单吊轨式温室喷雾机设计与试验研究

发布时间：2020-09-24 12:42

　　为解决地面轨道式喷雾机轨道的铺设占用温室地面资源,不利于温室地面作业的问题。本文设计了单吊轨式温室喷雾机,研究吊轨在喷雾机运行过程中的动态响应,并通过试验的方法获得喷雾机行进速度、载药量以及吊轨跨度,对吊轨的弯曲变形以及喷雾机-吊轨系统振动的影响,并根据振动规律对喷雾机进行减振设计。主要研究内容包括以下四个方面:(1)单吊轨式温室喷雾机的结构设计设计了单吊轨式温室喷雾机,主要包括喷雾机的行走方式、驱动轮与轨道的结合方案、传动系统的方案、机架的设计、轨道的搭建方案,满足温室的作业要求。样机的外形尺寸:720mm×380mm×760mm,净重:30 kg,运行速度:0.2~0.8m/s,药箱容量:48L,喷杆喷幅:3m。(2)建立吊轨在喷雾机作用下的动态响应模型建立吊轨在喷雾机作用下的弯曲变形力学模型以及喷雾机-吊轨系统的振动模型,根据力学模型,推导对应的运动方程进行理论分析。结果表明,吊轨的弯曲变形和喷雾机-吊轨系统的振动受吊轨的跨度、喷雾机行进速度以及载药量的影响。为吊轨的挠度测量试验以及喷雾机-吊轨系统的振动试验提供理论依据。(3)喷雾机运行过程中吊轨的挠度测量试验根据喷雾机在吊轨上运行的特点,选择合适的挠度测量方案,并对挠度测量的原理进行分析。通过试验获得喷雾机运行过程中,各测点的实时角度变化,根据简支梁的倾角与变形的关系式,利用Matlab编程实现倾角至变形的转化,然后对试验结果进行分析。试验结果表明,吊轨的最大挠度随着喷雾机速度的增加出现先增大后减小的趋势;与低速和高速相比,当速度为中速时,吊轨的跨中处出现最大挠度;吊轨为6米时的最大挠度为83.14mm,吊轨为4米时的最大挠度为37.63mm。(4)工况下喷雾机-吊轨系统的振动试验与减振设计使用三向加速度传感器测量喷雾机以及吊轨的不同测点处的运动加速度,利用DH5902动态信号分析系统得到时域响应和频域响应。试验结果表明,喷雾机在吊轨上半载运行时,高速状态下三个方向的加速度值明显高于低速时的加速度值;高速和低速时,X和Z方向的加速度值均明显大于Y方向的加速度值。吊轨上的两个测点以及喷雾机支撑板处的测点,在垂直方向的振动都具有周期性,且一阶固有频率非常接近,并以此为依据对喷雾机进行相应的减振设计,减振后三个测点对主激振频率的减振效率分别为66.9%~75%、66.7%~69.6%、64.6%~65.1%,减振效果明显。
【学位单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S491
【部分图文】：

示意图,自动喷雾,小车,喷雾机

轨式温室喷雾机设计与试验鹏等[18]设计了温室悬挂喷雾机跨垄作业系统垄作业，实现喷雾机在无需人力辅助下的自自动驶入换轨车，换轨车将喷雾机转换到下全方位覆盖。潭等[17]设计了温室自走式喷雾机，主要包括统，喷雾系统的整体结构示意图如图 1.3 所向搭建在顶棚下方，减速电机安装在移动平，喷雾机的两侧均安装红外传感器，当喷雾统会自动调节电机的转向，使喷雾机停止或

喷杆,喷雾沉积,现场图,影响试验

江苏大学硕士学位论文场如图 1.4 所示，喷雾车辆在运行的过程中会受到地面的激励而出现平化，导致喷杆发生相应的动态响应，且随着速度的增大，喷杆的振动幅增大。试验表明喷杆的水平运动和垂直运动是雾滴沉积变化的主要来源喷雾的沉积效果产生影响，其中喷杆的水平运动引起的喷雾分布的变异.5%~5.2%之间。

系统试验,移动载荷,吊轨

图 1.5 防摆系统试验台Fig.1.5 Anti-swing control system test bench1.龙门架 2.控制系统 3.倾角传感器2007 年陈上有等[28]通过建模分析研究了移动载荷运动过程中梁的动态响应将移动载荷和简支梁看做一个整体进行研究，建立变速移动载荷下欧拉梁的动力分析模型，然后推导运动方程并进行分析。分析表明：移动载荷对简支梁动态响应的影响因素，包括移动载荷的重量、速度以及简支梁跨度等，移动载荷对简支梁挠度的影响随着简支梁跨度的增大而增大，简支梁的挠度并没有随着移动载荷的速度的增大而出现单调性的变化。喷雾机在吊轨上进行喷雾作业，可以将喷雾机看做吊轨上的移动载荷，吊轨会随着移动载荷的变化做相应的动态响应，本文中提到的动态响应主要涉及吊轨的弯曲变形和喷雾机-吊轨系统的振动，所以有必要对喷雾机工作过程中，研究随移动载荷的变化吊轨的弯曲变形规律。

【参考文献】