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丘陵山地履带拖拉机车身自适应调平系统的研究

王萧  
【摘要】:丘陵山区田间路面受地形的限制,起伏较大,农业机械在作业过程中会受到地形的影响导致部分农机具作业效率低、作业精度严重下降。自动调平技术的使用能够提高作业精度、增加作业效率,还能在一定程度上提高作业安全性。本文以本课题组前期研制的丘陵山地小型全液压履带拖拉机样机为载体,设计了一种自动调平系统并将该系统搭载在该履带拖拉机上,以提高该小型拖拉机行驶的安全性以及作业的稳定性,在一定程度上提高了该拖拉机的自动化水平,本文的主要研究内容如下:(1)本文在前人的研究基础上,结合现有的拖拉机样机设计了一种自动调平系统。对该调平系统的结构、工作原理进行了研究,并对影响拖拉机工作过程中稳定性的因素进行了分析;设计了一种适合于课题组样机的调平系统,然后根据调平系统工作的需要对调平系统的各组成部分进行了设计,并对其相关参数进行了分析。本次设计的调平系统能够做到高效高精度的调平,能够满足实际工作需要。(2)完成了调平系统调平执行机构的设计。本文对影响拖拉机工作过程中安全性的因素进行了分析,并结合现有学者的研究情况设计了一种三点支撑的同时使用平面进行定位的调平方案,分别对执行机构的各个主要部件的选择及其工作原理进行了详细研究。(3)完成了调平系统控制系统的设计。结合执行机构的特性以该控制系统能够实现自动调平功能为出发点,采用双轴倾角传感器作为倾角信号的采集元件,PLC控制器作为处理核心并在此基础上分别设计了控制核心电路、倾角信号采集电路、显示电路和伺服电动机、电动缸驱动电路;对控制系统各个部分的结构、工作流程和工作原理做了详细的研究。(4)在调平系统各部分设计完成以后,制作了调平系统样机并对丘陵山地小型履带拖拉机调平系统进行了试验,通过试验验证了调平系统能够满足使用需要,达到了设计目标的要求。同时通过试验确定了调平系统在调平过程中最优的控制参数为伺服电机:700,伺服电动缸:1200。在该情况下所设计的最大角度下的静态调平时间分别为:1.876s和1.905s。同时完成了调平系统的田间试验,测得调平系统的精度均能达到在1°以内,同时由于车身自身振动噪音的影响,在拖拉机工作的情况下,调平时间相对于静态调平时间会有0~2.5s的时间增长。


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