现对工作平台的调平。调试结果表明,该调平装置调平误差在±1°,能适应0~15°的调平要求。 相似文献
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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
[目的]我国果园机械化程度低,尤其缺少丘陵山地果园的机械,目前果园疏花疏果、套袋、采摘等繁重工作主要依靠人工架梯完成.设计一款适用于丘陵山区苹果园的高位自动调平平台,可以提高果园采收机械的采收效率、安全性和稳定性.[方法]根据果园地形特点和果树高度确定平台设计要求和调平方式,确定俯仰、侧倾不同部分尺寸关系,液压缸所需推... 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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丘陵山地农机具的自动调平系统设计 总被引：1，自引：0，他引：1
《湖北农业科学》2019,(23)
设计了一种基于PID速度调节的自动调平系统,该系统以51单片机为主控制器,通过与传感检测模块的串口通信来实时获取车身姿态,以步进电机作为执行机构构成的四点式机电调平系统。通过步进电机的位移进行轴方向调平,以履带式模型车具作为搭载底盘,并应用于丘陵地区作业的农机具上。 相似文献
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《东北林业大学学报》2020,(8)
针对林用车载并联自调平运动平台进行系统可靠度建模,并实验验证分析。运用齐次坐标变换原理解析并联自调平运动平台的运动位置,找出影响并联自调平运动平台的机构参数。在此基础上根据误差允许极限范围,来确定并联自调平运动平台运动轨迹的上下许用边界,进而定义系统可靠度的内涵。根据点可靠定义和系统可靠度内涵来建立点可靠度分析模型和系统可靠度分析模型,再利用实验数据进行分析。结果表明:点可靠度分析模型对并联自调平运动平台的可靠度评价存在较大的误差,不能真实准确地反应并联自调平运动平台的可靠度;而系统可靠度模型则克服了点可靠度分析模型的缺点,能够准确稳定地评价并联自调平运动平台的可靠度。 相似文献
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为实现农业车辆精准快速地自动转向,建立了转向系统模型并设计了转向控制算法。试验平台以车载计算机为CAN主节点,采用CAN-Bus 通信网络与各个监测控制从节点相通信袁CAN 从节点包括前轮转角测量节点尧行驶速度测量节点袁转向电机控制节点与车辆行驶速度控制节点。根据输入量与输出量之间的物理关系建立了转向系统的二阶模型,通过稳定性分析,设计了基于ITAE性能指标的最优PD控制器。试验结果表明,对系统施加依20毅的阶跃输入信号,车辆在农田路面与水泥路面下分别以0.3、0.5、0.7 m/s的速度行驶时袁最优PD控制器均能使系统平稳地跟踪期望的前轮转角,调节时间均在0.35 s以内,稳态误差小于0.5。 相似文献
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山地拖拉机调平系统的研究现状及发展趋势 总被引：2，自引：0，他引：2
采用理论分析和文献综述相结合的方法,对国内外拖拉机车身调平系统的现状进行研究;从拖拉机后悬挂技术、机具调平坡地自适应技术2个方面对文献知识进行梳理和归纳。结果表明:1)利用拖拉机调平系统能使拖拉机在车身遇到颠簸或倾斜时调整至水平状态,能确保驾驶员的安全和舒适;在山地复杂多变和高低起伏环境下,拖拉机在山地作业的稳定性和通过性与车身自动调平程度密切相关;2)悬挂机构对拖拉机车身调平及后悬挂机具调平起着至关重要的连接作用,悬挂机构的技术结构直接影响了拖拉机车身调平及后悬挂技术研究的发展程度;3)对悬挂机具在坡地等高作业及耕作自适应等关键技术的研究,是整个山地拖拉机调平系统研究的关键问题。针对山地复杂地形和作业质量要求,提出如下发展策略:在搭建山地拖拉机车身调平系统和优化悬挂机构的基础之上,全面研究山地拖拉机后悬挂技术和机具调平坡地自适应技术;在保障山地作业质量和作业效率的前提下,进一步深入研究山地拖拉机车身与悬挂机具协调自适应技术,实现山地拖拉机悬挂机具对坡地的仿形作业,是山地拖拉机自动调平系统的主要发展方向。 相似文献
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【目的】为改善高空作业平台的调平性能,研究长管道效应对调平性能的影响.【方法】通过建立长管道模型,分析了影响调平性能的管道参数,并结合长管道作用下的调平系统仿真模型,分别研究管道材质、长度、直径及布管方式对调平性能的影响规律.【结果】硬管材质能够较软管材质使系统响应时间缩短0.4~0.6s;管道长度由1m增加至40m可使系统响应时间由0.05s延长至0.3s,压力损失由0.6bar增大至24.8bar;管道直径由5mm增大至20mm,使调平稳定时间由1.1s延长至2.2s,压力损失由69.9bar减小至1.7bar;阀前布管较阀后布管加快系统响应时间约0.2s,但易引起压力冲击.【结论】长管道效应对高空作业平台调平性能的影响显著,长管道参数化分析形成调平系统的优化布置及参数选择原则,对高空作业平台的调平性能改善提供了参考. 相似文献
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《沈阳农业大学学报》2016,(3)
平地机车身倾角是水田平地机平地铲自动调平控制的重要反馈信息。为满足平地铲自动调平的倾角测量精度要求,达到水田精准平整、减少水资源的浪费、提高水稻产量的目的,设计了一种基于DSP的水田平地机倾角传感系统。采用惯性加速度计和陀螺仪作为倾角传感系统的倾角测量传感器,分析了倾角传感系统倾角测量原理、设计了硬件系统和基于卡尔曼滤波器的传感器融合算法。倾角传感系统综合利用加速度计所测的重力加速度分量和重力加速度的三角关系以及陀螺仪所测的角速度和车身倾角的导数关系测量获得平地机车身倾角;采用三轴加速计ADIS16300、陀螺仪ADXRS453和DSP处理器TMS320F28069等器件组成倾角传感系统的硬件系统,其中DSP处理器主要实现传感器数据采集、算法执行和数据通讯等功能;以平地机真实倾角和陀螺仪零位偏差作为系统状态向量,建立系统状态方程和测量方程,通过离散化卡尔曼滤波器递归融合得到平地机车身实时倾角。通过三轴多功能转台对倾角传感系统的卡尔曼滤波融合算法测量精度进行了试验。试验结果表明:该倾角传感系统在静态和动态时均能准确地测量平地机车身实时倾角。静态测量时车身角度平均绝对误差≤0.01°,均方根误差≤0.01°,最大误差0.07°。动态测量时车身角度平均绝对误差≤0.18°,均方根误差≤0.20°,最大误差0.41°。说明该系统为水田平地机平地铲自动调平控制提供了低成本倾角测量方案。 相似文献