机械毕业设计(论文)-液压控制变量播种系统设计及试验研究论文-液压类(含全套图纸).doc
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1、完整说明书和CAD图纸由扣扣249796576提供泵泵泵泵目 录泵泵泵摘 要 1泵关键词 1泵1 前言 2泵1.1 绪论2泵1.2 我国播种机发展现状3泵1.3 国内外研究及应用概况4泵1.4 研究的意义4泵2 排种器的选择 4泵2.1 排种器的技术要求4泵2.2 排种器结构设定5泵2.3 排种器工作原理6泵2.4 排种器工作特点6泵2.5 排种器相关参数分析 6泵 2.5.1排种轮角速度和角转速的确定6泵 2.5.2 计算每米播种的籽粒数7泵 2.5.3 排种轮上窝眼数的确定7泵3 播种机排种过程的影响与分析 7泵 3.1 影响播种量的主要因素 7泵 3.1.1 机具前进速度的影响7泵 3.
2、1.2 排种器类型的影响8泵 3.1.3 排种器转速与排种实验 9泵4 液压系统的设计及其整体方案确定10泵 4.1 液压系统设计要求10泵 4.2 液压控制变量播种液压系统设计的主要内容10泵 4.3 液压系统组成10泵 4.4 确定液压系统的压力和流量12泵 4.5 各主要液压器件选择及其工作原理12泵 4.5.1 变量柱塞泵12泵 4.5.2 液压马达13泵 4.5.3 电磁换向阀14泵 4.5.4 溢流阀14泵5 控制系统的设计 14泵 5.1 控制对象及要求14泵 5.2 控制装置的硬件设计15泵 5.2.1 单片机最小应用系统15泵 5.2.2 传感器系统电路的设计16泵 5.2.
3、3 播种量信号的输入17泵 5.2.4 控制脉冲的输出19泵 5.2.5 直流稳压电源19泵 5.3 软件编写与调试20泵 5.3.1 单片机调频原理及实现步骤20泵 5.3.2 查表方式及表格数据的确定20泵 5.3.3 控制系统流程21泵 5.4 系统硬件抗干扰措施 23泵 5.4.1 供电装置23泵 5.4.2 接地线设计23泵 5.4.3 去耦电容配置23泵 5.4.4 光电耦合器24泵 5.5 系统软件抗干扰设计 24泵 5.5.1 指令冗余措施24泵 5.5.2 软件陷阱的设计24泵6 试验及分析25泵 6.1试验设备 25泵 6.2 试验材料27泵 泵 6.3 试验系统工作方法原
4、理27泵 6.4排种器排种性能试验 27泵 6.4.1 排种器排种均匀性分析27泵 6.4.2 排种器各行排量一致性分析31泵 6.4.3 排种器转速与播量的关系32泵 6.4.4 不同转速下播量的误差分析33泵 6.4.5 液压马达转速验证34泵 6.4.6 试验结论35泵7 总结36泵 7.1 课题设计的优缺点 36泵 7.2 课题结论与讨论 36泵参考文献 37泵致谢 38泵泵41泵泵泵泵液压控制变量播种系统设计及试验研究泵学 生:曾洋泱泵指导老师:吴明亮泵(湖南农业大学东方科技学院,长沙 410128)泵泵摘 要:精准农业是当今世界农业发展的新潮流,是由信息技术支持的根据空间变异,定位
5、、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统,其基本涵义是根据作物生长的土壤性状,调节对作物的投入。播种机工作性能的优劣将直接影响到播种作业生产率及谷物出苗的质量。对播种机来说,排种器是它的核心部件,它对播种的质量起决定性作用。所以本文在对目前国内外播种机排种控制系统进行大量比较分析的基础上,研究设计了一种播种机排种自动控制装置并且能够实现变量播种的装置。本系统采用液压马达控制驱动排种器,可以通过调节阀块来实现不同状况下要求的播种量,液压马达和排种器转速与播种机作业速度一致。泵关键词:精准农业; 排种器; 液压系统; 变量播种泵Design of HydraulicVariables
6、 Control System and Test of Seeding泵Author:Zeng Yang-yang泵Tutor:Wu Ming-liang泵(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)泵泵Abstract:Precision agriculture is the worlds new trend of agricultural development, information technology support is the basis for s
7、patial variability, location, timing, implementation of a set of quantitative operation of modern agricultural technology and management system, its basic meaning is based on crop growth, soil properties, regulation of crop inputs. Planter performance will directly affect the merits of planting corn
8、 seedling productivity and job quality. On the planter, the metering device is its core component, it played a decisive role in the quality of planting. So this drill at home and abroad in the control system for a large number of seed on the basis of comparative analysis to study the design of a see
9、d planter and automatic control device to achieve variable seeding device. The motor control drive system uses hydraulic metering device can be achieved through the control valve blocks the requirements of different seeding rate conditions, the hydraulic motor and speed metering device consistent wi
10、th the seeder operating speed.泵Key words:precision agriculture;metering;hydraulic system;variable seeding泵泵泵1 前言泵1.1 绪论泵中国是一个农业大国,农业是国民经济的基础。传统农业的发展日益成熟,一味依赖高能源投入提高单产的潜力越来越小。同时,精准农业作为可持续农业的有效发展模式,有利于提高农产品产量和品质,高效利用资源,保护农业生态环境,保护土地等农业自然资源,代表着现代农业的发展方向。播种机械化是农业机械化过程中最为复杂也最为艰巨的工作。播种机械面对的播种方式、作物种类、品种变化繁
11、多,这就需要播种机械有较强的适应性和满足不同植物要求的工作性能。必须在较短的播种农时内,根据农业技术要求,将种子播到田地里去,使作物获得良好的发育生长条件。播种质量的好坏,将直接影响到作物的出苗、苗全和苗壮,因而对产量的影响很大。由于精密播种可以保证种子在田间最合理分布,播种量精确,株距均匀,播深一致,为种子的生长发育创造最佳条件,可以大量节省种子,减少田间间苗用工,保证作物稳产高产。因此,现代农业对精密播种机械的要求越来越迫切。据统计,精密播种能比传统条播增产1030然而目前采用的机械式排种装置有时难以保证精密播种的作业质量。传统播种机使用地轮驱动排种器,地轮阻力大,容易打滑。保护性耕作收获
12、后不翻耕,土壤表面至少有30的残茬覆盖,秸秆和杂草使地轮的附着力减弱,地轮打滑更加严重,播种均匀性无法得到保证。另外,生产中精密播种机播种量的调节也比较困难,传统的方法是经人工计算后,手动调换不同的链轮或排种器,费时费力,而且此种调节是有级的,很难达到精密播种要求。针对上述问题,本文研究了一种用于精密播种机的液压控制排种装置。泵本文所研究的系统采用液压马达驱动排种器。为使液压马达及排种器转速与泵播种机作业速度一致,系统采用智能控制器(单片机)测量播种机作业速度,并根泵据测得的速度动态调节油泵的排量实现液压马达与作业行走速度协调。由于地轮不再作为驱动排种轴的动力,所受阻力较小,能准确反映播种机的
13、真实作业速度,故用速度传感器测量地轮的转速,从而得出播种机的作业速度。泵1.2 我国播种机发展现状泵我国的播种机市场以传统的谷物条播机为主,与小型拖拉机配套的播种机及畜力播种机目前仍占主导地位。最近几年,我国的联合作业播种机市场发展也较快,其播种机机具主要有播种-施肥联合作业机、耕作-播种联合作业机、松土-施肥-覆膜-穴播联合作业机和施水-播种联合作业机等,目前又发展了铺膜播种联合作业机。泵我国从80年代末便开始研制精密播种机械。其中较早的代表机型主要有2BY-24压轮式谷物播种机,2BQ-6气吸式精密播种机等。由于种子质量、整地条件、机械制造水平及机器价格等因素制约,我国80年代主要是推广半
14、精量播种。为适应农村生产责任制的要求,大量推广了小型单体播种机。90年代以来,我国逐步推广精密播种机。精密播种机以作物种类分为玉米及大豆精密播种机、谷物(小麦)精密播种机、甜菜精密播种机;以配套动力分为小型、中型和大型播种精密播种机;以排种器形式分为机械式和气力式两大类精密播种机;机械式中又可分为垂直圆盘式、垂直窝眼式、锥盘式、纹盘式、水平圆盘式、带夹式等形式的精密播种机。泵播种机的类型很多,可以分为撒播机、条播机、点播机等等,无论是哪种播种机,它们的共同点都有一个主要构成部分排种部件或排种装置。所不同的,只是这个构成部分(排种装置)的简易复杂程度悬殊而已。对这个构成部分,在现代播种机上统称为
15、“排种器”。排种器是播种机的核心部件,是决定播种机特性和工作性能的主要因素。对播种机来说,其播种方式和播种的质量主要取决于排种器,排种器是播种机的核心部件。多年来,国内外对播种机的研究改进,其核心问题也是放在对排种器的设计研究上。排种器的种类很多,但按农业技术的播种方式可以把各类排种器归为三大类,即撒播排种器、条播排种器和点(穴)播排种器。泵1.3 国内外研究及应用概况泵 精确农业在国外发展很快,技术体系逐渐完善,已经成为主要发达国家农业发展的前沿性研究领域,变量播种技术则是其中重要一环。目前变量播种执行机构的种类主要分为:电控机械无级变速器型、电控液压马达型、电机直接驱动型等三种类型。国外对
16、精密播种机控制系统的研究和应用比较早,具有代表性的有美国cyclo-500型播种机上的电子控制系统和法国NODET气吸式播种机上的控制系统。在我国,湖南农业大学施祖强等研究了排种器的转速与排量的关系,得到了排种量与转速存在一定的变化趋势。刘忠军等对斜槽轮式排种器工作长度对排量的影响进行试验,得出通过调节斜槽轮长度调节播量不如调节排种器转速来调节播量的均匀性好。袁文胜等提出了通过改变播种机前进速度与排种器转速的传动比的方式来控制播种量的思路。泵1.4 研究的意义泵 我国当前面临农业资源匮乏、农田环境污染严重的问题,另外加入WTO农业市场竞争激烈,因此在我国实施精准农业示范和研究工作具有重要的战略
17、意义,将大力促进农业的可持续发展,而精量播种技术的研究是其重要组成部分之一。它能调动土壤生产力,以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入,并改善环境,高效地利用各类农业资源,取得经济效益和环境效益。泵2 排种器的选择泵 排种器是种子群体与植株个体之间的转换环节,其前端是混沌的不定量集合散粒体,不具有个体属性和农艺栽培所必须的播种属性,不能赖以出苗成长或收获。只有当定量分离的种子被先后有序的定植于土壤中特定的坐标位置以后,种子才最终获得了播种属性。因此,排种器是播种机的核心和关键部件。泵2.1 排种器的技术要求 泵 排种器的技术要求大体上有以下几个方面:泵1. 排种器排种均匀稳定,排种均匀
18、性不受外界条件变化而产生严重影响。一台播种机的排种量应保持一致。泵2. 不损伤种子。泵3. 播种调节范围要大。泵4. 通用性好。泵5. 工作可靠,不易堵塞。泵2.2 排种器结构设定泵排种器是播种机的核心部件,排种器的充、排种机理不合适直接影响播种质量。因此排种器的结构和充排种机理的研究始终是研究精密播种机的主导因素。目前国内外理论上研究的排种器均达到了较高的水平,从机械式、气力式到电磁振动式等都有较为成功的机型。但这三类排种器又各有其优缺点。机械式由于结构简单,制造容易,排种精度较高而得到较为广泛的应用。但对种子尺寸要求较为严格,伤种率高,不适应于高速作业;气力式对种子尺寸要求没有机械式严格,
19、适应于较高速度播种,种子损伤率低,但结构复杂,造价高,气密性要求高,噪音大,实际应用于田间作业的机型不多,大多应用于室内工厂化育秧;电磁振动式具有排量稳定,尺寸要求不严格,种子损伤率低,特别适合流动性差的种子,但排种均匀性差,造价高,工作环境的影响较大,不适宜于田间作业,大多也应用于室内工厂化育秧。泵市场上现有的一些机械式排种器如外槽轮排种器、组合内窝孔精密排种器、泵倾斜圆盘勺式排种器、多功能精密播种机排种器等均按“一器一行”设计,即一个排种器只能完成一行作物地播种,对于组装到播种机上作业时实现6行或更多泵行的播种时,机组的宽度尺寸很大,每行排种器的播种量调节装置不能同步调整,每行播种量不一致
20、,播种量的调整不方便。另外,有的排种器无泄种装置,某个泵品种的种子播种完毕或每个工作日播种完毕,料斗中剩余的种子无法泄出,从而发生混种或浪费。由于油菜籽粒形状规则,为近似球形,且流动性较好,综合各种因素,决定采用偏心轮型孔式排种器,结构如图1所示。偏心型孔轮式排种器。主要由主轴、型孔轮、左侧面板、平键、小齿轮、卡环、护种环、中间壳体、联接螺钉螺母、右侧面板、压板、压板螺钉、毛刷、播种量调节插板、泄种板等组成。该排种器可完成三行油菜种子的播种工作,大大缩小了播种机组的宽度尺寸。为了方便某个品种的种子播种完毕或每个工作日播种完毕将多余的种子泄出,设置了一个泄种板,就可快速清除排种器内的残余种子。为
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