水田旋耕機(jī)平地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、水田機(jī)械化整地是水稻全程機(jī)械化生產(chǎn)的一個(gè)重要作業(yè)環(huán)節(jié)，整地質(zhì)量的好壞直接影響到水稻播栽、田間管理、收獲等后續(xù)作業(yè)環(huán)節(jié)。目前，常用的水田機(jī)械化整地裝備中，傳統(tǒng)平地機(jī)械造價(jià)便宜，生產(chǎn)方便，但作業(yè)后的田面平整度有限;激光平地機(jī)作業(yè)后的田面平整度高，但因其造價(jià)昂貴、配套設(shè)備多，難以大面積推廣應(yīng)用。為此，本課題開(kāi)展了與水田旋耕機(jī)配套使用的平地系統(tǒng)研究，利用電液控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)平地裝置的自動(dòng)調(diào)平，提高耕整地作業(yè)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，具有重要的實(shí)用價(jià)值。主要研

2、究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)針對(duì)水田硬底層不平、旋耕機(jī)刀輥旋轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)器振動(dòng)過(guò)大等因素造成機(jī)具耕整作業(yè)后，田面平整度低的問(wèn)題，構(gòu)建了一套與水田旋耕機(jī)配套使用的平地系統(tǒng)，通過(guò)電液控制的方式，實(shí)現(xiàn)平地裝置的水平調(diào)節(jié);運(yùn)用Pro/E軟件完成了整機(jī)的三維建模、機(jī)構(gòu)干涉檢測(cè)與運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真。
　　(2)通過(guò)對(duì)系統(tǒng)控制運(yùn)動(dòng)要求的分析，構(gòu)建了與平地機(jī)械裝置相配套的液壓系統(tǒng)，并建立了液壓缸與換向閥工作的物理模型;確定了流入液壓缸的流量與液壓缸伸、縮速度

3、的調(diào)節(jié)關(guān)系;對(duì)相關(guān)的液壓元件的參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算和選型;確定了液壓系統(tǒng)中的原動(dòng)力由平均傳動(dòng)比1:2的鏈傳動(dòng)的形式提供。
　　(3)運(yùn)用SimHydraulics對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行建模、參數(shù)設(shè)置與仿真分析，由仿真結(jié)果得出液壓系統(tǒng)中液壓缸運(yùn)動(dòng)位移、速度以及流量隨時(shí)間變化關(guān)系;通過(guò)模擬的電平信號(hào)控制電磁換向閥的啟閉狀態(tài)，對(duì)液壓系統(tǒng)中液壓缸控制、調(diào)節(jié)的可靠性進(jìn)行了分析;通過(guò)對(duì)實(shí)際液壓系統(tǒng)的調(diào)試試驗(yàn)，將液壓缸的伸、縮平均速度分別調(diào)為1.72cm/s

4、、2.51cm/s;并對(duì)仿真結(jié)果和實(shí)際調(diào)試結(jié)果做了比較，分析了兩者產(chǎn)生差異的原因。
　　(4)根據(jù)平地拖板的水平調(diào)節(jié)控制要求，以單片機(jī)作為控制器，傾角傳感器為檢測(cè)裝置，完成了控制器控制系統(tǒng)硬件電路部分的設(shè)計(jì)，確定了控制電路的電源輸入端，由拖拉機(jī)12V電瓶提供;運(yùn)用Protel設(shè)計(jì)控制電路，并完成電路板的制作。確定了控制系統(tǒng)程序的流程框圖，運(yùn)用Keil軟件完成控制系統(tǒng)各模塊子程序的編寫(xiě)，包括主程序模塊、顯示程序模塊、傾角測(cè)量程序模塊

5、以及I2C通信模塊等，對(duì)整個(gè)程序進(jìn)行了編譯;結(jié)合硬件電路，對(duì)控制器控制系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試試驗(yàn)，調(diào)試結(jié)果表明，控制器控制系統(tǒng)能在檢測(cè)的傾角大于閾值時(shí)，向相應(yīng)端口輸出控制信號(hào)。
　　(5)水田旋耕機(jī)平地系統(tǒng)與現(xiàn)有水田旋耕機(jī)耕整效果對(duì)比試驗(yàn)表明:該平地系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)與控制器控制系統(tǒng)能相互配合協(xié)調(diào)的工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)平地拖板的水平調(diào)節(jié)。水田旋耕機(jī)平地系統(tǒng)耕整后的平整度為2.20cm，高差分布為81.8％，相比水田旋耕機(jī)作業(yè)后的平整度改善了