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[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
陈猛 张衍林 李善军 孟亮 张雯
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。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
刘佛良 张震邦 杨晓彬 吴伟斌 洪添胜 郑鹏淋 张增博
设计一种非刚性底盘的以双轮毂电机驱动的山地果园双履带微型运输车,该运输车主体外形尺寸为2 150mm×1 040mm×1 100mm,采用战车式底盘作为行驶机构和双轮毂电机独立驱动及链传动方式。通过SolidWorks软件进行三维建模,创建虚拟样机模型和高台壕沟仿真地形;应用ADAMS软件对运输车底盘行驶机构进行高台和壕沟越障的仿真分析。仿真结果显示,在高台和壕沟越障过程中,质心横向位移的绝对误差在±5%范围内,质心纵向位移的绝对误差在±3%范围内。实地样车试验结果表明,运输车的最大载荷为250kg,最大爬坡度为20°,最高车速为1.8m/s,最小转向半径为0.7m,达到设计要求;其越障能力较强,对地形复杂、路况差甚至无路的山地果园的适应性更好,能较好地满足山地果园的运输要求。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
吴伟斌 杨晓彬 张震邦 刘佛良 李泽艺 冯运琳 陈理 周钊杰
在山地果园电动运输车基础上设计一套增程式动力系统,并利用Advisor进行仿真。根据最大载荷240kg、最大爬坡度15°和最高速度9km/h的设计要求,为运输车选取容量为120A·h,总电压为60V的铅酸蓄电池组作为动力电池,以5kW增程器作为辅助动力源。增程模式下运输车载荷240kg时的续航里程为52.2km,相比纯电动模式的续航里程延长了217.5%,续航能力得到显著提高。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
吴伟斌 李泽艺 洪添胜 刘文超 黄家曦 余耀烽
为提高山地果园轮式运输车的运输效率和疲劳寿命,以丘陵山区典型路面不平度激励信号为振动激励,研究钢板弹簧悬架的振动特性并进行结构优化。系统以LabVIEW为上位机平台,通过数据采集卡NI 9234和加速度传感器PCB 352C33设计加速度信号采集系统,对原始加速度信号滤波处理后再进行积分和FFT变换得到位移频域图。将采集到的路面不平度激励信号导入ADAMS/VIEW中,得出山地果园轮式运输车在丘陵山区草地、山地和水泥地运行时,路面不平度激励信号在钢板弹簧悬架处作用的频率主要集中在3~10、4~9和2~7Hz,与原悬架第一阶频率5.95Hz存在重叠容易产生共振,疲劳寿命T为9.4×10~4。增加簧片数量可以提高悬架的刚性,优化后悬架第一阶频率为18.59Hz,疲劳寿命T为3.5×105,避免了与路面输入激励产生共振且疲劳寿命提高了3.7倍。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
吴永栓 孙晨阳 周学剑 於锋 周俊
针对传统小型拖拉机(功率低于10 kW)采用内燃机轮式驱动,排放污染大、环境适应性较差、作业功能单一等问题,研制了一款履带自走式电动多功能作业平台,通过搭载旋耕和起垄机具完成田间作业。平台主要由电机、电池箱、变速箱、履带底盘、座椅、悬挂机构、操纵机构、PTO输出等组成;电动机输出轴将动力传递到变速箱输入轴,调节变速箱档位,改变平台前进速度,作业过程电机保持恒速运转,使PTO(动力输出装置)转速恒定,保证平台平稳作业。主要对传动系统、动力参数、履带行走机构进行了设计。确定电机型号XQ–7.5–6,额定功率7.5 kW,功率储备系数20%;传动系统包含3个前进档和1个倒退档;履带宽度230 mm,节距72 mm,轨距650 mm。旋耕及起垄试验结果表明:旋耕平均耕宽86.4 cm,平均耕深16.9 cm;起垄平均垄顶宽42.4 cm,平均垄底宽82.7 cm,平均垄高26.8 cm;作业过程中,电机转速在平均转速的7%～10%波动,平台运行平稳,动力输出均匀;选择功率储备系数20%,能够满足小型拖拉机旋耕、起垄作业需求。
关键词：
履带自走式电动作业平台 参数设计 多功能
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
王康 梁秀英 周风燃 陈欢 杨万能
为实现自动高效获取农作物的生长图像,设计了1种适用于旱田作物的高通量履带式小车图像采集系统。系统采用磁导引传感器和磁条实现小车在田间按路径自动行走;采用履带式小车底盘结构以保证系统在田间复杂环境下能稳定运行;在小车支架两侧分别安装俯视和侧视相机,可同时采集2个作物行的俯视图和侧视图,以提高工作效率;运用无线通信技术远程监控小车运行情况;系统顶端安装太阳能电池板,为小车在运行时补充电能。以盆栽玉米植株为研究对象,用该系统采集了玉米幼苗期到抽穗期的植株图像,结果表明,该系统运行稳定可靠,在旱田以0.1m/s速度作直线行驶时,绝对误差小于2cm,最小转弯半径为0.5m,连续采集模式下单个相机采集效率为30张/min,能满足实际需求。
[期刊] 华中农业大学学报(自然科学版)
[作者]
王伟康 罗承铭 张国忠 付建伟 董昭 季超 赵状状
针对人工操作履带式收获机进行再生稻头季收获碾压率高、对行稳定性差，以及现有电动履带式机械大田作业精度低等问题，设计一套双电机履带式底盘自动导航系统并进行了试验验证。以自主设计的用于水稻收获的双电机履带式底盘为基础，基于田间滑移模型推导了底盘转向半径与两侧驱动电机转速关系，并设计了自动导航模糊控制器。采用双天线RTK-GNSS获取双电机履带式底盘的实时位置和航向角信息，由自动导航系统的横向模糊纠偏控制器和两侧电机转速PID控制器实时控制两侧电机转速，实现作业路径自动跟踪。路面试验结果显示：双电机履带式底盘水稻收获机行驶速度为0.6、1.0 m/s时，自动导航系统的平均横向偏差分别为0.015、0.021 m。田间试验显示：双电机履带式底盘水稻收获机行驶速度为0.6 m/s时，自动导航系统的平均横向偏差为0.050 m。研究结果表明，相较于使用电控液压转向改装的导航系统，本导航系统控制量精准、响应速度快，跟踪误差小，可用于再生稻头季机收对行作业以降低碾压率。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
刘德军 晁浚淇 苏俊锋 邱硕
针对目前园林剩余物资源浪费，收集加工机械设备研究不足的问题，设计了一款履带自走式园林剩余物收集粉碎装置，对其关键部件粉碎刀辊进行结构受力分析基础上，利用EDEM软件对粉碎过程进行仿真试验，分析了主轴转速、动刀与定刀间隙、动刀安装偏置角度、刀片数量等参数对粉碎粒度标准差和粉碎效率的影响规律，最终选择主轴转速、动刀与定刀的间隙、动刀安装偏置角度、刀片数量为主要试验因素，设计了L_(25)(5~6)四因素五水平混合正交试验，获得影响粉碎效率和粉碎粒度标准差的关键参数。结果表明：影响树木枝条粉碎粒度标准差的主要试验因素是动刀与定刀间隙，其次是动刀安装偏置角度，然后是主轴转速和刀片数量；而影响粉碎效率的主要因素是主轴转速，其次是刀片数量，最后是动刀安装偏置角度和动定刀间隙。根据不同的粉碎目的要求，最终确定优化方案为主轴转速2 400 r·min~(-1)，单刃偏锋45°刀，安装偏置角度为10°，动刀与定刀的最小间隙为8～10 mm。根据优化参数加工制作试验样机，最终获得该装置对不同含水率不同直径的枝条粉碎效率为424～1 260 kg·h~(-1),粉碎粒度标准差为3.44～4.56，耗油量最低为7.41 L·t~(-1)等参数，该装置可为园林剩余物收集粉碎装置的设计和生产提供参考。
关键词：
园林剩余物 树木枝条 收集粉碎 粉碎刀辊
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
黄琳 周勇 张国忠 涂鸣 刘沿 王宏波 吴泽栋
针对目前莲藕(Nelumbo nucifera Gaertn)机械化收获程度低、作业劳动强度大、莲藕采收效率低的问题,设计了一种手扶水力冲刷式挖藕机。该挖藕机采用液压系统控制污水潜水泵和喷头的往复运动,并利用2个污水潜水泵分别配置1个喷头的方式工作,保障水流有足够的流量与压力;应用AMESim软件对液压控制系统进行仿真,仿真结果显示,液压系统运行良好。以设计的手扶水力冲刷式挖藕机喷头的喷射角度、喷头的入泥深度、推移液压缸的移动速度为试验因素,以冲刷深度、浮出率为试验指标,开展三因素三水平的Box-Behnken试验,并进行响应面分析及参数优化分析。试验结果表明,当喷射角度为30°、入泥深度为-24 mm、移动速度为10 cm/s时,设计的挖藕机冲刷性能达到最优状态,此时挖藕机冲刷深度为302 mm,莲藕浮出率为90%。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
阳帅 蒋蘋 胡文武 罗亚辉
为实现履带式拖拉机超视距遥控驾驶，以农夫小机灵５０２履带式拖拉机为平台，设计了一套拖拉机可视遥控驾驶系统。该系统主要包括中央处理器模块、２．４ Ｇ和４３３ Ｍ无线模块、全景视频拼接系统、液压及电动执行机构。操作者通过可视遥控器获取拖拉机的实时作业环境图像，并发送操作命令，实现遥控操作。为适应履带式拖拉机的作业环境，控制系统电路采用了抗震和抗干扰设计。在无同频电磁干扰、无杂草的旱田进行试验，可视遥控驾驶系统的遥控距离达１５０ Ｍ以上，视频传输稳定、无中断，直线行驶偏差小于０．２ Ｍ，转弯半径小于１．９Ｍ，能满足农机作业要求。
关键词：
履带式拖拉机 可视遥控驾驶 全景视频
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
卢康 张国忠 彭少兵 雷志强 付建伟 查显涛 周勇
为降低再生稻头季收获碾压率,设计1台轻量化、宽割幅、低碾压的双割台双滚筒全履带式再生稻收割机。该机由2套收割、脱粒、清选及储粮系统构成,共用1套履带式行走底盘,其收获装置采用对潮湿作物脱粒能力强的轴流钉齿式脱粒滚筒,清选装置采用质量轻、功耗小的气流清选筒式装置。对整机结构及参数进行设计并试制1台割幅为2.55m、理论喂入量为1.6kg/s的样机。以水稻品种"中香一号"为试验对象,对该机进行田间性能试验,结果表明,该机作业速度可达0.24 m/s,割茬高度在0.350.55 m间可调,工作效率为0.133h
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
刘辉 李善军 张衍林 马攀宇 陈猛
为研究自走式单轨道山地果园运输机轨道齿条齿形和工作参数对运输机力学性能的影响,基于动力学理论和Hertz理论的Impact函数模型,建立运输机驱动轮与轨道齿条啮合的虚拟样机模型。选取齿条齿形、轨道坡度、驱动轮转速为评价指标,设计虚拟正交试验,结果显示:影响运输机作业力学性能的主次顺序为齿条齿形>轨道坡度>驱动轮转速,相同条件下链轮齿形齿条性能最优。台架试验结果表明,在轨道坡度分别为+0°、+6°、+12°,驱动轮转速为+88.08rad/s时,驱动轮与链轮齿形齿条啮合时所需扭矩较圆弧齿形齿条分别减少33.82%、33.45%、18.36%,验证了模型仿真分析的正确性。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
李学杰 张衍林 张闻宇 凌旭平
为克服山地果园遥控单轨运输机的诸多缺陷,对原机进行优化设计。改进时取消了原机复杂的遥控装置,利用四杆-杠杆、撞块联动离合刹车机构,使运输机在轨道上能够任意自动停车和可靠制动,实现无人驾驶。用风冷汽油机替换原柴油机,增大马力、减小整机质量和外形尺寸。重新设计的防侧倒T形夹紧轮,可减小运输机的转弯半径,去掉原辅助轨道,降低轨道高度和安装难度,节约轨道建设成本约40%。检测试验结果表明,改进后的山地果园遥控单轨运输机可以实现爬坡角度达40°,上坡负载质量为500kg,下坡负载质量为1 000kg,最小转弯半径小于4m,工作可靠,运行平稳,操作简单,适合山地运输。
关键词：
遥控单轨运输机 自走式 设计 改进
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
欧阳玉平 洪添胜 苏建 徐宁 李震 焦富江 陈金德
针对山地果园牵引式双轨运输机的牵引钢丝绳在弯曲起伏轨道上使用时易出现乱绳、挤绳等问题,设计了一种双螺旋式自动排绳装置。在分析该装置的设计要求、基本组成和工作原理基础上,对装置的链传动、滑块换向曲线、导向拨叉的结构参数和排绳轮的受力进行分析,并进行综合排绳测试试验。测试结果显示,原驱动装置加装排绳装置后,绕卷16m的钢丝绳,其钢丝绳充满系数平均增加22.6%,功耗平均增加0.026kW·h,振动噪音平均降低0.75%。这表明该排绳装置具备有序排绳、耗能少和降低驱动装置振动噪音等优点。
关键词：
牵引式双轨运输机 排绳装置 钢丝绳
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
孟亮 张衍林 张闻宇 刘杰 李善军 李明震
为解决山地果园果实、肥料和农药等运输劳动强度大、效率低的生产实际问题,在满足果园运输机施工简便、成本低的要求下,设计了一种遥控牵引式无轨山地果园运输机。运行试验结果表明:遥控牵引式无轨山地果园运输机无需人工驾驶,运行效果良好;运输机平均运行速度为0.56m/s,运行平稳可靠;运输机爬坡角度在20°~40°之间,上行运载最大载重400kg,下行运载最大载重600kg;遥控操作简单方便,在运输机停止、启动测试中准确无误,制动效果达到了设计要求。
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