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[硕士论文] 吴彦强
机械制造及其自动化 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:病虫草害防治是我国玉米生产中最重要的田间管理作业之一。中后期是玉米多种病虫害的集中发生期,该时期玉米植株高大并且玉米枝叶交叉造成行间荫蔽,一方面开展病虫害防治时常规机动植保药械存在机型较小且底盘地隙较低无法进地作业,另一方面现有机械技术性能落后、雾滴在玉米冠层穿透性较差,喷雾量大、雾滴漂移扩散造成环境污染、农药浪费严重及在玉米冠层沉积不均匀等问题。因此,研究一种能够适合我国玉米生长中后期病虫草害防治的大型高地隙高效精量植保机具已迫在眉睫。
  本文在充分调研分析的基础上设计了高地隙底盘与风幕式防飘技术相结合的风幕式高地隙喷杆喷雾机。该机采用全液压四轮驱动,四轮转向,以柴油机为动力,带动三组液压泵工作,分别为行走转向系统的轮边马达和转向油缸、喷雾系统的主药泵和搅拌泵马达、风幕系统的风机马达、驾驶室升降油缸、喷杆架组件的升降油缸、喷杆架组件的折叠展开油缸以及调平油缸等工作部件提供动力。主药泵从主药箱中抽取药液,加压后一部分经过喷雾压力控制阀和喷雾开关电磁阀组输送至五段喷杆上面喷嘴喷出,另一部分回流到主药箱进行回水搅拌,两个搅拌泵分别从一侧药箱中抽水加压后经管路送入另一侧药箱,对两侧药箱药液进行射流搅拌。风幕系统风机马达驱动风机产生高速气流,经风筒及风囊下方出风孔吹出,形成一道风幕,从而隔绝或减弱自然风的影响,降低雾滴飘失,高速气流还可以胁迫雾滴定向加速飞向靶标,增加了雾滴对植株冠层的穿透性。
  本文研究的主要内容包括:确定风幕式高地隙喷杆喷雾机整机方案,包括龙门式机架、底盘行走液压驱动系统、喷杆架组件、喷雾系统、风幕系统等的设计与选型;利用Solidworks三维建模软件建立各零部件的三维模型,并按照设计方案进行虚拟装配,利用AutoCAD绘制二维图纸,利用计算流体动力学软件ANSYS Fluent对风幕系统内部速度场进行仿真分析,进而对风幕系统结构进行改进。
  在理论分析与设计基础上完成了样机试制与试验。试验结果表明:喷头喷雾量一致性、风幕风速均匀性较好;有风幕时,玉米整个冠层叶片正面和反面雾滴平均覆盖率分别为59.17%和12.29%,无风幕时,玉米整个冠层叶片正面和反面雾滴平均覆盖率分别为43.02%和2.39%,有风送较无风送雾滴在玉米整个冠层覆盖率提高了57.37%;在距基面30、60、90、120cm以及顶部高度处,雾滴飘失量分别减少了61.5%、82.2%、83.0%、75.5%以及42.8%,风幕系统对于增加雾滴在玉米冠层沉积及减少雾滴飘失作用明显。
[硕士论文] 高凯
农业机械化 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:作为农业生产的重要环节,农药喷施依然是防范病虫害的主要手段。但目前尚不完全明确各因素对农药喷施质量的影响,施药过程缺少规范。以喷杆式喷雾机为例,不恰当的喷雾机自走速度、喷雾压力、喷杆高度很容易引起雾滴的漂移与浪费,不仅降低了农药的有效利用率,而且威胁到生态环境和人的安全。尤其是在有风的自然环境下从事农药喷施作业,施药过程所带来的负面影响更为显著。为此,本研究拟通过试验的方法构建出户外农药喷施质量与各影响因素之间的关系模型,这些影响因素包括:①环境因素:风速和风向;②可控因素:喷雾机行驶速度、喷雾压力、喷杆高度和不同类型的喷嘴。前述因素大多从现有文献中筛选而来,均可能对喷雾质量产生显著影响。
  首先,为了降低环境的不确定性对试验结果造成的干扰,本项研究在室内进行,并自行设计了试验台架。在该试验台架中,风速和风向通过风机模拟,并通过风速传感器对试验风速进行标定;喷雾压力、喷杆高度和不同类型的喷嘴在试验前手动调节,而喷雾机行驶速度通过不同的步进电机驱动转速进行模拟。为了进一步降低试验的主观性和人为误差,本研究的试验过程由控制器精确控制完成。试验过程中,将水敏纸均匀布置在试验植株的叶面上,试验风干后进行拍照和存储。为了避免随机因素的干扰,每组试验均至少重复3次,从而确保试验数据的有效性。
  其次,采用单因素试验与组合因素试验相结合的方法开展试验研究。该项研究共分为三部分:①无风条件下的单因素试验。在不考虑风速和风向影响的情况下,关闭试验风机,设计标准试验工况,即:喷雾机行驶速度3.6 m/s,喷雾压力0.4 MPa,喷杆高度0.7 m,使用Hypro-03喷嘴。每次试验均只改变其中一种因素的大小,从而研究每种因素对喷雾质量的单一作用规律。各因素的取值变动区间分别为:喷雾机行驶速度3.0、3.3、3.6、3.9、4.2 m/s,喷雾压力0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 MPa,喷杆高度0.5、0.6、0.7、0.8、0.9m,使用Hypro-01、Hypro-02、Hypro-03、Hypro-04、Hypro-05喷嘴;②无风条件下的组合因素试验。基于四因素三水平正交方法安排试验,所考虑因素与无风条件下的单因素试验相同,试验水平分别取:喷雾机行驶速度3.0、3.6、4.2 m/s,喷雾压力0.2、0.4、0.6 MPa,喷杆高度0.5、0.7、0.9m,使用Hypro-01、Hypro-03、Hypro-05喷嘴。③有风条件下的组合因素试验:针对每一组不同的风速(0.9、2.5、4.4m/s)和风向(0、45、90、135、180o),分别重复前述无风条件下的四因素三水平正交试验,从而对不同风速、风向条件下的最佳影响因素水平进行配置优化。
  最后,使用DepositScan软件扫描和处理风干后的水敏纸图像,整理得到最终试验数据。
  单因素试验结果表明:在低于3.6 km/h的速度范围内,喷雾质量随速度提高而缓慢提升,而当速度高于3.6km/h时,喷雾质量随速度提高而显著下降;喷雾压力、喷杆高度与喷嘴类型对喷雾质量的影响趋势均与速度相同,其最佳选择依次为压力0.4MPa、高度0.7 m以及使用Hypro-02(或Hypro-03)喷嘴。
  无风条件下的组合因素试验结果表明:最佳喷雾参数依次为:喷雾机行驶速度3.0km/h、喷雾压力0.4MPa、喷杆高度0.7m、喷头型号Hypro-01。
  有风条件下的组合因素试验结果表明:如将不同的风速与风向组合为24个特定环形区域,分别优化配置各环形区域参数,则:速度被选择次数最多的为3.6km/h,共被选择12次;压力被选择次数最多的为0.4MPa,共被选择13次;高度被选择次数最多的为0.5m和0.7m,均被选择10次;喷嘴被选择次数最多的为Hypro-01型喷嘴,共被选择10次。显然,在有风条件下,最优选择次数最多的参数除了喷嘴外都与标准工况相吻合。
  综合前述结论,喷雾机在户外作业时(无论是否存在自然风),行驶速度3.6 km/h、喷雾压力0.4MPa、喷杆高度0.7m、使用Hypro-01喷嘴的参数组合对确保喷雾质量最为有利。
[硕士论文] 齐苗苗
机械工程 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:我国温室施药作业大多沿用手动喷雾器的常规喷雾法,这些药械对操作人员危害大,作业效率低。为保证防治效果,经常加大施药次数和药剂量,造成土壤、水体等农业环境的污染,导致了农药残留超标和病虫抗药性增加。热敏感药物烟雾机噪音大、污染严重;常温弥雾机体积大、成本高、施药不均匀;都不适合在我国目前的温室施药作业中推广。因此研制一款雾滴直径小、叶面雾滴沉积率高、能减少农药施药量、又易于推广的施药装置,对病虫害防治低毒化、精量化和高工效作业具有重要意义。
  本文的研究包括气爆二次雾化机理的研究和便携式常温烟雾机的研制两部分。气流爆破的机理研究具体包括机理研究和参数优化。基于气爆二次雾化的便携式常温烟雾机主要包括气源、电源、储气装置、储药装置、控制中心、执行机构和喷嘴、喷筒组成。本文研制的气爆二次雾化方式主要利用雾化喷头来完成第一次雾化,并对雾滴使用气流爆破的方式来完成二次雾化,减少了雾滴的直径,增加了附着率,同时使用储气瓶加压的方式实现脉冲气流来代替空气压缩机产生高压,减少了设备体积,降低了成本。该装置使用电能作为整个装备的动力,无废气排放、噪音低、使用成本低。便携式的设计可以增加装置的作业适应性,降低了装置成本,更易于在我国温室植保作业中推广。
  利用计算流体力学FLUENT软件,对该系统的关键部件喷筒进行了内部流场模拟,从而选择相对合理的喷筒结构,并且通过对爆破系统进行雾化仿真,找到最佳爆破气压。同时也对雾化喷头进行了仿真模拟,找到了合适的喷头口径和喷头所在位置。室内试验验证了气体爆破对雾滴二次雾化产生的影响,通过油盘测量雾滴试验,通过对各种试验数据进行整合分析,研究了药箱压力对喷雾量以及气体压力对雾化直径的影响,寻找最佳雾化喷头的直径和喷筒入口的压力。试验表明:雾滴体积中径在15μm以下,二次雾化性能良好,雾滴均匀度DR在0.74以上,满足要求。
[硕士论文] 林立恒
农业电气化与自动化 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:近年来,随着我国农业产业结构的调整,以合作社为基础的大规模种植产业链正在形成,相应地农业机械化发展也迎来了千载难逢的好时机。高地隙喷杆喷雾机作为一种重要的农业植保机械,在作物病虫草害化学防治方面发挥着重要的作用,尤其在解决高秆类作物中后期施药难、防治效果差的问题上效果尤为突出。然而,受到技术水平的限制,目前国产高地隙喷杆喷雾机普遍存在机械结构设计简单,施药效率低和智能化水平不高的问题。
  本文在总结了国内外高地隙喷杆喷雾机研究和发展现状的基础上,针对目前国产高地隙喷杆喷雾机智能化水平不高的现实情况,设计了高地隙喷杆喷雾机智能控制系统。主要包括以下三个方面的内容:
  (1)转向模式控制系统。设计了基于三菱PLC的转向控制系统,该系统能很好的实现高地隙喷杆喷雾机前轮偏转转向、全轮偏转转向和蟹行偏转转向三种转向方式的灵活和可靠切换。同时,转向系统采用液压助力转向的方式,减少了驾驶员在转向操作过程中的体力消耗,提高了高地隙喷杆喷雾机的转向灵敏性。
  (2)喷杆智能平衡控制系统。为保证在施药过程中,喷杆与作物顶层保持近似平行的状态,以保证喷杆安全、施药效果及避免喷杆倾斜刮蹭作物,设计了基于倾角传感器的喷杆智能平衡控制系统。系统通过实时读取倾角传感器的检测值,经控制器处理后,控制调平液压缸调节喷杆位姿,有效保证了施药喷杆的安全和施药效果。本文详细介绍了智能控制系统的软、硬件的设计,同时,开发了喷雾机参数监测功能,实现了对喷雾机性能参数的实时监控,可针对故障或超标指标发出报警信号。
  (3)变量喷雾施药控制系统。为提高喷雾施药均匀性,设计了基于844E的变量喷雾施药系统,系统先通过人为设定单位面积的施药量,在喷雾施药过程中,根据喷雾机实时行进速度控制压力调节阀改变喷雾压力,实现变量喷雾施药。本文详细介绍了变量喷雾施药控制系统硬件选型与系统结构设计,并通过试验验证了变量施药效果,发现所设计的变量喷雾施药控制系统降低了不同区域间的施药量变异系数,有效提高了施药均匀性。
[硕士论文] 李明
机械设计及理论 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:设施蔬菜的种植过程中,为有效控制病虫害要进行多次、大量的农药喷洒,国内现有设施植保机械设备自动化、智能化程度低,以人工或半自动化作业为主,劳动强度大,作业效率低,难以实现完全的人药分离,在温室密闭环境下对操作人员人身伤害大,易出现中毒现象,而且“跑、冒、滴、漏”现象造成严重污染;设施蔬菜多样化种植模式下,喷雾模式设计不合理,不能实现精准喷雾,药液喷洒覆盖不均匀,农药有效利用率仅有20%~30%,病虫害的防治效果差。设施内使用全自动智能化的植保机械,实现精细化喷雾作业,已成为农药增效减施的重要手段之一。因此急需研制一种结构轻便、适应性高、智能化程度高、工作效率高的设施植保机械,实现温室内高效自主喷雾,依据植株分布位置、枝叶分布密度和冠层轮廓等生长信息或者病虫草害位置信息等进行精准喷雾作业,从而减少药液使用量,保护劳动者身体健康和生态环境,实现可持续设施农业生产。
  本文设计研制的3M-50型自主行走式温室弥雾机,提出了“自主行走式物流车+姿态可调风送喷雾”的模块化集成方案。温室弥雾机在日光温室的特殊作业环境和有限的工作区域内,沿单轨运动并进行精确定位、自动物流作业,高压静电风送式远程精细喷雾,完全实现人药分离的全自动化施药,可根据设施蔬菜种植模式优化设定喷雾姿态调节模式,减少药液使用量,提高药液利用率,实现自动化地精准喷雾作业,对提高现代农业发展的经济效益、社会效益和环境效益具有重大意义。
  本文主要研究内容包括:3M-50型自主行走式温室弥雾机的整机结构设计和三维模型建立;气流辅助系统、药液系统、电动自走式底盘和仿形喷雾姿态调节机构的设计与优化;通过CFD技术模拟3M-50型自主行走式温室弥雾机作业过程中雾滴运动过程,结合理论分析和计算,设计喷雾沉积性能预测方法,并使用该方法对喷雾姿态调节模式进行评价和优化;根据三维设计模型、理论计算和仿真优化,对样机进行加工试制,并开展了喷雾沉积测试验证试验和日光温室中的植保作业试验。试验表明:3M-50型自主行走式温室弥雾机作业时间内各喷雾性能指标均超出同类喷雾机喷洒质量标准,具有较好的雾滴沉积性能、喷雾量分布均匀性和雾滴在作物的穿透性能。
[硕士论文] 戴世群
机械工程 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:充液系统在日常生活和工程中随处可见,如液罐车、油轮、燃料箱、渡槽、水库等。与固体不同,充液系统在应用中往往存在着较大的安全隐患:在外界激励作用下,贮箱内液体容易产生持续振荡,改变箱体壁面上的压力分布,从而对约束结构产生不断变化的晃动力和晃动力矩等,对整体系统的稳定性造成极大影响。因此,研究在外界激励下充液系统液体晃动动力学特性有着重要的应用价值。
  以近年来发展迅速的自走式喷杆喷雾机药箱为背景,本文选取矩形贮箱为研究对象。通过试验手段,对矩形贮箱充液系统在外界激励下的力学特性进行研究。以获取液体晃动所产生的横向晃动力和晃动力矩为目标,设计了横向力试验和垂向力试验两种方案;考虑到药箱和支架的惯性力影响,分别从充液系统整体和液体两个方面进行研究;着重研究影响充液系统力学特性的各种因素,如液体深度、激励频率和激励振幅等。对试验数据进行处理和分析,得出液体深度、激励频率和激励振幅对充液系统晃动力和力矩的影响规律。
  试验结果表明:
  (1)充液系统横向力和垂向力表现出近似相同的特性:随着激励频率的不断增大,力逐渐增大;在一阶固有频率附近液体振荡剧烈,测得的力达到极值,呈现出明显的非线性;远离一阶固有频率后,充液系统的横向力和垂向力呈现先急剧下降后攀升的趋势,而液体的晃动力急速下降后趋于平缓。
  (2)充液系统横向力和垂向力随液体深度和激励振幅的增加而增加,近似为线性变化;液体晃动力随液体深度和激励振幅的增加而增加,但达到一定值后出现饱和。
  (3)充液系统横向力出现最大值时对应的频率不同:随着液体深度的增加,横向力的极值所对应的频率逐渐减小;但与激励振幅变化没有明显的关系。
  介绍了液体晃动的等效力学模型,以及由频响函数得到等效力学模型各参数的方法,利用试验数据得出充液系统的频响函数,与二阶等效模型吻合较好。总结了矩形贮箱内液体晃动等效力学模型的一阶晃动质量、晃动质量的位置和等效弹簧刚度随液体深度的变化。
[硕士论文] 陈荣康
农业机械化工程 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:随着我国农作物产量不断增加,病虫草害也呈现出规模式的爆发,植物保护技术与病虫草害的紧密相关相生相伴。耕地面积减少和现代农艺要求决定了作物需要合理密植,但是密植作物生长到中后期形成高郁闭度植物冠层,化学防治作为主要的植保方法,一般的喷洒技术实现不了药液在植株群体内的均匀沉积,气流辅助喷雾既能二次雾化雾滴,又能改变冠层局部孔隙率,形成通风流道,以增强在冠层内部的沉积,是解决该问题的有效手段,但是现有研究多是针对辅助气流对喷雾沉积的定性分析,很少有研究辅助气流对作物冠层的影响效果,本文从植物冠层多孔介质特性视角出发,对辅助气流作用下的植物冠层孔隙率进行了定性定量分析。得到如下结论:
  (1)对辅助气流风源计算选型和分配器的设计满足了课题试验对风的要求,通过试验粗略得到了不同风速下同一根侧枝的变形情况,侧枝变形与风速变化呈正相关,随着风速的均匀增大,侧枝变形不成线性增加的关系,增幅是逐渐增大的,侧枝在一定风速范围内的变形量曲线呈幂函数增加的形式,不同部位增加幅度有所区别;同一风速下,棉花茎杆不同部位侧枝变形程度大小不同,上部侧枝和中部侧枝变形量较大,下部侧枝变形量较小,出现该结果可能与侧枝长度、直径和所处位置等因素有关,通过有限元分析得出茎杆长度对其变形影响最大。
  (2)棉花茎杆不同部位由于其生长周期不同,导致其相应的致密度有一定差异,茎杆的杨氏模量从大到小排序依次为主干、下部侧枝、中部侧枝、上部侧枝。试样过程中发现试样的长度会对试验结果有一定的影响,但是不影响试验结果准确性。
  (3)对棉花茎杆进行三维建模,赋予材料属性,进行棉花茎杆的生物力学模型表达,采用流固耦合模拟方法得到不同侧枝的变形情况,该模拟结果与物理试验结论较为一致,证明流固耦合方法研究本课题是可行的,同时证明了建立力学模型的准确性;对棉花茎进行简化建模,采用流固耦合方法对棉花茎叶变形进行分析,得到模拟条件下棉花叶片的挠度变形。
  (4)提出一种理论计算作物孔隙率的方法,对棉花植株抽象简化,利用有限元分析结果推导茎叶投影面积变化规律,对不同风速下棉花作物孔隙率变化进行参数表达。
  (5)提出一种试验测量作物孔隙率的方法,设计测量试验平台进行试验,分析得出辅助气流对作物孔隙率有较大改善,风速较小时对作物中下层孔隙率影响较小,增大风速对作物上层孔隙率影响意义不大,对中下层枝叶扰动作用良好,持续增加的的风速不能一直增加作物孔隙率。
[硕士论文] 闫真月
农业电气化与自动化 河北农业大学 2017(学位年度)
摘要:我国是农业大国,温室的推广是我国农业现代化发展的重要举措。目前温室中针对害虫的治理措施是以喷施农药为主,这种方式既破坏了温室中的生态环境,农药残留等问题也影响了人们的健康。LED杀虫灯是以LED灯作为光源,其无污染、冷光源、能耗低等特点,使LED杀虫灯作为一种环保的治理虫害手段广受欢迎。农业物联网是物联网与传统农业的结合,能优化资源配置,可在温室、养殖等农业技术中广泛推广。物联网与杀虫灯结合可对害虫的杀灭数据进行统计、分析和处理,为建立科学、实用、简单、方便的温室信息系统管理平台提供了更多支撑。
  本文针对温室中LED杀虫灯的杀虫数据,与农业物联网技术相结合,从数据采集、数据传输和数据处理三方面构建了基于物联网的温室LED杀虫灯监测系统。其中,数据采集部分主要使用单片机及其外围电路,实现了杀虫数据的采集;数据传输部分利用ZigBee网络、GPRS模块、Internet等技术,实现了杀虫数据的打包和传输;数据处理部分实现了数据的保存和分析;创建了基于物联网的温室LED杀虫灯监测系统管理平台,实现了杀虫数据的监测和调取,使农户和农企对温室中害虫杀灭情况更加了解。
  本文得到以下结论:
  (1)针对温室中LED杀虫灯,设计了以STC15W4K32S4单片机为主体的数据采集模块,集信号采集、单片机计数、时钟电路和显示电路于一体,同时与CC2530模块相结合,将数据封装传输给ZigBee网络。
  (2)采用以ZigBee网络为基础的短距离数据无线传输和以GPRS模块为基础的长距离数据无线传输相结合的方式,实现了温室中LED杀虫灯杀虫数据的传输。
  (3)选择MySQL数据库,完成了数据库的开发与设计;利用MATLAB软件进行了数据分析,并搭建了温室LED杀虫灯监测系统管理平台,实现了实时数据监测、历史数据查询和查看数据对比功能。
[硕士论文] 张臣
农业机械化工程 扬州大学 2017(学位年度)
摘要:我国农业从业人员逐年减少,农业植保领域自动化研究需不断深入。目前植物保护方式按其原理和应用分类众多。化学农药防治以其效果好,成本低等诸多显著优势得到广泛应用,但是农业施药机具和技术却相对落后,病虫害防治过程中的农药利用率低,喷药效果差。超声雾化能够使雾滴粒径更小,分布更均匀,便于控制。因此能够节省大量农药,实现农业施药过程中低量喷雾的要求。
  基于上述情况,本课题研究的目的就是将超声和气力喷雾技术结合起来应用到植保机械中,搭建农用植保超声技术试验平台,探究超声雾化技术在农业植保领域的适应性,进而为改善植保机械现状提供参考和依据。
  本文对以下几方面进行研究:
  (1)系统研究几种常见雾化喷头的结构,包括压力喷嘴、旋转喷嘴、喷气喷嘴。并分析各种喷头的优缺点。根据雾化机理,对植保超声波雾化喷头的结构进行简单优化设计。其次,研究植保超声喷头应用在植保领域性能的主要指标是喷雾效果的对称性以及对环境的适应性。
  (2)由物理学超声振动原理以及相应动力学方程,结合有限元分析软件计算出优化的植保超声喷雾变幅杆三维模型的固有频率,并仿真求得超声换能器激振下喷头小端面的纵振幅值,与利用激光位移传感器测得现有超声雾化喷头的振动幅值相比较,讨论植保超声喷头改进的可行性。
  (3)搭建植保超声喷雾试验平台,进行底座、玻璃罩壳、支架、行走机构以及自动控制系统的设计。该系统平台可模拟水稻稻飞虱的生长环境,包括温度、风速,同时可对不同设置参数(药液浓度、喷雾高度、移动速度、气力值)进行调节。
  (4)基于超声喷雾试验平台,通过各类试验对超声气力喷头喷雾效果进行测试。试验表明:喷头移动速度160mm/s、流量5.5ml/min时,其雾化率高,雾化效果好;流量为5.5ml/min,距水稻顶端高度为50cm时农药利用率更高。风速过大会导致雾滴弥散在空间中,致使药液与稻叶的接触机率下降。最后验证了植保超声喷雾的施药效果明显好于普通喷雾。
[硕士论文] 王腾
农业工程;农业机械化工程 东北农业大学 2017(学位年度)
摘要:为解决喷杆式喷雾机现存问题,如结构相对复杂、造价较高、喷幅小、喷杆平衡及避障机构复杂、喷杆架升降连续性差、展臂折叠自动化程度低、喷雾量均匀性差等问题,对3WF-1000型喷杆式喷雾机关键部件进行结构设计优化,使3WF-1000型喷杆式喷雾机结构相对合理,工作可靠性、均匀性、经济性进一步提高。研究内容按研究目的分为以下4部分:
  (1)利用SolidWorks软件设计并装配了喷杆式喷雾机的机械结构部分,主要包括喷杆架高度调节位置调节机构、喷杆架平衡机构、展臂机构和其它零部件,具体包括:
  1)设计喷杆架高度位置调节机构,对升降架及定滑道进行结构设计;
  2)设计喷杆架平衡缓冲机构并进行受力分析及工作原理分析;
  3)对中间喷杆架进行有限元静力学分析,保证中间喷杆架强度满足要求;
  4)对展臂中的首段喷杆架进行结构设计,计算连杆和摆杆的长度及尾端喷杆避障机构设计。
  (2)进行喷杆升降、展臂展叠试验,验证了液压系统的可靠性,展臂展叠的机械动作的连贯性。
  (3)采用二次回归正交旋转中心组合优化试验方法,得到一组喷雾量均匀性较好的参数组合;在最佳参数组合下进行喷雾管路不同分组的喷头喷雾量均匀性对比试验,找出最佳的管路分组;然后进行沿喷杆方向喷雾量分布均匀性试验,证明在最佳喷雾参数组合、最佳管路分组条件下,沿喷杆方向喷雾量均匀性良好。
  (4)喷雾机在不同速度下进行喷雾机行走变量喷雾试验,比较设定流量与实际流量的误差及延迟时间,找出喷雾机最佳工作速度区间。
  研究得到的主要结论如下:
  1)通过对3WF-1000型喷杆式喷雾机关键部件的结构优化设计,使之具有诸多优点:
  ①升降机构工作更加连续稳定;
  ②展开折叠机构简单有效且自动化程度高;
  ③具有多个连杆相互配合的自动平衡机构可实现多方向缓冲的自动悬浮平衡调节。
  2)采用二次回归正交旋转中心组合优化试验方法,在喷雾控制台上得到一组喷雾量均匀性较好的参数组合:喷头工作压力0.4 MPa,喷头高度500 mm,喷头间距500 mm。管路分组试验研究表明,在标准工作压力0.4 MPa下,管路分2组供液时,喷头喷雾量变异系数达6%;分3组供液时,喷头喷雾量变异系数达2.4%;分4组供液时,喷头喷雾量变异系数达2.1%,均满足国家标准,考虑经济性等因素,最终确定供液方式为3组供液。沿喷杆方向的喷雾量分布均匀性变异系数在4.7-4.9%之间,喷雾量分布均匀性符合国家标准。在行走变量喷洒作业下,速度8-12 km/h时,流量误差可以控制在-1.99%-3.58%,延迟时间较短。
[硕士论文] 乐飞翔
车辆工程 安徽农业大学 2017(学位年度)
摘要:复杂地形地貌的农林环境下作业,势必会引起大型自走式喷杆喷雾机机身的晃动,造成承载的药液对药箱的撞击和喷杆的振动。药箱药液的晃动不仅会造成药液对药箱结构产生循环往复的冲击载荷,造成结构的疲劳破坏,而且也会造成药液重心的变化,可能会改变喷雾机的重心分布,影响大负荷喷杆喷雾机的作业效率和喷洒效果。本课题在查阅大量文献资料和调查工作的基础上,以大型喷杆喷雾机底盘油气悬架为研究对象,通过对油气悬架的研究来分析提高底盘的平衡性能,减少因地面起伏造成的车身晃动,提升喷杆喷雾机车身与喷杆平衡性。
  以MAZZOTTI MAF5240型喷雾机为试验机型,对试验机型进行三维建模,并构建整车动力学模型及油气悬架液压模型,对车辆进行了ADAMS和AMESim联合仿真,并对实车进行了平顺性随机输入行驶试验和油气悬架系统测试试验,评价喷雾机的平顺性和油气悬架性能。
  主要开展的研究如下:
  查阅国内外文献和资料,了解目前喷杆喷雾机底盘悬架和油气悬架的研究状况,为课题的立意和展开做准备。
  建立了连通式油气弹簧非线性数学模型,考虑实际气体状态特性、油液压缩特性以及单向阀开闭对阻尼力的影响,分析连通式油气悬架系统的性能及工作原理。
  构建大型自走式喷杆喷雾机三维模型,利用ADAMS多体动力学软件建立了整车多体动力学模型,运用AMESim液压模块建立了悬架液压模型,并对该整车模型进行了联合仿真,通过仿真分析得到不同载荷和不同速度时车辆的平顺性和悬架的动行程,并通过仿真分析得出,油气悬架具有良好的减振性能。
  进行了实车试验,其中平顺性随机输入行驶试验,分析了在不同载药量的情况下,驾驶室座位传达到人体的振动频率和振动加速度幅值,有效的评价了喷雾机振动对驾驶员和药液的影响,客观的对试验车辆的平顺性做出了评价。油气悬架系统测试试验,试验中试验车辆在不同载荷、不同路面和不同速度情况下行驶,其他相同条件下,对比改变某项条件前后的车架加速度均方根值,对比分析试验车辆油气悬架在各种不同工况下的性能。
[硕士论文] 张巨岭
农业机械化 安徽农业大学 2017(学位年度)
摘要:小麦生长过程中,病虫害的防治是其重要环节,防治效果的好坏不仅直接关系到小麦的产量,而且农药的残留也会影响着小麦谷物的食用安全。目前小麦植保机械市场上的喷雾机械,几乎都存在着后轮驱动导致动力分布不均衡、人机不能分离导致作业人员中毒,同时能源危机日渐突出。针对上述问题,根据我国农业发展的实际情况,急需要研发一款远程遥控式喷雾机在小麦中后期进行植保作业。本文的主要研究内容如下:
  (1)通过对远程遥控式喷雾机的受力分析,主要是分析其受到的滚动阻力、空气阻力、加速阻力和坡道阻力,接着介绍了轮毂电机的功率和扭矩进行理论研究,紧接着对整机的性能展开研究,主要研究整机的转弯能力、爬坡能力以及续航能力,通过上述研究结果为整机的设计和选型做好准备。
  (2)根据整机总体设计要求,确定了整机的基本工作原理以及转向系统、控制系统、监控系统等设计方案,围绕相关系统设计方案,对系统中需要用到的轮毂电机、步进电机、动力锂电池等部件进行了选型,最后对远程遥控式喷雾机进行了总体三维模型设计,包括车架三维模型设计、选型部件逆向三维模型设计以及整机的三维模型设计。
  (3)通过仿真软件对整机的车架进行有限元分析,主要对整机车架进行结构力学仿真分析和模态分析,通过仿真分析结果得出车架的第一阶频率为10.55Hz,单杠汽油机的振动频率远低于机架的一阶频率,阵型为前后难摆动,车架的设计不会引起整机的整体共振,整机车架的最大应力值为136.99Mpa,远小于车架使用材料的屈服极限,最大应力出现在安装单杠汽油机的支撑位置上,车架的最大变形量为2.22mm,出现在尾部桁架上。接着对整机的转向和爬坡进行运动学仿真,通过仿真分析结果得出整机在泥土地面工况下的转弯半径约为1.9m;整机在30°以下的坡道能顺利爬上坡,在30°到40°之间的坡道比较勉强上坡,最大爬坡角度式40°。
  (4)根据整机的三维模型设计和有限元仿真分析结果,对远程遥控式喷雾机进行试制,按照车架的试制、转向系统的试制、转向系统的试制、动力系统的试制和喷雾系统的试制进行有序的。整机试制完成后,对整机进行转向实验、越障实验和小麦田间喷雾实验,实验结果表明整机的最小转弯半径为2.1m,最大爬坡角度为40°,整机在小麦田间实验中动力充沛、行驶稳定、喷雾植保效果好等能够满足实际要求。
[硕士论文] 闫磊
农业机械化 安徽农业大学 2017(学位年度)
摘要:远程遥控式喷雾机是未来喷药植保机器发展的重要趋势之一,其中电控部分的设计直接决定了其工作性能的好坏,而程序设计的逻辑关系决定了其操作方式与便利度。本文在充分调研国内外对喷雾植保机械的研究现状和趋势的基础上,确立了本文的研究背景与研究意义。并且同时确定了本文所要研究的远程遥控式喷雾机电控设计与试验的具体方案。
  以ST公司开发的STM32F103ZGT6微处理器为核心,对控制系统进行了硬件设计,主要由PC界面控制端与驱动端构成。本文详细介绍了其控制系统中微处理器电路、电源电路设计、键盘扫描模块、显示模块、电机驱动模块以及网络通讯模块的具体设计方案,并对控制系统中PCB硬件抗干扰的设计方法进行了说明。
  在实现PC界面控制端和驱动端远程连接和控制系统硬件结构搭建和技术实现的基础上,进行了控制系统软件的编制:以KeilμVision5为开发平台,对控制系统软件框架、键盘扫描程序、液晶显示程序、电机驱动程序以及W5500网络通讯模块程序等进行了编制说明,并给出了部分程序的流程框图。
  针对所开发的PC界面控制端和驱动端进行了功能验证,首先对控制系统各个功能模块的软硬件进行了功能调试,然后搭建了试验平台和试验环境,对实体进行了测试,在检查喷药机状况后确定一切准备就绪,最后通过不同的试验方案对实体机器进行性能试验,验证了实体机器具有基本移动功能和基本作业能力。
[硕士论文] 刘尧尧
农业机械化工程 安徽农业大学 2017(学位年度)
摘要:随着社会的发展和市场需求不断地增长,人类对能源的需求越来越大,而可利用的能源有可再生的和不可再生的。不可再生的能源已经不能完全满足人类巨大的需求量,所以为了人类的后续发展,开发和利用可再生的资源已经是当代的潮流和发展方向。
  针对光伏农业的发展需要,本文对大跨距的平移施药喷灌机进行设计和试验。调查市场上常用的平移式喷灌机和施药系统,目前我国还是主要使用国家电网或者柴油机发电来带动各种泵的转动。针对这个问题,本文将研究和试验用太阳能发电来驱动喷灌机和施药系统完成作业。
  首先要解决整个系统的结构设计问题,主要分几大块:光伏系统的设计,行走系统的设计,施药系统的设计以及整个桁架的总体设计,其中为了节约太阳能板所占用的土地资源,设计时考虑实现电板与喷灌机的一体化目标。通过计算确定理论上太阳能驱动施药喷灌机需要31块100W太阳能板,以及20个蓄电池储存电能。在结构设计中,为了达到最大效果节约资源,太阳能板的安装位置是本文的创新点,本文设计太阳能电池板安装在桁架及三角固定钢架上,主要由螺栓进行固定,待以上结构及型号基本确定后,本文选用CATIA软件进行三维建模及结构有限元分析,再做整机的模态分析,本文使用有限元分析软件ABAQUS对结构设计好的桁架进行模型简化分析和静力学分析,得出应力结果及应变结果,应力结果为101MPa,比Q235材料强度极限235MPa小,应变产生位移矢量结果为0.05608mm。结果表明:太阳能板安装在整个桁架上,也能保证桁架的结构稳定性。本文也做了太阳能驱动施药喷灌机作业环境的分析研究和太阳能驱动施药喷灌机的试验,研究试验结果表明,选择离网型的太阳能光伏发电系统作为平移式施药喷灌机的驱动和施药能源是可行的,在光照强度相对弱的1月份,计量泵出口压力为0.5MPa时,施药车依靠太阳能和蓄电池也可满足灌溉施药要求。经过田间试验,机组日常行走及施药喷灌的作业可以满足作物的需求。本文研究结果可为光伏系统驱动平移式施药喷灌机的设计方案提供参考。
[硕士论文] 张波
农业电气化与自动化 西北农林科技大学 2017(学位年度)
摘要:农药是农业生产过程中防治病虫草害的有效手段,在传统的大田喷杆式喷雾过程中,由于缺少实时追踪作物行的手段,而采用大流量、宽角度的喷头对多作物行进行全覆盖喷雾,使大量农药沉积到行间土壤中,造成严重的环境污染;同时,由于农村青年劳动力转移造成农村劳动人口缺失以及人工施药过程中农药对人体造成严重的危害,使发展无人喷雾作业系统显得尤为重要。
  本文基于GPS和机器视觉技术设计了田间自走式对行喷雾机器人,主要研究内容与结果如下:
  (1)搭建了四轮独立转向机器人移动平台,具有高地隙特点,采用四对直流电机进行移动平台运动和转向控制,每个电机由一个单独的电机驱动器进行控制,利用增量式编码器采集电机转速和偏转角度,实现移动平台运动速度和转向角度的准确控制,解决了二轮转向移动平台在进行地头转向时需要较大转向半径的问题。
  (2)采用DGPS和电子罗盘构建机器人田间自主导航控制系统,以机器人移动横向偏差和航向偏差作为输入量,以机器人转向电机角度作为控制量,基于模糊控制算法实现机器人田间直线导航,试验表明,机器人直线导航最大误差11.32cm。
  (3)基于机器视觉技术设计了喷杆式施药机对行喷雾控制系统,通过相机获取作物行RGB图像,设计了以垂直投影法为基础的作物行中心线提取算法,提高了处理效率和识别准确性,试验表明,作物行中心线提取算法平均耗时12.51ms,喷杆横向偏移量计算误差小于0.44cm。
  (4)基于AVR系列单片机ATMega16设计了电动喷杆控制系统,通过RS232串口接收上位机发送的喷杆横向偏移量,设计了延时策略和基于位移传感器的直流推杆电机位置控制方法,实现对电动喷杆位置的精确控制,试验表明,电动喷杆右移最大误差0.3cm,左移最大误差0.5cm。
  (5)以四轮驱动农用小车为平台开展了对行喷雾控制实验室和田间试验,试验表明,小车平均速度为0.26m/s时,对倾角为5°、10°和15°的模拟作物行最大对行误差分别为3.22cm、2.86cm和2.51cm;小车平均速度为0.24m/s时,车身最大偏移距离14.05cm,对田间玉米幼苗的最大对行误差为4.86cm。
[硕士论文] 赵亚东
农业机械化 安徽农业大学 2017(学位年度)
摘要:脉冲式烟雾机在正常工作时它的工作效率很高、燃烧的强度也很大和对环境的污染很小等不少优点。但是它工作时的噪声很大对长时间工作的人有很大的影响。现在脉冲式烟雾机已经成为了农业生产中不可缺少的重要利器,能很大的减轻人们的工作量,帮人们很大的帮助。但是人们真真对烟雾机理论的认识还不是很强,需要加强这方面的学习。新产品的开发经验也较少还需要投入大量的研究,本论文就是从这角度来进行烟雾机研究工作。剖析了脉冲发动机的实际模型,得出燃烧室—喷管结构参数造成的声学条件、化油器油门开度下的燃油消耗率形成的加热条件和喷管模型对真实情况下工作频率的规律变化影响,本论文探索将模拟的方法应用到脉冲式烟雾机上,通过试验验证和影响烟雾机性能的相关因素和参数。并通过三维模型的仿真模拟来模拟复杂的内部流场情况,更加直观的了解内部复杂的压力、温度等流场变化。为当前的科研事业更进一步的研究奠定必然的根基。
  研究了非喷烟雾和喷烟雾条件下脉冲式烟雾机的相关工作特性,结果表明:非喷水雾时,实际工作频率会随燃油消耗率增大而增大;喷烟雾时,喷药液的流量相同的时候稳定工作时实际的工作频率会随着化油器油门开度大小的增大而增大、油门开度大小相同时稳定工作时实际工作频率随喷药液流量增大而减小,与非喷烟雾相比,喷烟雾时稳定工作实际工作频率要小。喷管出口中心气流的速度和温度都会随油门开度增大而增大。
[硕士论文] 张利君
农业机械化工程 浙江大学 2017(学位年度)
摘要:化学防治在有效控制农作物的病虫草害的同时,也因其过量的农药残留造成了严重的环境污染和人体伤害。近年来,变量喷雾作为环境友好型喷雾方式变得越来越重要,但由于PWM(脉宽调制式)变量喷雾系统间歇式的喷雾特点,其雾量分布均匀性难以控制,而雾量分布均匀性是衡量植保喷雾质量的重要指标,只有提高了喷雾的分布均匀性,才能在保证药效的前提下,节省药量,提高农药有效利用率。因此对PWM变量喷雾系统的雾量分布均匀性进行研究,尤其是在动态条件下,有着重大意义。当前的相关研究着重于静态条件下的喷杆方向,本文重点从三个评价方面(喷雾前进方向、喷杆方向和整体区域)上针对喷雾作业参数对雾量分布均匀性的影响进行研究。
  (1)设计一种基于动态PWM变量喷雾系统的雾量分布均匀性的测量方法:以胭脂红溶液为喷雾试剂,在输送带上放置矩阵式集雾装置收集雾滴,采用浓度-吸光度法测量雾量沉积浓度,进而衡量雾量分布均匀性。结果表明:该方式可测量雾量雾滴的质量浓度,绘制出三维的雾量浓度分布图后可进行直观评价。
  (2)基于动态PWM变量喷雾试验平台,采用上述设计的方法,针对单个喷头分别测试了不同PWM频率、PWM占空比和喷雾压力对三个评价方面(整体区域、喷雾前进方向和喷杆方向)上的雾量分布均匀性的影响。结果表明:PWM频率对喷雾前进方向和整体区域上的动态雾量分布均匀性影响较大,但PWM频率越大,影响效果越弱;PWM频率对喷杆方向上的影响较小;PWM频率的设置应至少保证所使用的喷雾前进速度条件下的喷雾连续性,且无需过大即可实现均匀的喷雾,从而保证电磁阀的使用寿命。当PWM占空比增大到66%使喷雾流量基本稳定时,PWM占空比的继续增大可同时提高喷雾前进方向、喷杆方向和整体区域上的动态雾量分布均匀性,而在PWM占空比增大到66%之前,仅对喷雾前进方向上的动态雾量分布有明显影响。在雾化效果较好的前提下,随着喷雾压力增大,雾量更多的向喷杆方向上的两侧和喷雾前进方向上的中间聚集,因此,喷雾压力越大,喷雾前进方向上的雾量分布均匀性越差,而喷杆方向和整体区域上的越好。
  (3)采用响应面法中的Box-Behnken设计方法,选取喷雾前进速度、PWM频率和PWM占空比作为考察因素,建立以喷雾前进方向和喷杆方向上的雾量分布变异系数为响应值的数学模型并进行验证。同时,以喷雾前进方向和喷杆方向上动态雾量分布均匀性为因素,建立关于整体区域上的动态雾量分布均匀性的数学模型并进行验证。结果表明:得到的喷雾前进方向上的回归模型具有较高的可靠性,验证试验显示预测值与实际值之间误差较小,且各显著因素的影响程度依次为PWM频率>PWM占空比>喷雾前进速度>PWM频率的二次项>PWM占空比和PWM频率的交互作用;喷杆方向上的雾量分布变异系数与各因素均无显著关系;采用12组试验数据对模型进行验证后发现,关于整体区域动态雾量分布均匀性的数学模型所得到的预测值与实际值之间误差较小,因此,该模型具有较高的可靠性。
  (4)采用曲线拟合的方法将喷雾前进方向和喷杆方向的雾量沉积浓度分布图分别采用三角函数和正态分布函数进行拟合,根据拟合参数,两种雾形曲线的拟合程度均较高。同时,探究所拟合出方程的参数与PWM占空比、PWM频率、喷雾前进速度之间的关系并建立计算模型。基于MATLAB环境下,利用喷雾前进方向和喷杆方向上的两种雾形曲线模型模拟出单喷头和多喷头在整体区域上的时空雾量分布图,同时基于GUI图形用户界面开发出针对PWM动态变量多喷头喷雾的三维时空雾量分布模拟软件。结果表明:对于喷雾前进方向上的拟合,15轮次中有14轮次拟合曲线的决定系数在0.8以上,对于喷杆方向上的拟合,15轮次拟合曲线的决定系数均在0.95以上,拟合程度较高,因此PWM变量喷雾中喷雾前进方向和喷杆方向的雾量沉积浓度分布图可分别采用三角函数和正态分布函数进行拟合。
  (5)经过讨论,获得雾量分布均匀的最佳喷雾方案为:喷雾压力为0.2 MPa,PWM占空比为53%,PWM频率为6.6 Hz,喷雾前进速度为0.39 m/s。此时喷雾前进方向上的雾量分布变异系数为1.17%,喷杆方向上的雾量分布变异系数为34.08%,整体区域上的雾量分布变异系数为29.79%。
[硕士论文] 冯海明
农业机械化工程 山东农业大学 2016(学位年度)
摘要:近年来,随着我国农业产业结构的不断优化调整,果园和温室大棚生产有了飞速发展,其生产结构渐趋成熟,种植面积和产量稳步提升。小型农业机械在果园和温室大棚种植管理方面发挥着重要作用,但传统的小型农业机械作业时需要人工现场操作,工作环境差、劳动强度高、安全性低成为生产中的重大难题。因此,研究一种智能化的小型农业机械是实现果园和温室大棚节本增效的有效途径。
  本文是在分析国内外农业机械控制研究现状和发展趋势的基础上,研究设计了一种多功能遥控作业机械,本研究的重点是远程监控系统和自适应油门控制系统的研究。
  具体的研究内容和结论如下:
  (1)机械与液压控制系统的构建。为遥控系统提供控制和执行机构,优化设计的车体整体紧凑,可灵活运用于矮化果园和温室大棚等作业场所;由电磁阀控制的液压执行机构,具有响应迅速和执行可靠的优点,能够方便的应用在作业车的遥控系统执行端。
  (2)基于Visual C++的远程视频监控系统的设计。该系统包括了基于SDK二次开发的上位机监控中心软件、基于心跳包机制组建的无线信号传输网络,以及下位机系统的设计等。采用无线微波收发增强信号的方法,通过自定制通信协议达到遥控信号的实时、可靠传输。通过测试遥控距离可达300m以上。
  (3)作业车智能化油门控制器的设计。以电动推杆作为执行机构,根据发动机转速差值,通过模糊PID控制算法,对油门控制器进行了优化设计,建立了离散数学模型,采用Matlab/Simulink工具箱对模糊PID控制进行了仿真分析,结果表明,该油门控制器具有响应速度快,鲁棒性好,超调量小的特点。
[硕士论文] 白鹏
机械工程 山东农业大学 2016(学位年度)
摘要:当前,使用化学农药保护农作物免受病虫害的侵蚀仍然是最快捷和最为经济的有效措施,但我国果园植保机械落后导致农药施药量超标,传统的连续施药方式不适合现代农业的发展。现有的自动对靶喷药设备大多以工控机为上位机控制端,无形中增加了设备成本不利于推广。为了提高果园植保机械的自动化水平,改变传统连续施药的作业方式,降低自动对靶喷雾设备的造价,采用Android手机控制技术研制了一款基于Android的果园自动对靶风送式喷雾试验台。
  通过调查分析现有的自动对靶喷雾技术参数及研究现状,确定了果园自动对靶风送式试验台的整体设计方案和工作原理。基于SolidWorks进行了实体建模设计,同时对关键零部件进行设计与计算,利用ANSYS软件对传动系统中的传动轴进行了分析校核,结果显示传动轴的设计满足使用要求。
  构建了果园自动对靶控制系统的硬件结构。从系统的稳定性,性价比、实用性、推广性等方面考虑,选用数据采集装置,执行元器件及控制芯片,并设计了相关的硬件电路。
  程序软件的设计。根据喷雾控制逻辑以C语言为基础编写了下位机软件,主要包括各模块驱动程序、滤波程序以及通讯信号解码处理程序。开发了基于安卓SDK对靶控制软件。该软件可以安装在任何一部具有安卓系统的手机上,通过该软件可以实现6种喷洒模式的控制。同时还具有记录储存下位机上传的状态信息的功能,作业者可以通过查找界面进行数据的浏览。
  整机测试结果表明,果园自动对靶喷雾试验台能准确的进行对靶喷雾,系统响应迅速有效。下位机能准确的通过Wi-Fi网络传递状态数据到手机控制端,手机控制软件运行稳定可靠。与传统连续施药作业方式相比,对靶喷药综合省药率大于26%。
[硕士论文] 荣喃喃
农业电气化与自动化 山东农业大学 2016(学位年度)
摘要:电动力微型弥雾机是指由电动力驱动,集合智能电力电子技术,实现自动控制施药的微型环保弥雾机具。近年来随着各种先进智能检测技术、电池技术、电子技术以及远程遥控技术的革新和发展,各类环保高效的电动力(动力电池)农用机具逐步取得较大进展,结合精准对靶、变量喷药等多种新型作业方式的弥雾机具更是得到了国内外农业领域的广泛关注。本文基于国内果园培植模式的特殊性和当前弥雾机具的多种缺陷,探索电动力弥雾机具的开发历程,设计研制了一套电动力微型弥雾机总成控制系统。
  本论文主要研究内容:
  (1)针对国内果园的培植模式和弥雾作业需求,在分析电动力弥雾机作业原理基础之上,结合已有的四轮机械底盘和风送式弥雾技术,提出并设计了电动力总成控制系统方案,并在之后的试验中证明此方案的可行性。
  (2)对整机电动部件进行了选型和装配设计,包括高压水泵、中压风机、后桥驱动电机、转向电机、高压喷头和远程遥控收发设备,经后期试验证明所选部件的型号参数满足雾滴直径、弥雾范围、驱动功率等作业标准。
  (3)设计研制了总成控制器,主要工作包括后桥驱动电机的Matlab模型搭建仿真、总成控制器的硬件电路和软件系统设计、总成控制器的电路板实物和外壳制作。
  (4)基于所选的电动部件和研制的总成控制器,搭建了电动力弥雾机的整机和控制系统实物,并进行多方面性能测试。
  经过多方面的测试和调试,本总成控制系统作业达到基本的弥雾作业标准,在一定程度上实现了自动控制、绿色环保和高效节能的设计目的。其中电源部分三个电压(15 V、12 V、5 V)输出纹波均小于250 mV,在宽电压输入工况下输出稳定;远程遥控信号收发成功率达99%;弥雾部分工作良好,药液喷射雾面达5 m2,雾滴直径为50μm~60μm,全程整车越障能力良好;总成控制器的控制性能良好,多种运行工况下驱动电机响应时间均小于3 s,功率传输效率为90%,整机续航时间达3.8 h。本论文工作为研究开发适合低矮密植培植模式和环保农业理念的低成本微型弥雾机提供了基础,为推动绿色农业的机械化、智能化、现代化、专门化的发展提供了探索和范例。
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