果园微耕机刀轴遥控升降机构的设计与试验研究

发布时间：2020-08-27 22:16

【摘要】：国内现有的适合果园除草作业的小型手扶式微耕机,作业受空间狭小,树丫低矮的限制,设计出一款结构简单的遥控升降机构,果农通过在远端控制,实现旋耕刀刀轴的起落。本文通过对国内外果园微耕机及相关机具的升降机构结构和原理分析,了解了各种升降机构的设计方法,在现有的微耕机上进行遥控升降机构设计,拟应用在果园微耕作业上。本论文研究的内容如下:(1)依托现有的神木牌手扶式微耕机,设计加工了刀轴遥控升降机构;(2)对升降机构进行仿真分析,寻求最优结构;(3)刀轴升降机构在作业空间上具有局限性,其作业性能会受铰接杆长度、铰接杆水平夹角、滚珠丝杠转速等因素的影响,所以针对不同的试验因素进行试验。取得了主要结论如下:(1)设计的遥控升降机构,其执行机构安装方向上与机器前进方向垂直,布局紧凑,减少空间,且未影响微耕机除草的范围。结构简单,操作灵活,遥控系统选用433模块,可以实现对机构的60米范围内安全控制,信号传输不受果园枝叶遮挡的影响。(2)对悬挂梁和铰接座进行有限元分析,通过减少零件螺栓孔数,改变螺栓布置方式等,提高零件截面面积,降低应力集中,提高了抗拉强度。(3)单因素试验结果显示:铰接杆长度对旋耕刀升起高度的影响趋势是随着铰接杆长度的增加,升起高度先增大后减少;铰接杆水平夹角对升降高度的影响规律是,升降高度会随着水平夹角的增加而增大;滚珠丝杠转速对旋耕刀升起高度的影响规律是随着滚珠丝杠转速增加,升降高度呈上升趋势。(4)多因素正交试验结果表明:在三个试验因素条件下都能实现旋耕刀的完全升起。影响旋耕刀升降高度因素的主次顺序为铰接杆水平夹角铰接杆长度滚珠丝杠的转速。得到的最优参数组合为铰接杆水平夹角45°、铰接杆长度425mm、滚珠丝杠转速为200r/min,试验中旋耕刀最大升起高度为190mm。本论文通过对升降机构的研究,提出了适用于小型微耕机刀轴的遥控升降系统,为后续果园用或其他小型作业机械的遥控设计研究提供了参考。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S222.3
【图文】：

除草机,果园

国外果园除草作业不仅应用小型果园微耕除草机，还开始研究带有避障等功能草机械。如意大利里涅里公司制造的 E-DUE 立体回旋式果园旋耕除草机，这在旋耕机底部的工作部件上安装有液压转矩增幅装置（王斌，2016），可以改件伸出的幅度，从而改变旋耕刀轴的高度位置，鉴于其工作部件是圆形的，可成果树周边的除草作业，避免伤及果树。这类立体回转式旋耕机相较于传统的，其耕作深度更大，碎土能力更强，作业效率也更高（刘芳建等，2017）。美国吉尔森公司研究设计了一种自走式小型旋耕机，工作幅宽在 30 ~ 65mm并且可以根据工作需求自行调节其幅宽。该类型旋耕机主要应用于果园、大棚境，其旋耕刀可以拆卸，便于安装其他类型作业机械（赵群喜，2017），实现，既能够提高机具的使用利用率又可以降低经济成本（蔡珂铭，2011）。意大利马斯奇奥公司研发生产出了一系列旋转式结构的旋耕机，这类果园专用通过液压控制阀控制工作部件完成规避果树的功能，耕深由一组调深轮调节，安装于拖拉机下方即可使用（王斌，2016）。但由于国外这类果园专用除草机械，大都根据果园独特的地势环境、种植模式计的，并不适合我国果园的工作环境，因此在国内并未大规模引进。

连接图,松土除草机,除草机

行保护齿 2 防护与顺料机构 3 副变速箱 4 底座 5 液压马达 6 主变角皮带 8 张紧系统 9 升降行走轮 10 升降液压杆 11 与拖拉机连接图 1-2 2G-200 型悬挂式割灌机的结构简图Fig.1-2 A schematic diagram of 2G-200 suspension tiller扶式松土除草机是依靠柴油机作为整个机具的动力模式，通过链轮传动装置将动力传递到除草机工作的接合，控制动力传输，带动除草机构完成除草作芳等，2004）。如图 1-3 是 5ZSC-50 型手扶松土除

结构图,液压系统,农机具,分配器

沈阳农业大学硕士学位论文拉机后悬挂液压系统式的拖拉机后悬挂机构主要包括了后悬挂液压系统、悬挂机构结构图如图 1-4 所示。后悬挂系统是拖拉机完成田间作业主要挂梁等机构将作业农机具与拖拉机相固定连接，驾驶员通过命系统来改变作业机具的状态，实现作业农机具的升降功能，以。拖拉机的后悬挂系统一般是由液压油泵、液压缸体、分配器等零分配器相接触的机械推杆装置，来改变分配器的所在位置，从油的流量和方向，使液压缸内的活塞杆做功运动，带动悬挂梁使其处在相对应的工作位置上（耿效华，2008；吕杰，2016）

【参考文献】