覆带式山地作业机及其自动调平系统的研究
发布时间：2021-03-01 14:18
我国山地林用车辆底盘主要以履带式为主,此类特种底盘虽用途广泛,但普遍存在作业舒适性差、安全性能低、特殊作业环境适应力弱、功能集成度小等问题。我国是一个多山地国家,对于能够在山地地带大面积整地植树或挖坑植树,同时又具备较强作业稳定性、舒适性的林地作业车辆的研究一直是我国森林工程工作者的一项重要课题。本研究中利用虚拟样机技术提出一种履带式轻型多功能山地作业车,同时基于此车底盘重点研究了一种能够实现手动、自动双模式调节作业平台位置的机械机构及其自动化控制系统。基于此自动调平系统,作业车辆在行驶过程中可以实时调节作业平台的空间位置,使林业劳动工人能够保持在水平坐姿下操作设备,消除林业工人在坡地作业时心理恐惧,降低劳动强度、提高营林效率。当车辆有发生翻倾的危险时,报警系统将警示驾驶员注意安全。本文提出的自动调平机构,通过虚拟仿真实验达到了预期的设计要求,设计内容对提高林用特种车辆作业效率、舒适性及安全性具有重要的意义。
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 山地作业机的国内外研究情况
1.3 自动调平系统国内外应用情况
1.4 自动调平系统在山地作业机上应用的意义
1.5 本文研究的主要内容及技术路线
1.6 本章小结
2 履带式山地作业机关键部件的设计与三维建模
2.1 引言
2.2 履带式山地作业机行走底盘的研究
2.2.1 作业机底盘的设计要求
2.2.2 履带式山地作业机底盘的选型
2.2.3 履带行走装置的计算
2.2.3.1 作业机履带的选抒
2.2.3.2 行走机构轮系主要尺寸的计算
2.3 山地作业机车架的设计
2.3.1 车架形式的确定
2.3.2 调平机构在车架设计中的研究
2.4 整机与主要结构件的计算
2.4.1 调平机构的运动学及动力学研究
2.4.2 横纵坡调节油缸的研究
2.4.2.1 横向调节油缸的装配分析
2.4.2.2 纵向调节油缸的装配分析
2.5 整机稳定性的研究
2.5.1 作业机横坡稳定性的研究
2.5.1.1 作业臂未工作时的横坡稳定性计算
2.5.1.2 作业机挖坑时的横坡稳定性计算
2.5.2 作业机纵坡稳定性的研究
2.5.2.1 作业机上坡时的纵坡稳定性计算
2.5.2.2 作业机上坡挖坑时的纵坡稳定性计算
2.5.2.3 作业机下坡时的纵坡稳定性计算
2.6 虚拟样机技术在整机设计中的应用
2.6.1 整机稳定性的验证
2.6.2 调平油缸受载的仿真分析
2.7 调平装置结构件的安全性评价
2.7.1 调平机构上机架的研究
2.7.2 调平机构下机架的研究
2.8 履带式山地作业机人机工程学评价
2.9 本章小结
3 液压执行系统的设计与计算
3.1 液压调平系统方案设计
3.2 调平油缸参数的计算
3.3 液压泵的选择
3.4 本章小结
4 调平控制系统的总体设计
4.1 系统的设计原则
4.2 调平系统计算处理器的选择
4.3 信号采集方式的确定
4.4 系统控制方式的选择
4.5 系统的主要模块及工作原理
4.6 本章小结
5 调平控制系统的硬件与软件设计
5.1 单片机外围电路的设计
5.1.1 倾角信息采集电路的设计
5.1.2 倾角显示及报警电路的设计
5.1.3 电磁阀驱动控制电路的设计
5.1.4 串口通信及基础电路的设计
5.1.5 电源电路的设计
5.2 自动调平系统软件设计
5.2.1 单片机开发工具及编程语言
5.2.2 软件系统的构成及工作流程
5.2.3 软件系统关键子模块的设计
5.2.3.1 信息采集程序的设计
5.2.3.2 倾角显示及报警程序的设计
5.2.3.3 电磁阀驱动程序的设计
5.3 本章小结
6 论文总结与工作展望
6.1 结论
6.2 工作展望
参考文献
个人介绍
导师介绍
获得成果目录清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]小型农业作业车辆调平机构的设计与仿真[J]. 刘凯,姚立红,龙萍,许华勇. 江苏农业科学. 2012(11)
[2]我国造林机械的现状及发展趋势[J]. 李春高. 林业机械与木工设备. 2012(10)
[3]基于单片机综合实训平台的开发[J]. 贡雪梅,许刚. 西安航空技术高等专科学校学报. 2012(05)
[4]林果运输系统中作业舒适性与安全性的研究[J]. 刘凯,姚立红,李文彬,龙萍,曾科. 林业机械与木工设备. 2012(07)
[5]CATIA在机械建模中的应用[J]. 宋慧营,陈蕾,倪平涛,刘昕佳,王琳,王暖春. 工程与试验. 2012(02)
[6]新型液压式连续挖坑机的设计[J]. 王有刚,刘毅,毕智华. 湖北农业科学. 2012(09)
[7]基于AMESim的高空作业车调平系统仿真[J]. 罗天洪,尹信贤,吴韩,高会鲜. 计算机集成制造系统. 2012(01)
[8]ADC0809在两路数据采集系统中的应用[J]. 冯忠岭,童英华,陈学煌. 电子设计工程. 2011(13)
[9]林木联合采伐机底盘的研究现状与发展趋势[J]. 吕光辉,王乃康,魏占国,刘晋浩. 林业机械与木工设备. 2010(10)
[10]常用CAD与CAE软件及其数据接口技术[J]. 鲍旭清,陈剑,王建楠,张寰. 机械设计与制造. 2008(08)
博士论文
[1]林木联合采育机底盘设计理论研究与应用[D]. 魏占国.北京林业大学 2011
硕士论文
[1]履带式多功能果园作业平台的设计与研究[D]. 孙振杰.河北农业大学 2012
[2]轿车座椅调节尺寸与驾驶舒适性的关系研究[D]. 费凤强.南京林业大学 2011
[3]农机驾驶座椅自动调平系统研究[D]. 唐瑜.西北农林科技大学 2010
[4]新型自走式植树挖坑机的研究[D]. 渠聚鑫.中国林业科学研究院 2009
[5]分流集流阀在全液压平地机中的应用研究[D]. 贾剑峰.长安大学 2009
[6]基于中国人体尺寸的汽车驾驶室人机工程研究[D]. 兰豹.吉林大学 2009
[7]SMC成型液压机调平系统的设计与研究[D]. 史红霞.武汉理工大学 2008
[8]小型挖掘机驾驶室人机工程设计及舒适性评价[D]. 邓迎宾.西南交通大学 2008
[9]履带式小型甘蔗收割机车辆地面系统的研究及整机布局分析[D]. 李亚涛.广西大学 2007
[10]某火箭炮发射装置平台自动调平系统设计与研究[D]. 李建军.南京理工大学 2007
本文编号：3057603
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 山地作业机的国内外研究情况
1.3 自动调平系统国内外应用情况
1.4 自动调平系统在山地作业机上应用的意义
1.5 本文研究的主要内容及技术路线
1.6 本章小结
2 履带式山地作业机关键部件的设计与三维建模
2.1 引言
2.2 履带式山地作业机行走底盘的研究
2.2.1 作业机底盘的设计要求
2.2.2 履带式山地作业机底盘的选型
2.2.3 履带行走装置的计算
2.2.3.1 作业机履带的选抒
2.2.3.2 行走机构轮系主要尺寸的计算
2.3 山地作业机车架的设计
2.3.1 车架形式的确定
2.3.2 调平机构在车架设计中的研究
2.4 整机与主要结构件的计算
2.4.1 调平机构的运动学及动力学研究
2.4.2 横纵坡调节油缸的研究
2.4.2.1 横向调节油缸的装配分析
2.4.2.2 纵向调节油缸的装配分析
2.5 整机稳定性的研究
2.5.1 作业机横坡稳定性的研究
2.5.1.1 作业臂未工作时的横坡稳定性计算
2.5.1.2 作业机挖坑时的横坡稳定性计算
2.5.2 作业机纵坡稳定性的研究
2.5.2.1 作业机上坡时的纵坡稳定性计算
2.5.2.2 作业机上坡挖坑时的纵坡稳定性计算
2.5.2.3 作业机下坡时的纵坡稳定性计算
2.6 虚拟样机技术在整机设计中的应用
2.6.1 整机稳定性的验证
2.6.2 调平油缸受载的仿真分析
2.7 调平装置结构件的安全性评价
2.7.1 调平机构上机架的研究
2.7.2 调平机构下机架的研究
2.8 履带式山地作业机人机工程学评价
2.9 本章小结
3 液压执行系统的设计与计算
3.1 液压调平系统方案设计
3.2 调平油缸参数的计算
3.3 液压泵的选择
3.4 本章小结
4 调平控制系统的总体设计
4.1 系统的设计原则
4.2 调平系统计算处理器的选择
4.3 信号采集方式的确定
4.4 系统控制方式的选择
4.5 系统的主要模块及工作原理
4.6 本章小结
5 调平控制系统的硬件与软件设计
5.1 单片机外围电路的设计
5.1.1 倾角信息采集电路的设计
5.1.2 倾角显示及报警电路的设计
5.1.3 电磁阀驱动控制电路的设计
5.1.4 串口通信及基础电路的设计
5.1.5 电源电路的设计
5.2 自动调平系统软件设计
5.2.1 单片机开发工具及编程语言
5.2.2 软件系统的构成及工作流程
5.2.3 软件系统关键子模块的设计
5.2.3.1 信息采集程序的设计
5.2.3.2 倾角显示及报警程序的设计
5.2.3.3 电磁阀驱动程序的设计
5.3 本章小结
6 论文总结与工作展望
6.1 结论
6.2 工作展望
参考文献
个人介绍
导师介绍
获得成果目录清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]小型农业作业车辆调平机构的设计与仿真[J]. 刘凯,姚立红,龙萍,许华勇. 江苏农业科学. 2012(11)
[2]我国造林机械的现状及发展趋势[J]. 李春高. 林业机械与木工设备. 2012(10)
[3]基于单片机综合实训平台的开发[J]. 贡雪梅,许刚. 西安航空技术高等专科学校学报. 2012(05)
[4]林果运输系统中作业舒适性与安全性的研究[J]. 刘凯,姚立红,李文彬,龙萍,曾科. 林业机械与木工设备. 2012(07)
[5]CATIA在机械建模中的应用[J]. 宋慧营,陈蕾,倪平涛,刘昕佳,王琳,王暖春. 工程与试验. 2012(02)
[6]新型液压式连续挖坑机的设计[J]. 王有刚,刘毅,毕智华. 湖北农业科学. 2012(09)
[7]基于AMESim的高空作业车调平系统仿真[J]. 罗天洪,尹信贤,吴韩,高会鲜. 计算机集成制造系统. 2012(01)
[8]ADC0809在两路数据采集系统中的应用[J]. 冯忠岭,童英华,陈学煌. 电子设计工程. 2011(13)
[9]林木联合采伐机底盘的研究现状与发展趋势[J]. 吕光辉,王乃康,魏占国,刘晋浩. 林业机械与木工设备. 2010(10)
[10]常用CAD与CAE软件及其数据接口技术[J]. 鲍旭清,陈剑,王建楠,张寰. 机械设计与制造. 2008(08)
博士论文
[1]林木联合采育机底盘设计理论研究与应用[D]. 魏占国.北京林业大学 2011
硕士论文
[1]履带式多功能果园作业平台的设计与研究[D]. 孙振杰.河北农业大学 2012
[2]轿车座椅调节尺寸与驾驶舒适性的关系研究[D]. 费凤强.南京林业大学 2011
[3]农机驾驶座椅自动调平系统研究[D]. 唐瑜.西北农林科技大学 2010
[4]新型自走式植树挖坑机的研究[D]. 渠聚鑫.中国林业科学研究院 2009
[5]分流集流阀在全液压平地机中的应用研究[D]. 贾剑峰.长安大学 2009
[6]基于中国人体尺寸的汽车驾驶室人机工程研究[D]. 兰豹.吉林大学 2009
[7]SMC成型液压机调平系统的设计与研究[D]. 史红霞.武汉理工大学 2008
[8]小型挖掘机驾驶室人机工程设计及舒适性评价[D]. 邓迎宾.西南交通大学 2008
[9]履带式小型甘蔗收割机车辆地面系统的研究及整机布局分析[D]. 李亚涛.广西大学 2007
[10]某火箭炮发射装置平台自动调平系统设计与研究[D]. 李建军.南京理工大学 2007
本文编号：3057603
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