智能新型地埋式旋轉(zhuǎn)噴頭關(guān)鍵技術(shù)研究及產(chǎn)品開(kāi)發(fā).pdf

1、我國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家，人均占有水量?jī)H為2460m3，居世界第109位。但灌溉技術(shù)水平卻遠(yuǎn)低于國(guó)外，水資源浪費(fèi)率高，且極易造成土壤過(guò)度灌溉，不利于作物生長(zhǎng)，因此有必要大力發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)。噴灌技術(shù)是一種機(jī)械化高效節(jié)水灌溉技術(shù)，具有節(jié)水、省勞、節(jié)地、增產(chǎn)、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，被世界各國(guó)廣泛采用，噴灌面積不斷增加。高效的噴灌設(shè)備和控制技術(shù)是評(píng)價(jià)一個(gè)噴灌系統(tǒng)的主要指標(biāo)。其中，噴頭作為實(shí)施噴灌的典型設(shè)備，以及各種噴灌系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，直接決定了噴灌

2、效果的好壞。目前，我國(guó)噴灌設(shè)備無(wú)論在性能水平還是在質(zhì)量上與國(guó)際先進(jìn)水平都存在較大差距，尤其是節(jié)能多用途噴頭，如地埋式旋轉(zhuǎn)伸縮噴頭，基本依賴于進(jìn)口。 本課題受意大利凱樂(lè)波專(zhuān)業(yè)灌溉公司委托，針對(duì)園林灌溉中應(yīng)用廣泛的地埋式旋轉(zhuǎn)伸縮噴頭的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。首先，對(duì)現(xiàn)有的地埋式旋轉(zhuǎn)伸縮噴頭進(jìn)行分解和三維建模，對(duì)其各主要結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行分析；從工業(yè)生產(chǎn)角度基于成本、效率、加工等指標(biāo)進(jìn)行了分析計(jì)算。其次，分析指出現(xiàn)有此種噴頭的優(yōu)

3、點(diǎn)和不足，并在此基礎(chǔ)上提出了與之相對(duì)應(yīng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。針對(duì)原有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低下等不足，本文經(jīng)分析比較后，提出了一種基于渦輪驅(qū)動(dòng)和粘性阻尼限速的新型驅(qū)動(dòng)限速系統(tǒng)，并對(duì)其從理論上和結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了分析和計(jì)算，其輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成近似正比關(guān)系，具有良好的調(diào)節(jié)線性和穩(wěn)定性，能夠顯著提高噴頭輸出轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)性；在原有噴頭換向機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上，本文結(jié)合新型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種新型換向機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了360°可調(diào)自動(dòng)換向旋轉(zhuǎn)噴灑，不僅使換向工作更為可靠，也使

4、結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單容易加工；設(shè)計(jì)了對(duì)稱減速增扭結(jié)構(gòu)，克服了現(xiàn)有噴頭的受力不均的缺點(diǎn)；采取端面密封、徑向密封等密封方式，加深溝球軸承克服軸向和徑向液動(dòng)力，變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦，減小摩擦力矩，提高噴頭的效率。最后，對(duì)新型噴頭的各零件建模并進(jìn)行三維虛擬裝配及動(dòng)態(tài)仿真；設(shè)計(jì)了噴頭性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，對(duì)現(xiàn)有噴頭的流量和射程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。 針對(duì)灌溉自動(dòng)控制的要求，本文還設(shè)計(jì)了一款智能?chē)婎^現(xiàn)場(chǎng)控制器，介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件結(jié)構(gòu)，探討了土壤濕度信號(hào)的