冬枣园作业自走式电动底盘研制

发布时间：2020-06-10 17:36

【摘要】：冬枣是山东省一种重要的经济作物,目前冬枣园的作业需要投入大量的劳动力成本,机械化程度较低,整个生产过程基本由人工劳动完成。本文通过查阅大量相关文献和进行实地考察后,设计并研制了一种遥控操作的冬枣园专用作业自走式电动底盘。完成了作业底盘的机械结构、动力系统和电控系统设计。主要研究内容如下:(1)分析冬枣园作业环境和冬枣的种植农艺,确定冬枣园自走式电动底盘的技术指标,并提出总体设计方案。(2)根据技术指标,完成动力系统的关键参数匹配;通过匹配结果进行驱动电机、动力电池等部件的选型,确定了动力系统的设计方案,使用AVL CRUISE进行动力性能和续航能力仿真。仿真结果显示,动力系统匹配方案符合设计要求。(3)确定了作业底盘的车架类型,设计了车架的具体方案,进行了车架的强度校核,结果表明最大应力均小于许可应力,设计符合要求;确定了履带式行走装置的主要参数,完成作业底盘的机械结构设计。(4)完成了冬枣园自走式电动底盘的电控系统设计,电控系统包括整车控制器、直流无刷电机驱动器和无线遥控器;直流无刷电机驱动器根据整车控制器的转速和转向指令控制左电机和右电机转动;整车控制器接收并解析无线遥控器信号,控制直流无刷电机驱动器工作,监测作业底盘的运行状态并上报给无线遥控器;无线遥控器读取操作员的驾驶意图,向整车控制器发送控制指令,通过LCD屏幕显示作业底盘运行状态。(5)为验证设计方案的可行性,试制了冬枣园自走式电动底盘,并进行相关的测试。试验结果表明作业底盘自高车速为6.72km/h,转向圆直径为2430mm,通过圆直径2740mm,具备通过30%坡度路面,续航里程可达17.5km,无线遥控距离达到200m,各项指标符合设计要求。
【图文】：

底盘,蓄电池,电池组,货车运输

图 1.1 GorillaVehicles 电动拖拉机图 1.2 EletricOx 型电动拖拉机制约农用电动底盘发展的是蓄电池，蓄电池的续航能力和使用寿命决定了农业作业底盘是否耐用；因蓄电池相关技术没有得到突破，近年来农业电动底盘的发展方向都是小功率，以植保为主要功能的产品；如2018年，德国Hannes Heidfeld研发了一款用于玉米田植保的农用电动底盘[9]，该作业底盘使用双电机独立驱动，配合一组48V电池组进行作业；因为出于对省电的考虑，该电动底盘需要通过货车运输到田间进行作业。2012年，日本爱媛大学与日本井关农机株式会社合作研制的一种小型农用电动底盘[10]，因为具备无废气排放、噪音小、易操作等优点，主要用于密闭的温室大棚内工作；同年，美国纽荷兰公司推出的NH2农用电动底盘[11]安装一组12kWh的电池组，但是其续航能力、连续作业能力和可靠性还是没达到实际作业要求。1.2.2 国内研究现状

蓄电池,底盘,使用寿命

图 1.1 GorillaVehicles 电动拖拉机图 1.2 EletricOx 型电动拖拉机制约农用电动底盘发展的是蓄电池，，蓄电池的续航能力和使用寿命决定了农业作业底盘是否耐用；因蓄电池相关技术没有得到突破，近年来农业电动底盘的发展方向都是小功率，以植保为主要功能的产品；如2018年，德国Hannes Heidfeld研发了一款用于玉米田植保的农用电动底盘[9]，该作业底盘使用双电机独立驱动，配合一组48V电池组进行作业；因为出于对省电的考虑，该电动底盘需要通过货车运输到田间进行作业。2012年，日本爱媛大学与日本井关农机株式会社合作研制的一种小型农用电动底盘[10]，因为具备无废气排放、噪音小、易操作等优点，主要用于密闭的温室大棚内工作；同年，美国纽荷兰公司推出的NH2农用电动底盘[11]安装一组12kWh的电池组，但是其续航能力、连续作业能力和可靠性还是没达到实际作业要求。1.2.2 国内研究现状
【学位授予单位】：山东交通学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S22

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