基于虛擬技術(shù)的水稻直播機(jī)牽引特性試驗(yàn)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、機(jī)械直播作為一種節(jié)本省工的栽種技術(shù)，正在成為我國(guó)前景廣闊的水稻機(jī)械化種植模式。為了使機(jī)械直播在經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性上占據(jù)更大的優(yōu)勢(shì)，在嚴(yán)格滿(mǎn)足農(nóng)藝要求的前提下，研制適用于多種配套動(dòng)力、多種作業(yè)環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展的組合式直播機(jī)具，顯得尤為迫切。本文源于科研項(xiàng)目“水稻少精量播種技術(shù)研究”關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，試制與手扶拖拉機(jī)配套的折腰轉(zhuǎn)向四輪乘坐式底盤(pán)。項(xiàng)目合作單位已經(jīng)開(kāi)發(fā)出底盤(pán)樣機(jī)，要求實(shí)施水田牽引特性試驗(yàn)，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。 本文將虛擬技術(shù)應(yīng)

2、用于水稻直播機(jī)底盤(pán)的田間試驗(yàn)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)： (1)本文基于虛擬儀器技術(shù)和傳感器技術(shù)，自行開(kāi)發(fā)出一種簡(jiǎn)易實(shí)用的測(cè)試系統(tǒng)。硬件方面，系統(tǒng)利用拉壓力傳感器、輪速傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和筆記本電腦實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)田間工作狀態(tài)；軟件方面，系統(tǒng)利用虛擬儀器LabVIEW軟件模塊化的實(shí)現(xiàn)采樣、分析、顯示、存儲(chǔ)和報(bào)警等功能，實(shí)現(xiàn)在線觀察、控制和離線進(jìn)一步處理。經(jīng)過(guò)田間試驗(yàn)驗(yàn)證，0～5m/s低速行駛下拉壓力和輪速采樣精度理想，測(cè)試系統(tǒng)工作可靠、穩(wěn)定。

3、 (2)通過(guò)對(duì)拉力信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析處理，繪制出樣機(jī)底盤(pán)的牽引特性曲線，曲線表明：當(dāng)直播機(jī)Ⅲ檔條件下工作，加載約100kg負(fù)荷時(shí)，動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性較好。直播機(jī)底盤(pán)的極限載荷約為250kg。 (3)田間試驗(yàn)表明：車(chē)架的重量直接影響到直播機(jī)的工作性能，重量越大，行走輪下陷越嚴(yán)重，行走輪滾動(dòng)阻力也急劇增大；船板的材料和形狀對(duì)于底盤(pán)的牽引性能影響較大，選用低磨擦材料制作船板，改進(jìn)船板形狀并添加輔助裝置，形成完全泥水膜潤(rùn)滑，均

4、可以顯著降低土壤與船板間的摩擦。 (4)針對(duì)直播機(jī)底盤(pán)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，本文利用多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS，通過(guò)參數(shù)化的幾何建模構(gòu)建虛擬的牽引性能測(cè)試平臺(tái)。以施加于驅(qū)動(dòng)輪的力矩，動(dòng)力機(jī)和底盤(pán)連接處的約束力作為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，以影響底盤(pán)在潮濕路面通過(guò)性能的參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量，包括前后軸距、質(zhì)心位置、行走輪輪距、行走輪寬度等，分別進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，提出影響底盤(pán)性能的最佳參數(shù)為：軸距1.8m，質(zhì)心位于軸正上方偏前0.1m，輪距1.5m，輪寬為