水田旋耕機(jī)平地系統(tǒng)的設(shè)計與試驗研究.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，但因其造價昂貴、配套設(shè)備多，難以大面積推廣應(yīng)用。為此，本課題開展了與水田旋耕機(jī)配套使用的平地系統(tǒng)研究，利用電液控制技術(shù)實現(xiàn)平地裝置的自動調(diào)平，提高耕整地作業(yè)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，具有重要的實用價值。主要研

2、究內(nèi)容如下:
　　(1)針對水田硬底層不平、旋耕機(jī)刀輥旋轉(zhuǎn)時機(jī)器振動過大等因素造成機(jī)具耕整作業(yè)后，田面平整度低的問題，構(gòu)建了一套與水田旋耕機(jī)配套使用的平地系統(tǒng)，通過電液控制的方式，實現(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)干涉檢測與運(yùn)動學(xué)仿真。
　　(2)通過對系統(tǒng)控制運(yùn)動要求的分析，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;對相關(guān)的液壓元件的參數(shù)進(jìn)行了計算和選型;確定了液壓系統(tǒng)中的原動力由平均傳動比1:2的鏈傳動的形式提供。
　　(3)運(yùn)用SimHydraulics對液壓系統(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)動位移、速度以及流量隨時間變化關(guān)系;通過模擬的電平信號控制電磁換向閥的啟閉狀態(tài)，對液壓系統(tǒng)中液壓缸控制、調(diào)節(jié)的可靠性進(jìn)行了分析;通過對實際液壓系統(tǒng)的調(diào)試試驗，將液壓缸的伸、縮平均速度分別調(diào)為1.72cm/s

4、、2.51cm/s;并對仿真結(jié)果和實際調(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，傾角傳感器為檢測裝置，完成了控制器控制系統(tǒng)硬件電路部分的設(shè)計，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，包括主程序模塊、顯示程序模塊、傾角測量程序模塊

5、以及I2C通信模塊等，對整個程序進(jìn)行了編譯;結(jié)合硬件電路，對控制器控制系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試試驗，調(diào)試結(jié)果表明，控制器控制系統(tǒng)能在檢測的傾角大于閾值時，向相應(yīng)端口輸出控制信號。
　　(5)水田旋耕機(jī)平地系統(tǒng)與現(xiàn)有水田旋耕機(jī)耕整效果對比試驗表明: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，實現(xiàn)對平地拖板的水平調(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