微耕机耕深自动控制系统的设计与研究

发布时间：2020-04-02 07:22

【摘要】：微耕机是以小型柴油机或汽油机为动力的农业机械,具有质量轻、体积小、结构简单等特点。我国是一个农业大国,农业经营规模以家庭为主,丘陵和山地占地面积大,其地块小,起伏不平,不适宜用大型的农业机械。在这种情况下,我国从20世纪80年代末开始引进微耕机,2002年起,微耕机开始步入成熟阶段,机型和质量基本稳定。近年来,随着微耕机的快速发展和广泛应用,已经成功地解决了西南地区丘陵、山地大面积农田耕作的难题,但是越来越多的问题也表现了出来：(1)工作不平稳。微耕机工作时对土壤的适应性较差,机身振动较大；(2)耕深不稳定。微耕机作业时,田块上下起伏不平整,尤其是山地丘陵地区田块,随着土壤状况的不断变化,耕深调节杆也不断上下起伏,导致耕深极不稳定；(3)传统微耕机要求操作人员不断地上抬下压扶手,对操作人员的劳动强度要求极高。为了解决上述问题,本论文结合耕深调节中的力调节方式,设计了一套微耕机耕深自动控制系统。该系统包括支架、耕深检测装置、控制装置、执行装置和配重组成。支架用于该系统的安装并将该系统与微耕机相连接。耕深检测装置由角度传感器、连杆和微耕机机架三部分构成,角度传感器用于检测连杆与微耕机机架之间的夹角,并将信号发送给控制装置；控制单元主要完成对耕深值的处理、控制电机的正反转等功能,控制器接受到角度传感器发送来的角度信号后,在对应的几何关系基础上,通过内部算法计算得到此时的耕作深度,然后通过控制执行装置来调节微耕机阻力棒插入土壤的深度,使微耕机的耕深达到设定的耕深范围；执行机构由电动推杆和拖板构成,完成耕深的调节；阻力机构主要由直流电机和阻力棒构成,主要用于增加微耕机前进的阻力；配重为耕深调节提供正向压力,由配重块、12V铅酸蓄电池和控制装置等构成,蓄电池为整个系统提供电能。试验结果表明,安装了本课题设计的装置的微耕机耕深比未安装的微耕机要更稳定,耕深稳定性变异系数为13%,具有一定的实用价值。该装置在使用中能有效地调节耕深,稳定耕深,对于减轻微耕机操作者的劳动强度,提高微耕机的工作效率有着积极的作用。
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S222

【参考文献】