变量施肥液压驱动控制系统硬件设计

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1、2015年10月农机化研究第10期变量施肥液压驱动控制系统硬件设计刘文浩，王熙(黑龙江八一农垦大学工程学院，黑龙江大庆163319)摘要:通过对国内外变量施肥驱动控制技术的研究与比较，进行了变量施肥液压驱动控制机构的整体设计;同时，阐明了其结构特点，确定了液压组件的型号、参数，并进行了转矩和功率校核计算;最后，对步进电机和其配套的驱动器、控制器的工作原理及型号如何选择进行了总结。关键词:变量施肥;液压驱动;变量控制中图分类号:S224．21文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)10－0235－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.10.053

2、工作时，机构主要由GPS天线向GPS接收机传输信0引言号，触摸屏计算机进行信号处理及操作指令的输入;精准农业是在现代化信息技术、生物技术、平衡然后，指令推动控制启动器，控制步进电机和地轮转施肥技术、自动测控技术及机电一体化技术等一系列速器工作。其中，GPS接收机、触摸屏计算机、控制驱高新技术的基础上发展起来的现代化农业生产技动器的供电由拖拉机稳压电源提供，步进电机带动液［1］术。其主要的技术支持是“3S”技术［全球定位系统压增扭器来使播种机排肥槽轮按照要求进行变量施(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感系统(ＲS)］、农业肥工作，液压输出由拖拉机自带液压提供。生产管理决策支持系统、

3、智能化农机系统和系统集成［2］技术。变量施肥技术为达到高产、优质、环保等目的，通过对作物养分平衡的研究，实现在每一个操作单元因［3］作物所需营养成分的差异而按需施肥。其可有效地避免物质在循环过程中造成的养分过盛及流失，减少化肥对环境的污染和破坏，同时提高肥料利用率、［4］降低成本、增加农民收入，提升国家农业生产水平。图1变量施肥驱动液压控制系统原理框图本文针对大型播种机在使用施肥机械时转速不Fig．1Blockdiagramofvariableratefertilizationdrivehydrauliccontrolsystem稳定及施肥不均匀的问题，提出并设计了一套新型变［5］量

4、施肥液压驱动控制系统，彻底克服了老式机械结2硬件配置与参数及工作原理构复杂、效率低、精度不高等缺点，可以提高农业投入2．1液压增扭器参数计算及选用产出率，也对发展我国国产自主知识产权起到一定促通过改变液压系统中的液压增扭器使驱动系统进作用。获得更大的动力和力矩，节省减速装置，易于完成复1控制机构整体设计杂工作。液压增扭器的主要选用标准是校验最大伺服速度、确定液压增扭器排量和校验稳定性。液压增对国内外变量施肥技术研究情况进行分析，在此扭器选用摆线转阀式，型号为YDZ－80。YDZ系列的基础上进行变量施肥机构的总体设计，如图1所示。液压动力转向器是可以输入很小的动力来获得较大收稿日期:2

5、014－10－14动力的液压元件，主要由1组转阀和1副内啮合摆线基金项目:国家高技术研究发展计划项目(2013AA040401)齿轮副组合而成，具有操作省力、灵活、平稳、结构紧作者简介:刘文浩(1990－)，男，黑龙江佳木斯人，硕士研究生，凑及安装使用方便等特点，可以代替转向器应用在不(E－mail)542207644@qq．com。方便安装液压转向油缸的工作系统中。当方向不转通讯作者:王熙(1962－)，男，山西新绛人，教授，博士生导师，(E－mail)ndwangxi@163．com。动时，油液直接回到油箱;当转动方向时，通过内部转·235·2015年10月农机化研究第10期阀供

6、给摆线齿轮副，将液压力转换为机械扭矩。其ω1－ω02β2==62．8rad/s(6)中，输出速度和方向盘相同，输出扭矩是手动扭矩和t1摆线齿轮的扭矩之和。当油泵损坏时，转向器和机械由转动定律，得到转矩为转向照常工作，但不产生扭矩。m2M1=J·β1=Ｒ·β1=0．68N·m2YDZ－80型扭矩转向器性能参数:排量为80mL/m2min，输入扭矩为3～5N·m，输入扭矩为70N·m，压M2=J·β2=Ｒ·β2=1．35N·m(7)2力为6～13MPa，额定流量为10L/min，最高转速为考虑对肥料的转矩作用，则有125r/min，最大输出为150N·m，最大背压为0．5MPa。VfYD

7、Z系列还有YDZ－100、YDZ－125、YDZ－160Ｒ=(8)K·W·Vm等型号，其区别在于排量、输出扭矩、额定流量及最高其中，Ｒ为施肥区域所需肥料量，Ｒ=1000转速的不同，其它性能参数相同。2～2500hm;Vf为肥料颗粒在落肥口的流速，kg/s;W2．2液压增扭器功率与转矩校核为施肥机施肥宽度;Vm为施肥机的施肥速度，Vm=2～如图2所示，外槽轮的直径为100mm，厚度为－45km/h=0．55～1．38m/s;K=10，常数。200mm，选用材