全向姿态调整农机履带底盘设计与试验

doi:10.13733/j.jcam.issn.2095‑5553.2024.08.020

摘要/Abstract

摘要： 为满足丘陵山地复杂地形农机行走与作业要求，设计全向位姿调整农机履带底盘。采用理论分析与三维参数化建模方法对该底盘的行走系统、横向调整机构和纵向调整机构等关键部件进行设计分析，电液调姿控制系统实时采集车身横向倾翻角和纵向翻滚角及各调姿液压缸位移等信息，实现在倾角连续变化的坡地上，底盘车身横向姿态与纵向姿态不断调整至水平。为验证该底盘的各项性能，以不同路况和地块为试验场地，反复多次试验整车通过性和稳定性，得到姿态调整机构坡度调平角度误差≤±1.5°、横向姿态调整角≤15°、纵向姿态调整角≥30°。为丘陵山地宜机化作业进一步改造提供参考和技术支持。

关键词: 横向调整, 纵向调整, 电液控制, 平行四杆, PID控制

Abstract: In order to meet the walking and operation requirements of agricultural machinery on hilly and complex terrain， the all‑directional position and pose adjustment of agricultural machinery track chassis was designed. The theoretical analysis and three‑dimensional parametric modeling methods were used to design and analyze the key components of the chassis， such as the walking system， transverse and longitudinal adjustment mechanism and so on. The electro‑hydraulic attitude adjustment control system collected the information of transverse and longitudinal roll angle and the displacement of the hydraulic cylinder of each attitude adjustment in real time， so as to achieve the realization on the slope with continuous change of inclination angle. Chassis body horizontal and longitudinal attitude were continuously adjusted to the horizontal. In order to verify the performance of the chassis， different road conditions and plots were used as test sites to repeatedly test the vehicle's passability and stability. The results showed that the Angle error of slope leveling of the attitude adjustment mechanism was ≤±1.5°， the Angle of transverse attitude adjustment was ≤15°， and the angle of longitudinal attitude adjustment was ≥30°. This study can provide reference and technical support for the further transformation of mechanized operation in hilly and mountainous areas.

Key words: transverse adjustment, longitudinal adjustment, electro?hydraulic control, parallel four?bar, PID control

中图分类号:

S817.11

吕凤玉, 李晓康, 贺成柱, 丁立利, 孙安, . 全向姿态调整农机履带底盘设计与试验[J]. 中国农机化学报, 2024, 45(8): 132-137.

Lü Fengyu, , Li Xiaokang, , He Chengzhu, , Ding Lili, , Sun An, . Design and test of agricultural machinery crawler chassis with omnidirectional attitude adjustment[J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 2024, 45(8): 132-137.

参考文献

[ 1 ] 周汉林，刘华，陈中武，等. 丘陵山地履带式多功能底盘的设计[J]. 现代农业装备， 2021， 42(5): 56-59.
Zhou Hanlin， Liu Hua， Chen Zhongwu， et al. Development of tracked multifunctional chassis in hilly and mountainous regions [J]. Modern Agricultural Equipment， 2021， 42(5): 56-59.
[ 2 ] 刘妤，谢铌，张拓. 小型山地履带底盘设计与仿真分析[J].机械设计， 2020， 37(6): 115-122.
Liu Yu， Xie Ni， Zhang Tuo. Design and simulation of small crawler chassis for mountain areas [J]. Journal of Machine Design， 2020， 37(6): 115-122.
[ 3 ] 刘妤，谢铌，张拓，等. 履带车辆软坡地面力学建模及行驶性能分析[J]. 机械设计， 2021， 38(3): 110-118.
Liu Yu， Xie Ni， Zhang Tuo， et al. Ground mechanic modeling andanalysis on driving performance of tracked vehicles on the soft slope road [J]. Journal of Machine Design， 2021， 38(3): 110-118.
[ 4 ] 陈继清，黄仁智，莫荣现，等. 基于RecurDyn小型绿篱修剪机履带底盘越障性能分析与仿真[J]. 中国农机化学报， 2020， 41(10): 89-98.
Chen Jiqing， Huang Renzhi， Mo Rongxian， et al. Analysis and simulation of obstacle crossing performance of tracked chassis of small hedge trimmer based on RecurDyn [J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization， 2020， 41(10): 89-98.
[ 5 ] 赵建柱，王枫辰，于斌，等. 农用仿形履带式动力底盘设计与试验[J]. 农业机械学报， 2014， 45(9): 20-24.
Zhao Jianzhu， Wang Fengchen， Yu Bin， et al. Research on all‑terrain profiling crawler power chassis [J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2014， 45(9): 20-24.
[ 6 ] 刘海燕. 履带行走机构的计算与选型设计[J]. 采矿技术， 2013， 13(4): 90-93.
[ 7 ] 杨福增，牛瀚麟，孙景彬，等. 山地履带拖拉机与农具姿态协同控制系统设计与试验[J]. 农业机械学报， 2022， 53(1): 414-422.
Yang Fuzeng， Niu Hanlin， Sun Jingbin， et al. Design and experiment of attitude cooperative control system of mountain crawler tractor and farm tools [J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2022， 53(1): 414-422.
[ 8 ] 高巧明，潘栋，张星，等. 全履带模块化无人农用动力底盘设计与仿真[J]. 农业机械学报， 2020， 51(S2): 561-570.
Gao Qiaoming， Pan Dong， Zhang Xing， et al. Design and simulation of entire track modular unmanned agricultural power chassis [J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2020， 51(S2): 561-570.
[ 9 ] 姚呈祥，袁建宁，潘金坤. 橡胶履带联合收获机仿形底盘行走系统设计与仿真[J]. 中国农机化学报， 2020， 41(2): 107-113.
[10] 杨腾祥，金诚谦，蔡泽宇，等. 履带式联合收割机横向调平底盘设计[J]. 中国农机化学报， 2020， 41(7): 1-8.
Yang Tengxiang， Jin Chengqian， Cai Zeyu， et al. Design and test of a leveling controlled chassis for track combine [J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization， 2020， 41(7): 1-8.
[11] Bietresato M， Mazzetto F. Stability tests of agricultural and operating machines by means of an installation composed by a rotating platform (the “Turntable”) with four weighting quadrants [J]. Applied Sciences， 2020， 10(11): 3786.

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[1]	王悦辰, 王纪章, 茆寒, 姚承志. 基于DDPG改进PID算法的堆肥翻堆作业反馈控制[J]. 中国农机化学报, 2024, 45(6): 184-190.
[2]	冯林, , 刘阳春, 王吉中, 李明辉, 马若飞, 张俊宁, . 畜牧养殖智能饮水控温系统设计与试验[J]. 中国农机化学报, 2024, 45(4): 72-78.
[3]	章海亮, 聂训, 黄招娣. 基于麻雀搜索算法优化的模糊PID控制方法研究[J]. 中国农机化学报, 2024, 45(4): 141-148.
[4]	扈凯, 张文毅, 祁兵, 纪要, 李坤. 四通阀控非对称液压缸系统控制器优化设计[J]. 中国农机化学报, 2023, 44(7): 140-146.
[5]	薛向磊, 郑航, 叶云翔, 俞国红, 武萌, 任宁. 定刀滑切式榨菜收获机设计与试验[J]. 中国农机化学报, 2023, 44(6): 48-55.
[6]	郭继杰, 温浩军, 缑海啸, 黄国聪, 景武辉. 推送式旋齿起膜机构设计与试验[J]. 中国农机化学报, 2023, 44(4): 40-49.
[7]	李洪兵, 罗洋, 张颖, 王雨凝, 欧俊, 崔浩. 基于模糊PID控制的NB-IoT果蔬农业物联网系统设计与试验[J]. 中国农机化学报, 2023, 44(1): 162-171.
[8]	崔迎港, 徐晓辉, 宋涛, 孙圆龙, 司玉龙. 基于SOA优化模糊PID的水肥控制系统研究[J]. 中国农机化学报, 2022, 43(3): 60-67.
[9]	宋卓研, 徐晓辉, 宋涛, 崔迎港, 司玉龙, . 基于PSO-BP优化PID模型的水肥控制系统研究[J]. 中国农机化学报, 2021, 42(9): 83-89.
[10]	董哲, 陆静平. 基于模糊PID控制的甘蔗收割机刀盘仿形系统设计及仿真^*[J]. 中国农机化学报, 2021, 42(11): 12-16.
[11]	郝子岩;李娜;邢雅周;姜海勇;高松岩;. 嫁接辅助机械臂控制系统仿真与试验[J]. 中国农机化学报, 2020, 41(9): 33-38+46.
[12]	郭成洋;刘美辰;高泽宁;周建国;陈军;. 基于改进人工势场法的农机避障方法研究[J]. 中国农机化学报, 2020, 41(3): 152-157.
[13]	张雨新;孙达明;. 基于PID模糊控制器的闭式泵控系统特性研究与分析[J]. 中国农机化学报, 2019, 40(11): 150-154.