機(jī)電伺服觸覺式秸稈導(dǎo)向系統(tǒng)試驗(yàn)研究

【摘要】：在我國北方一年兩熟地區(qū)推廣實(shí)行保護(hù)性耕作技術(shù)體系過程中,玉米收獲后免耕播種小麥?zhǔn)且恢崩_的難題。為此,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)保護(hù)性耕作研究中心提出了對(duì)行播種的思路,并設(shè)計(jì)出了一種小麥對(duì)行免耕播種機(jī)。作業(yè)時(shí)依靠駕駛員的經(jīng)驗(yàn),使小麥播種機(jī)的開溝器走在兩行玉米根茬之間,從而避免開溝器碰到根茬。播種時(shí),玉米行距60cm,小麥行距15cm,在兩行玉米中播3行小麥,外側(cè)開溝器與玉米根茬間的理論距離有15cm左右。考慮到根茬輻射半徑有3-5cm,玉米植株的直線度偏差在2cm左右,因而駕駛員的行駛偏差只允許在10cm以內(nèi)。超出這個(gè)范圍,則易發(fā)生開溝器碰到根茬、堵塞機(jī)具或嚴(yán)重影響播種質(zhì)量。這樣小的偏差,既使經(jīng)驗(yàn)豐富的駕駛員在精力高度集中的情況下,也很難保證完全實(shí)現(xiàn)。為了幫助駕駛員解決對(duì)行的問題,本文研制機(jī)電伺服觸覺式秸稈導(dǎo)向的小麥對(duì)行免耕播種機(jī)的導(dǎo)向系統(tǒng),并得到了以下的結(jié)論和成果: 1)在國內(nèi)首次研究利用機(jī)械式導(dǎo)向系統(tǒng)提高播種機(jī)作業(yè)的直線性。在分析農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)向系統(tǒng)的探測(cè)方式的基礎(chǔ)上,根據(jù)小麥對(duì)行免耕播種機(jī)的原理以及對(duì)行免耕播種的環(huán)境和要求,以田間直立的玉米秸稈(根茬)為參照物,設(shè)計(jì)了基于機(jī)械觸覺式的秸稈導(dǎo)向系統(tǒng)。為進(jìn)一步提高直立玉米秸稈覆蓋地小麥對(duì)行免耕播種質(zhì)量提供技術(shù)支持。 2)設(shè)計(jì)了利用單片機(jī)技術(shù)的信號(hào)處理裝置。該導(dǎo)向信號(hào)處理裝置由信號(hào)輸入通道(A/D轉(zhuǎn)換模塊)、信號(hào)處理器(單片機(jī))、信號(hào)輸出通道(D/A轉(zhuǎn)換模塊)、導(dǎo)線等組成。 3)設(shè)計(jì)基于電液伺服控制和反饋控制的轉(zhuǎn)向控制裝置。該裝置由信號(hào)接受裝置、操縱力產(chǎn)生裝置、操縱力傳動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置、轉(zhuǎn)向反饋控制裝置等組成。 4)導(dǎo)向系統(tǒng)的參數(shù)及性能測(cè)試。分析了玉米秸稈的受力、直線度分布,測(cè)定了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角與前轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系。得到輸入脈沖數(shù)與拖拉機(jī)前轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角關(guān)系圖及擬合圖,輸入脈沖數(shù)與拖拉機(jī)前轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角的相關(guān)系數(shù)為0.9907,達(dá)到極顯著線性相關(guān)。從回歸方程看,b=-1.0728,擬合直線不是經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn),而是有一個(gè)1.0728度的偏差角度,前面的負(fù)號(hào)說明是一個(gè)延遲的角度,這個(gè)角度相對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)為287。測(cè)定了導(dǎo)向信號(hào)探測(cè)裝置與玉米秸稈的偏距與前輪轉(zhuǎn)向軌跡。闡述了偏轉(zhuǎn)角度和偏移距離的計(jì)算方法。 5)分析了拖拉機(jī)的糾偏過程,測(cè)試了拖拉機(jī)在糾偏過程中前輪的行駛軌跡,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了導(dǎo)向系統(tǒng)的行走路徑規(guī)劃。利用匯編語言編寫了導(dǎo)向系統(tǒng)的軟件程序。 6)以天津拖拉機(jī)廠生產(chǎn)的鐵牛654型輪式拖拉機(jī)為試驗(yàn)平臺(tái)。在田間試驗(yàn)地中用竹竿模擬玉米秸稈的方法進(jìn)行了初步模擬試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果,說明該對(duì)行導(dǎo)向系統(tǒng)在采用方案二行走路徑規(guī)劃、6厘米的偏距和轉(zhuǎn)速為188轉(zhuǎn)/分鐘;和216轉(zhuǎn)/分鐘的條件下是可行的。 【關(guān)鍵詞】：保護(hù)性耕作 免耕播種機(jī) 導(dǎo)向系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：S223.2
【目錄】：

• 第一章 緒論8-26
• 1.1 保護(hù)性耕作技術(shù)的發(fā)展8-11
• 1.2 國內(nèi)外免耕播種機(jī)研究狀況11-17
• 1.3 國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)向研究概況17-22
• 1.4 選題的目的與意義22-23
• 1.5 研究?jī)?nèi)容23-25
• 1.6 研究方法與技術(shù)路線25-26
• 第二章 小麥免耕播種機(jī)對(duì)行導(dǎo)向系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)26-38
• 2.1 設(shè)計(jì)小麥對(duì)行免耕播種機(jī)導(dǎo)向系統(tǒng)的依據(jù)26-30
• 2.2 不同導(dǎo)向系統(tǒng)方案的比較分析30-33
• 2.3 對(duì)行導(dǎo)向系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)原則33-35
• 2.4 對(duì)行導(dǎo)向系統(tǒng)的組成及工作原理35-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第三章 導(dǎo)向信號(hào)探測(cè)裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)38-47
• 3.1 導(dǎo)向信號(hào)探測(cè)裝置設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)38-39
• 3.2 導(dǎo)向信號(hào)探測(cè)裝置的設(shè)計(jì)39-42
• 3.3 導(dǎo)向信號(hào)探測(cè)裝置的參數(shù)試驗(yàn)42-45
• 3.4 導(dǎo)向信號(hào)探測(cè)裝置的安裝方法45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第四章 信號(hào)處理裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)47-59
• 4.1 信號(hào)處理裝置設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)47-48
• 4.2 信號(hào)處理裝置的設(shè)計(jì)48-52
• 4.3 對(duì)行導(dǎo)向系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)52-58
• 4.4 信號(hào)處理裝置的安裝方法58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第五章 轉(zhuǎn)向控制裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)59-76
• 5.1 轉(zhuǎn)向控制裝置設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)59-66
• 5.2 轉(zhuǎn)向控制裝置的設(shè)計(jì)66-67
• 5.3 轉(zhuǎn)向控制執(zhí)行裝置的性能及參數(shù)67-74
• 5.4 轉(zhuǎn)向控制裝置的安裝方法74-75
• 5.5 本章小結(jié)75-76
• 第六章 導(dǎo)向系統(tǒng)的軟件程序76-89
• 6.1 拖拉機(jī)的糾偏過程76-78
• 6.2 導(dǎo)向系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)78-88
• 6.3 本章小結(jié)88-89
• 第七章 導(dǎo)向系統(tǒng)的試驗(yàn)研究89-96
• 7.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備89-90
• 7.2 田間模擬試驗(yàn)90-94
• 7.3 試驗(yàn)結(jié)果分析94-95
• 7.4 田間作業(yè)時(shí)導(dǎo)向系統(tǒng)的安裝及行走方法95
• 7.5 本章小結(jié)95-96
• 第八章 結(jié)論與建議96-99
• 8.1 主要研究結(jié)論96-97
• 8.2 創(chuàng)新內(nèi)容97
• 8.3 討論與建議97-99
• 參考文獻(xiàn)99-103
• 致謝103-104
• 作者簡(jiǎn)介104

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中巴地球資源衛(wèi)星應(yīng)用及其發(fā)展    吳美蓉

玉米整稈覆蓋下小麥免耕播種機(jī)研究    鄭東旭,姜海勇,李兵,李洪文,張晉國

農(nóng)田蒸散、土壤蒸發(fā)與水分有效利用    王會(huì)肖,劉昌明

水:我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)路重點(diǎn)    劉巽浩

農(nóng)業(yè)機(jī)器的隨動(dòng)控制導(dǎo)航    應(yīng)火冬,Carr-West M,Matin P

帶狀粉碎免耕播種機(jī)的試驗(yàn)研究    張晉國

壩上地區(qū)推廣機(jī)械化保護(hù)性耕作需注意的問題    劉廣儒;

發(fā)揮購機(jī)補(bǔ)貼對(duì)保護(hù)性耕作的促進(jìn)作用    馬根眾;

農(nóng)業(yè)部公布保護(hù)性耕作玉米免耕播種機(jī)推薦機(jī)型名單    

小麥免耕播種存在的問題與對(duì)策    竇樂智;童涵;胡文芳;

東北地區(qū)保護(hù)性耕作研究進(jìn)展與建議    李寶筏,楊文革,王勇,邱立春,吳仕宏,王瑞麗,林靜

2BMG-18型免耕精少量播種機(jī)    周良墉;

免耕播種機(jī)械化技術(shù)分析    林靜;陳英心;李立新;

2BFM型小麥免耕施肥播種機(jī)的開發(fā)及意義    王鳳花,王衛(wèi)華,李素欣,于彬

凱斯空氣變量播種機(jī)的幾大優(yōu)勢(shì)    肖雷;李明;

2BQM-2型免耕氣吸播種施肥機(jī)的研制與試驗(yàn)    尤曉東;張旭;劉忠澤;徐迪娟;章惠全;

東北地區(qū)保護(hù)性耕作研究進(jìn)展與建議    李寶筏;楊文革;王勇;邱立春;吳仕宏;王瑞麗;林靜;

保護(hù)性耕作條件下深松機(jī)具的研究現(xiàn)狀與展望    王瑞麗;李寶筏;邱立春;林靜;

天津市保護(hù)性耕作技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目中期評(píng)估報(bào)告    

機(jī)械化保護(hù)性耕作與可持續(xù)生態(tài)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)研究    陳生正;苗富才;

河北省保護(hù)性耕作技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目中期評(píng)估報(bào)告    

保護(hù)性耕作的發(fā)展    高煥文;

保護(hù)性耕作條件下農(nóng)田土壤的風(fēng)蝕特性試驗(yàn)研究    陳建強(qiáng);趙滿全;陳智;

我國保護(hù)性耕作發(fā)展趨勢(shì)與存在問題    李洪文;高煥文;王曉燕;李問盈;

保護(hù)性耕作與環(huán)境保護(hù)分析報(bào)告    費(fèi)國盛;

楔刀型免耕開溝器的試驗(yàn)研究    姚宗路;高煥文;李洪文;王曉燕;

山東保護(hù)性耕作創(chuàng)造上佳效益    李清明 馬根眾

保護(hù)性耕作為農(nóng)民節(jié)本增收200億元    林元

保護(hù)性耕作仍是扶持重點(diǎn)    記者 張?zhí)矣?/span>

山西省 保護(hù)性耕作面積再添百萬畝    晉訊

認(rèn)真落實(shí)工程規(guī)劃 山東保護(hù)性耕作趁勢(shì)而上    竇樂智

保護(hù)性耕作讓連云港農(nóng)民種地舒坦了    萬民

保護(hù)性耕作機(jī)械化技術(shù)推廣潮涌齊魯大地    李清明　竇樂智

“懶漢種田法”引發(fā)耕作革命    本報(bào)記者 郭樹勛

大旱之年顯成效 推廣尚有三難題    本報(bào)記者 馬小林

石家莊市推廣保護(hù)性耕作    倪景倉

機(jī)電伺服觸覺式秸稈導(dǎo)向系統(tǒng)試驗(yàn)研究    魏延富

免耕播種機(jī)關(guān)鍵部件及其參數(shù)化設(shè)計(jì)方法研究    白曉虎

玉米免耕播種機(jī)切茬挖茬裝置研究    蔣金琳

東北壟作免耕播種機(jī)關(guān)鍵部件研究與整機(jī)設(shè)計(jì)    包文育

帶狀粉碎免耕播種機(jī)的試驗(yàn)研究    張晉國

保護(hù)性耕作對(duì)旱區(qū)小麥—菘藍(lán)輪作土壤生態(tài)及作物生理特性的影響    楊江山

黃土丘陵溝壑區(qū)保護(hù)性耕作條件下土壤物理性質(zhì)及水土流失研究    王立

一年兩熟地區(qū)機(jī)械化保護(hù)性耕作體系試驗(yàn)與分析    周興祥

保護(hù)性耕作防治土壤風(fēng)蝕的試驗(yàn)研究    臧英

旱地機(jī)械化保護(hù)性耕作徑流與土壤水分平衡模型試驗(yàn)研究    王曉燕

2BMF-4型玉米免耕播種機(jī)的研究    趙娟偉

小麥免耕播種機(jī)防堵裝置的設(shè)計(jì)研究    潘濤

四川稻田保護(hù)性耕作對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響研究    嚴(yán)潔

機(jī)械化保護(hù)性耕作專家系統(tǒng)研究    李偉

寧夏固原地區(qū)保護(hù)性耕作技術(shù)試驗(yàn)研究    張權(quán)

保護(hù)性耕作對(duì)豫西黃土坡耕地水肥動(dòng)態(tài)影響的研究    蘇子友

保護(hù)性耕作對(duì)旱地麥—豆雙序列輪作水分利用的影響    郭清毅

保護(hù)性耕作對(duì)塿土碳氮分布及性質(zhì)的影響    王彩霞

秸稈覆蓋度圖像處理識(shí)別及其對(duì)出苗率的影響    趙麗

三種小麥免耕播種機(jī)性能試驗(yàn)及其效果對(duì)比研究    楊彥光