基于虚拟技术的水稻直播机牵引特性试验和结构优化设计

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1、南京应案嘎莲分类号二鐾趔=≥学号—20041—12024硕士学位论文基于虚拟技术的水稻直播机牵引特性试验和结构优化设计万志远指导教师釜撞雄熬援专业名称壅些扭撼丝王程研究方向扭电=焦他答辩日期三QQ主生盔屋．摘要基于虚拟技术的水稻直播机牵引特性试验和结构优化设计捅要机械直播作为一种节本省工的栽种技术，正在成为我国前景广阔的水稻机械化种植模式．为了使机械直播在经济性与实用性上占据更大的优势，在严格满足农艺要求的前提下，研制适用于多种配套动力、多种作业环境，可持续发展的组合式直播机具，显得尤为迫切。本文源于科研项目

2、“水稻少精量播种技术研究”关键环节之一，试制与手扶拖拉机配套的折腰转向四轮乘坐式底盘。项目合作单位已经开发出底盘样机，要求实施水田牵引特性试验，并进行结构优化设计。本文将虚拟技术应用于水稻直播机底盘的田问试验和结构优化设计：(1)本文基于虚拟仪器技术和传感器技术，自行开发出一种简易实用的测试系统．硬件方面，系统利用拉压力传感器、轮速传感器、数据采集卡和笔记本电脑实时监测田间工作状态；软件方面，系统利用虚拟仪器LabVIEW软件模块化的实现采样，分析、显示、存储和报警等功能，实现在线观察、控制和离线进一步处理．

3、经过田间试验验证，0～5m／s低速行驶下拉压力和轮速采样精度理想，测试系统工作可靠，稳定．∞通过对拉力信号和转速信号数据的进一步分析处理，绘制出样机底盘的牵引特性曲线，曲线表明：当直播机Ⅲ档条件下工作，加载约100kg负荷时，动力性和经济性较好．直播机底盘的极限载荷约为250kg．蟛(3)田间试验表明：车架的重量直接影响到直播机的工作性能，重量越大，行走轮下陷越严重，行走轮滚动阻力也急剧增大；船板的材料和形状对于底盘的牵引性能影响较大，选用低磨擦材料制作船板，改进船板形状并添加辅助装置，形成完全泥水膜润滑，均

4、可以显著降低土壤与船板问的摩擦．(4)针对直播机底盘的结构优化设计，本文利用多体系统动力学软件ADAMS，通过参数化的几何建模构建虚拟的牵引性能测试平台．以施加于驱动轮的力矩，动力机和底盘连接处的约束力作为主要评价指标，以影响底盘在潮湿路面通过性能的参教作为设计变量，包括前后轴距、质心位置、行走轮轮距、行走轮宽度等，分别进行设计研究，提出影响底盘性能的最佳参数为：轴距1．8m，质心位于轴正上方偏前o．1m，轮距1．5m，轮宽为O．15m；并用最优参数修改样机模型，以改变船板质量的方式施加模拟负载，进行虚拟试验

5、，分析得出机组在Ⅲ档工作的最佳负载150kg．关键词：水稻直播机；牵引特性试验；结构优化设计；LabVIEW；ADAMSⅢABSlnCTTheTractionCharacteristicTestandOptimalDesigningoftheStructureBasedonVirtualTechnologyforthePaddyDirecting-SeedingMachineABSTRACT11碓paddydirect-seedingmachinewi也lowerlabourandcosthasagreatf

6、uturein0111"country．Forthepurposeofwmn扭gagl'cateradvantageonecononlicandpracticalindex,Oilthepremiseofsatisfyingagriculturalneed,developingacombineddirea-se剃i．gmachineformultiplesmtedpower,variousworkconditionandsustainabledevelopment∞elllstohaveallinsisten

7、tdemand．．n地tllesisoriginatesfromoneofthekeyprocessoftheresearchitemcalledthelittlemadintensivepaddy．seedingtechnicalresearch．11lethesisappliesVirtualTechnologytothepaddyfieldtrialandoptimaldesigningoftheexistingchassis：(1)AimingaltheTractiona逝a髓丽sticTestOnt

8、heexistingchassisprototype,basedonVirtualInsmanentTechnologyandSensorTechnology,thethesisrealizesasimpleandappliedtestingsystem．Fromthehardwareaspect,thesystem∞丑watchstatusofthefieldbysensors，DAQcardan