微耕机耕深自动控制系统的设计与研究

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1、万方数据摘要微耕机是以小型柴油机或汽油机为动力的农业机械，具有质量轻、体积小、结构简单等特点。我国是一个农业大国，农业经营规模以家庭为主，丘陵和山地占地面积大，其地块小，起伏不平，不适宜用大型的农业机械。在这种情况下，我国从20世纪80年代末开始引进微耕机，2002年起，微耕机开始步入成熟阶段，机型和质量基本稳定。近年来，随着微耕机的快速发展和广泛应用，已经成功地解决了西南地区丘陵、山地大面积农田耕作的难题，但是越来越多的问题也表现了出来：(1)工作不平稳。微耕机工作时对土壤的适应性较差，机身振动较大；(2)耕深不稳定。微

2、耕机作业时，田块上下起伏不平整，尤其是山地丘陵地区田块，随着土壤状况的不断变化，耕深调节杆也不断上下起伏，导致耕深极不稳定；(3)传统微耕机要求操作人员不断地上抬下压扶手，对操作人员的劳动强度要求极高。为了解决上述问题，本论文结合耕深调节中的力调节方式，设计了一套微耕机耕深自动控制系统。该系统包括支架、耕深检测装置、控制装置、执行装置和配重组成。支架用于该系统的安装并将该系统与微耕机相连接。耕深检测装置由角度传感器、连杆和微耕机机架三部分构成，角度传感器用于检测连杆与微耕机机架之间的夹角，并将信号发送给控制装置；控制单元主

3、要完成对耕深值的处理、控制电机的正反转等功能，控制器接受到角度传感器发送来的角度信号后，在对应的几何关系基础上，通过内部算法计算得到此时的耕作深度，然后通过控制执行装置来调节微耕机阻力棒插入土壤的深度，使微耕机的耕深达到设定的耕深范围；执行机构由电动推杆和拖板构成，完成耕深的调节；阻力机构主要由直流电机和阻力棒构成，主要用于增加微耕机前进的阻力；配重为耕深调节提供正向压力，由配重块、12V铅酸蓄电池和控制装置等构成，蓄电池为整个系统提供电能。试验结果表明，安装了本课题设计的装置的微耕机耕深比未安装的微耕机要更稳定，耕深稳定

4、性变异系数为13％，具有一定的实用价值。该装置在使用中能有效地调节耕深，稳定耕深，对于减轻微耕机操作者的劳动强度，提高微耕机的工作效率有着积极的作用。关键词：微耕机耕深调节阻力机构调节机构自动控制万方数据西南大学硕士学位论文II万方数据，，D．e．signandResearchonMicroTillageMachine—cultivatedDepthAutomaticC6ntrolSystemABSTRACTMicrotillagemachineisaagriculturalmachinerywhichusesmalldi

5、eselorgasolineengine,hasthecharacteristicsoflightweight，smallvolume，simplestructureandSOon．Chinaisalargeagriculturalcountry,themainkindofmanagementisfamily,andthelargeareaofcultivatedlandishillsanmountainousareaswbjchissmallplotsandundulating，notsuitableforlargeag

6、riculturalmachinery。Inthiscase．ourcountrybegantointroducemicrotillageintwentiethCentury80attheendoft量ledecade，from2002，microtillagehasenteredamodelsandstablequalitymaturestage．Inrecentyears，withtherapiddevelopmentandwideapplicationofmicrotillage，theproblemsoflarge

7、areaoffarmlandofthehillyandmountainousregioninSouthwestChinahavebeensolved，butmoreandmoreproblemshavebeenshown：f1workisnotsmooth．Themicrotillageisbadtoadaptsoil．Itisvibratingverymuch；(2)thetillagedepthisnotstable．Ttillagedepthisnotstablebecausemefieldfluctuationun

8、even，especiallyfieldinmountainousandhillyareaswhenmicrotillageworking；(3)thetraditionalmicrotillageoperatortocarryonunderthepressureofthehaIld，laborstre