地隙可变植保机底盘结构优化设计与试验研究

发布时间：2020-05-05 20:10

【摘要】：随着农业现代化进程的发展,田间管理作业机械对促进我国现代农业稳定发展具有重要意义。目前,国内市场出现了多种型号田间管理植保机械,但多数为牵引式或是针对北方旱地大面积作物施药的大型高地隙自走式植保机,缺乏适应南方水田泥脚深、田块小等特殊工作环境的植保机械。地隙可变植保机底盘结构的研制,有助于突破我国南方地区的水稻、棉花、烟草等田间作物在生长过程中的喷药、施肥、授粉等机械化管理作业的技术瓶颈。在此之前,科研团队已经研发出一种参数可调的四轮转向植保机底盘。但在后续的田间试验发现,这种作业底盘存在一系列的实际问题,例如底盘的轮距、轴距、离地间隙三个参数协同可调,导致不能满足轮距一定时,底盘离地高度可调等问题。本文基于团队前期试制机型的底盘结构,对我国南方地区田间作物种植模式及植保机典型工况进行调研,依据湖南地区作物的种植农艺要求,根据不同的种植行间距和不同生长期植株高度,对上一代机型的底盘结构进行优化。设计出满足随不同作物、不同行间距、以及作物不同时期、不同生长高度等多变量条件下的可调底盘高度、轮距、轴距且具备四轮转向的植保机底盘。通过对高地隙自走式底盘机架进行研究,按照整体协调配置的原则,确定了适合南方田块的管理作业功能要求的高地隙植保机总体结构优化参数。对轮距、轴距、离地间隙、上车架、转向系统以及立轴等关键部件的结构优化设计,同时运用SolidWorks软件对植保机底盘三维建模,结合CAE技术求解分析底盘结构关键部件的静动态性能,校核理论计算,确定最终的结构参数。同时根据总体优化后的结构参数,构建动力学特性模型,理论分析整机的稳定性和通过性能,验证所优化的植保机底盘结构是否符合田间作业要求。最后基于整机设计尺寸,加工试制底盘样机。对试制完成的样机进行田间性能试验,对底盘的转弯性能、田间作业速度和道路运输速度、滑移率、滑移角以及越埂性能试验测定。结果表明,地隙可变植保机底盘功能要求、工作性能,满足优化设计要求。
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植保机械

主要推出如图1-1 所示机型。(a) HAGIE 的 STS 系列植保机 (b) CNH 的 Patriot 3230 植保机(c) JOHN DEERE 的 4630 植保机 (d) MAZZOTTI 的 MAF 系列植保机图 1-1 国外大型植保机械Fig 1-1 Large foreign plant protection machinery由产品相关宣传手册和技术文献了解到，目前，国外发达国家生产并且投入使用的高地隙自走式植保机以大、中型为主。因其美观的造型，配备大量的液压和电子控制等先进技术，得到广大用户的认可。其采用气流辅助喷洒、精量喷洒调控等技术，以达到

喷雾机,调整装置

图 1-3 AgriFac 的 ClearancePlus 系列喷雾机的地隙调整装置Fig 1-3 The ground clearance adjustment device of AgriFac ClearancePlus series sprayer.（3）配备终端显示液晶面板和电子控制的智能化作业平台管理系统。如 John prayStar 系统以 GPS 为基础的精准定位系统，通过终端液晶面板显示进行智能以实现导航、自主驾驶、精准、精量喷药。提高喷药的精确性，减少农药用量低生态环境的污染[20-21]。国外的一些发达国家，如美国、加拿大、澳大利亚等国种植经营面积广，从事人口少，几乎机械化种植模式全覆盖，其使用的设备比较先进，，但是价格非常昂研中，农业从事者已经表现出购买物美价廉的中国同类式产品的意向，所以高能自走式植保机具有很大的国内潜在市场。.2 国内植保机的发展动态从相关文献了解到，我国从上世纪 30 年代就开始对植保机械和施药技术进行用到田间管理。新中国成立后，改革开放的推进，在我国农村，特别是各级大
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S49

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