机电伺服触觉式秸秆导向系统试验研究

论文题目: 机电伺服触觉式秸秆导向系统试验研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 农业机械化工程

作者: 魏延富

导师: 高焕文

关键词: 保护性耕作,免耕播种机,导向系统

文献来源: 中国农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在我国北方一年两熟地区推广实行保护性耕作技术体系过程中,玉米收获后免耕播种小麦是一直困扰的难题。为此,中国农业大学保护性耕作研究中心提出了对行播种的思路,并设计出了一种小麦对行免耕播种机。作业时依靠驾驶员的经验,使小麦播种机的开沟器走在两行玉米根茬之间,从而避免开沟器碰到根茬。播种时,玉米行距60cm,小麦行距15cm,在两行玉米中播3行小麦,外侧开沟器与玉米根茬间的理论距离有15cm左右。考虑到根茬辐射半径有3-5cm,玉米植株的直线度偏差在2cm左右,因而驾驶员的行驶偏差只允许在10cm以内。超出这个范围,则易发生开沟器碰到根茬、堵塞机具或严重影响播种质量。这样小的偏差,既使经验丰富的驾驶员在精力高度集中的情况下,也很难保证完全实现。为了帮助驾驶员解决对行的问题,本文研制机电伺服触觉式秸秆导向的小麦对行免耕播种机的导向系统,并得到了以下的结论和成果: 1)在国内首次研究利用机械式导向系统提高播种机作业的直线性。在分析农业机械导向系统的探测方式的基础上,根据小麦对行免耕播种机的原理以及对行免耕播种的环境和要求,以田间直立的玉米秸秆(根茬)为参照物,设计了基于机械触觉式的秸秆导向系统。为进一步提高直立玉米秸秆覆盖地小麦对行免耕播种质量提供技术支持。 2)设计了利用单片机技术的信号处理装置。该导向信号处理装置由信号输入通道(A/D转换模块)、信号处理器(单片机)、信号输出通道(D/A转换模块)、导线等组成。 3)设计基于电液伺服控制和反馈控制的转向控制装置。该装置由信号接受装置、操纵力产生装置、操纵力传动装置、转向执行装置、转向反馈控制装置等组成。 4)导向系统的参数及性能测试。分析了玉米秸秆的受力、直线度分布,测定了步进电动机的转角与前转向轮的转角之间的关系。得到输入脉冲数与拖拉机前转向轮转角关系图及拟合图,输入脉冲数与拖拉机前转向轮转角的相关系数为0.9907,达到极显著线性相关。从回归方程看,b=-1.0728,拟合直线不是经过坐标原点,而是有一个1.0728度的偏差角度,前面的负号说明是一个延迟的角度,这个角度相对应的脉冲数为287。测定了导向信号探测装置与玉米秸秆的偏距与前轮转向轨迹。阐述了偏转角度和偏移距离的计算方法。 5)分析了拖拉机的纠偏过程,测试了拖拉机在纠偏过程中前轮的行驶轨迹,在此基础上进行了导向系统的行走路径规划。利用汇编语言编写了导向系统的软件程序。 6)以天津拖拉机厂生产的铁牛654型轮式拖拉机为试验平台。在田间试验地中用竹竿模拟玉米秸秆的方法进行了初步模拟试验。试验结果,说明该对行导向系统在采用方案二行走路径规划、6厘米的偏距和转速为188转/分钟;和216转/分钟的条件下是可行的。

论文目录:

第一章 绪论

1.1 保护性耕作技术的发展

1.2 国内外免耕播种机研究状况

1.3 国内外农业机械导向研究概况

1.4 选题的目的与意义

1.5 研究内容

1.6 研究方法与技术路线

第二章 小麦免耕播种机对行导向系统总体设计

2.1 设计小麦对行免耕播种机导向系统的依据

2.2 不同导向系统方案的比较分析

2.3 对行导向系统总体方案设计原则

2.4 对行导向系统的组成及工作原理

2.5 本章小结

第三章 导向信号探测装置的设计与试验

3.1 导向信号探测装置设计的理论基础

3.2 导向信号探测装置的设计

3.3 导向信号探测装置的参数试验

3.4 导向信号探测装置的安装方法

3.5 本章小结

第四章 信号处理装置的设计与试验

4.1 信号处理装置设计的理论基础

4.2 信号处理装置的设计

4.3 对行导向系统的电路设计

4.4 信号处理装置的安装方法

4.5 本章小结

第五章 转向控制装置的设计与试验

5.1 转向控制装置设计的理论基础

5.2 转向控制装置的设计

5.3 转向控制执行装置的性能及参数

5.4 转向控制装置的安装方法

5.5 本章小结

第六章 导向系统的软件程序

6.1 拖拉机的纠偏过程

6.2 导向系统软件程序设计

6.3 本章小结

第七章 导向系统的试验研究

7.1 试验准备

7.2 田间模拟试验

7.3 试验结果分析

7.4 田间作业时导向系统的安装及行走方法

7.5 本章小结

第八章 结论与建议

8.1 主要研究结论

8.2 创新内容

8.3 讨论与建议

参考文献

致谢

作者简介

发布时间: 2005-07-22

参考文献

• [1].基于机器视觉的免耕播种机对行避茬技术研究[D]. 陈婉芝.中国农业大学2018
• [2].气吸式免耕播种机振动特性及其对排种性能的影响研究[D]. 刘月琴.内蒙古农业大学2017
• [3].少免耕播种机信息流远程监测方法研究[D]. 尹彦鑫.中国农业大学2014
• [4].带状粉碎免耕播种机的试验研究[D]. 张晋国.中国农业大学2001
• [5].免耕播种机防堵与排种装置试验研究[D]. 廖庆喜.中国农业大学2003
• [6].一年两熟地区拨草与分草组合式玉米免耕播种防堵技术研究[D]. 高娜娜.中国农业大学2014
• [7].免耕播种机滑板压秆旋切式防堵技术与装置研究[D]. 卢彩云.中国农业大学2014
• [8].玉米免耕播种机精确播种关键技术研究[D]. 姜鑫铭.吉林大学2017
• [9].免耕播种机关键部件及其参数化设计方法研究[D]. 白晓虎.沈阳农业大学2012
• [10].玉米免耕播种机切茬挖茬装置研究[D]. 蒋金琳.中国农业大学2004

相关论文

• [1].东北垄作免耕播种机关键部件研究与整机设计[D]. 包文育.沈阳农业大学2009
• [2].带状粉碎免耕播种机的试验研究[D]. 张晋国.中国农业大学2001
• [3].微处理机控制精密播种系统研究[D]. 金衡模.中国农业大学2002
• [4].精播机排种性能检测系统及关键技术研究[D]. 史智兴.中国农业大学2002
• [5].免耕播种机防堵与排种装置试验研究[D]. 廖庆喜.中国农业大学2003
• [6].玉米免耕播种机切茬挖茬装置研究[D]. 蒋金琳.中国农业大学2004
• [7].高速摄像目标提取跟踪系统研究与应用[D]. 李丽勤.中国农业大学2004
• [8].虚拟样机技术及其在精密排种部件设计中的应用[D]. 孙裕晶.吉林大学2005
• [9].东北垄作蓄水保墒耕作技术及其配套的联合少耕机具研究[D]. 贾洪雷.吉林大学2005
• [10].穴灌坐水播种机水路系统的设计与试验研究[D]. 王利强.沈阳农业大学2006

标签：保护性耕作论文;  免耕播种机论文;  导向系统论文;