基于虛擬技術(shù)的水稻直播機牽引特性試驗和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計.pdf

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

2、用于水稻直播機底盤的田間試驗和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計： (1)本文基于虛擬儀器技術(shù)和傳感器技術(shù)，自行開發(fā)出一種簡易實用的測試系統(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時監(jiān)測田間工作狀態(tài)；軟件方面，系統(tǒng)利用虛擬儀器LabVIEW軟件模塊化的實現(xiàn)采樣、分析、顯示、存儲和報警等功能，實現(xiàn)在線觀察、控制和離線進一步處理。經(jīng)過田間試驗驗證，0～5m/s低速行駛下拉壓力和輪速采樣精度理想，測試系統(tǒng)工作可靠、穩(wěn)定。

3、 (2)通過對拉力信號和轉(zhuǎn)速信號數(shù)據(jù)的進一步分析處理，繪制出樣機底盤的牽引特性曲線，曲線表明：當直播機Ⅲ檔條件下工作，加載約100kg負荷時，動力性和經(jīng)濟性較好。直播機底盤的極限載荷約為250kg。 (3)田間試驗表明：車架的重量直接影響到直播機的工作性能，重量越大，行走輪下陷越嚴重，行走輪滾動阻力也急劇增大；船板的材料和形狀對于底盤的牽引性能影響較大，選用低磨擦材料制作船板，改進船板形狀并添加輔助裝置，形成完全泥水膜潤滑，均

4、可以顯著降低土壤與船板間的摩擦。 (4)針對直播機底盤的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計，本文利用多體系統(tǒng)動力學軟件ADAMS，通過參數(shù)化的幾何建模構(gòu)建虛擬的牽引性能測試平臺。以施加于驅(qū)動輪的力矩，動力機和底盤連接處的約束力作為主要評價指標，以影響底盤在潮濕路面通過性能的參數(shù)作為設計變量，包括前后軸距、質(zhì)心位置、行走輪輪距、行走輪寬度等，分別進行設計研究，提出影響底盤性能的最佳參數(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