远程遥控式喷雾机的设计与试验

发布时间：2020-06-03 23:33

【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。
【图文】：

小麦是三大谷物之一，小麦也是中国产量第二多的粮食作物[1]。小麦生长过程中病虫害的防治是其重要环节，防治效果的好坏直接关系到小麦的产量，同时农药的留也会影响着小麦谷物的食用安全。我国由于施行年产承包制导致田块面积较小，年来小麦的病虫害主要依靠背负式手动喷雾机，每天喷雾工作效率低，同时喷雾农的雾滴也会飘落到作业者的身上，轻着影响他们的身体健康，重者导致他们药物中伤亡。近年来，随着劳动人口向东部沿海城市转移，农忙时节雇佣劳动成本也节节高，急需要农业喷雾机械代替人工施药，一来可以降低农民生产成本，增加农民收入二来运用机械设备施药可以减小农药雾滴的漂浮对施药作业者的身心的伤害。目前在农业机具市场中也很多种类的喷雾机具，喷雾机具是将农药液体或粉状农药药剂水溶液以水雾状喷洒在要防治的小麦上，喷雾机具主要分喷雾机、弥雾器和超雾状雾器 3 类[2]。常用的有手动式喷雾机、半自动式机动喷雾机、背负式机动弥雾机、自动行走式高杆喷雾机和车载电动机超低量喷雾机等。在农业生产过程中，小麦病害作业者通常用手动式喷雾机，通过人工加压，药液通过喷杆和喷头将药液雾化成滴直径在 200～400 微米的雾滴喷洒在小麦上。

小麦是三大谷物之一，小麦也是中国产量第二多的粮食作物[1]。小麦生长过程中病虫害的防治是其重要环节，防治效果的好坏直接关系到小麦的产量，同时农药的留也会影响着小麦谷物的食用安全。我国由于施行年产承包制导致田块面积较小，年来小麦的病虫害主要依靠背负式手动喷雾机，每天喷雾工作效率低，同时喷雾农的雾滴也会飘落到作业者的身上，轻着影响他们的身体健康，重者导致他们药物中伤亡。近年来，，随着劳动人口向东部沿海城市转移，农忙时节雇佣劳动成本也节节高，急需要农业喷雾机械代替人工施药，一来可以降低农民生产成本，增加农民收入二来运用机械设备施药可以减小农药雾滴的漂浮对施药作业者的身心的伤害。目前在农业机具市场中也很多种类的喷雾机具，喷雾机具是将农药液体或粉状农药药剂水溶液以水雾状喷洒在要防治的小麦上，喷雾机具主要分喷雾机、弥雾器和超雾状雾器 3 类[2]。常用的有手动式喷雾机、半自动式机动喷雾机、背负式机动弥雾机、自动行走式高杆喷雾机和车载电动机超低量喷雾机等。在农业生产过程中，小麦病害作业者通常用手动式喷雾机，通过人工加压，药液通过喷杆和喷头将药液雾化成滴直径在 200～400 微米的雾滴喷洒在小麦上。
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S491

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本文编号：2695566