基于无人驾驶的步行插秧机辅助行走机构及其控制系统优化设计

发布时间：2025-01-04 03:52

　　水稻作为人类的主要粮食作物养育着世界近50%的人口,在人类的生存和发展中占有重要地位。水稻约占我国粮食总产量的40%,是我国第一大粮食作物,其生产关乎国家的粮食安全。然而近年来,一方面,随着人口增长,水稻需求量越来越大;另一方面,可耕地资源及农业从业人员的减少,提出对水稻生产更加高效、节约资源、减轻劳动强度和改善作业环境等要求,实现水稻栽植机械自动化作业是解决上述问题的有效途径,因此,研究智能化水稻栽植机械有着非常重要的意义。步行插秧机是三种类型(高速、普通乘坐和步行插秧机)中唯一双脚与土地接触的作业方式,由于北方寒地插秧季节气候寒冷,双脚与冰冷的土地接触,是一项非常艰苦的劳动,年复一年,很多农民患上了关节炎等疾病。步行插秧机由于其轻便、操作灵活、过埂和防陷性能好,特别适用于泥脚深的水田,是一种不可或缺的机型。无人驾驶技术可以免去农民下田的生产环节,产业化成本小(研制费用3000元左右),而且可以充分发挥回转式移栽机构的高效率。该研究以步行插秧机为平台,通过设计辅助行走机构代替人工驾驶,并设计遥控系统和末端气动执行系统实现步行插秧机智能化田间作业,主要研究内容包括:(1)通过分析步行插秧...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
英文摘要
1 引言
    1.1 研究背景
    1.2 基于步行插秧机的无人驾驶研究目的及意义
    1.3 智能化农业机械国内外发展现状
        1.3.1 国外发展现状
        1.3.2 国内发展现状
    1.4 智能化农业机械的发展趋势
    1.5 该研究的主要内容及方法
        1.5.1 研究的主要内容
        1.5.2 研究的技术路线图
2 步行插秧机及液压仿形升降系统
    2.1 步行插秧机的性能及参数
    2.2 液压仿形系统的工作原理
    2.3 液压升降系统的机构分析
    2.4 本章小结
3 辅助行走机构的理论分析及数学模型的建立
    3.1 辅助行走机构设计方案一
        3.1.1 辅助行走机构的工作原理
        3.1.2 辅助行走机构的机构分析
    3.2 辅助行走机构的运动学模型
    3.3 辅助行走机构的动力学模型
    3.4 辅助行走机构设计方案二的工作原理
    3.5 本章小结
4 辅助行走机构分析优化软件的设计与开发
    4.1 优化设计软件概述与流程
    4.2 优化设计软件的设计与开发
        4.2.1 优化目标的确定
        4.2.2 “参数导引”启发式优化算法
        4.2.3 优化设计软件的主要功能
    4.3 软件优化结果及分析
    4.4 本章小结
5 辅助行走机构的结构设计与虚拟仿真分析
    5.1 软件工作平台
    5.2 辅助行走机构虚拟样机建模与仿真流程
    5.3 辅助行走机构结构设计及建立虚拟样机
    5.4 辅助行走机构虚拟样机仿真及结果分析
    5.5 本章小结
6 控制系统设计与田间试验
    6.1 气动执行模块
    6.2 信号传输与处理模块
    6.3 物理样机试制及田间试验
    6.4 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：4022863