具有避桩功能的液压驱动式再生稻收割机底盘的研究

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在我国南方丘陵地区再生稻的头季收割机械化程度较低,受梯田种植模式的影响,某些地区仍采用人工收割的方式来收获头季再生稻,工作效率低。对于现有的再生稻收割机型来说,其存在的最大问题就是在进行头季稻收割的过程中整机易下陷,并且容易对稻桩造成成片的碾压,从而影响再生稻第二季的产量。针对这些问题,本文提出了驱动轮躲避稻桩的思路,并设计出一种具有避桩功能的驱动轮轮距可调的液压驱动式再生稻收割机底盘。其具有驱动力矩大、通过性能好的特点,而且该底盘具有避桩功能,一定程度上能降低稻桩的碾压率。全文主要从以下几个方面着手进行研究:(1)通过对具有避桩功能的再生稻收割机底盘的设计要求进行分析,拟定了静液压驱动的轮式收割机方案,采用数字液压缸+车轮液压马达的组合来同时实现再生稻收割机驱动轮旋转及侧移功能,并设计了相应的静液压驱动系统。(2)对再生稻收割机进行了动力学分析,确定液压系统的工作压力,并根据分析所得的负载参数对关键的液压元件及其配套动力源进行了计算选型。(3)利用AMESim软件对所设计的液压驱动系统进行仿真分析,通过建立液压系统仿真模型、定义液压元件的工作参数以及运行仿真,验证了所设计的液压回路运行的可行性及计算选型的合理性。(4)利用ANSYS对所设计收割机底盘机架进行模态分析,并同发动机的激振频率进行对比,避免共振现象的发生。使用ANSYS Workbench对驱动轮同轴线转接件进行静力学分析设计,确保其能满足工作强度要求。并对收割机底盘的驱动轮侧移导滑机构、割台及脱粒机构动力输入装置等关键部件进行计算设计,利用Solidworks软件完成整机的三维建模。(5)通过对稻桩周边环境进行分析,设计了一种机械式探测装置来获取稻桩信息。并将其同侧移量反馈装置、信号处理装置以及避桩动作执行装置通过设计电路组建成避桩控制系统。(6)通过分析避桩控制系统中所传递的各个信号之间的关系,建立了理论数学模型,并拟定了避桩控制系统的执行程序流程,最后通过模拟试验对所建立的数学模型的合理性以及避桩控制程序的可行性进行了验证。
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