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山地橘园单轨运输车的避障与定位系统

山地橘园单轨运输车的避障与定位系统

作者：贾闯昆明理工大学

学位级别：硕士

目前,我国已经跃居成为世界第一柑橘生产国,采用单轨运输车作为柑橘采摘运输工具,可提高柑橘的采摘效率和降低人员劳动成本。但由于柑橘多种植在山地和地形较为复杂地区,立地条件差,运输车在运行工作中存在的安全性低,高效性差等问题。... 详细信息

目前,我国已经跃居成为世界第一柑橘生产国,采用单轨运输车作为柑橘采摘运输工具,可提高柑橘的采摘效率和降低人员劳动成本。但由于柑橘多种植在山地和地形较为复杂地区,立地条件差,运输车在运行工作中存在的安全性低,高效性差等问题。针对单轨运输车存在问题,本课题研发一款运输车智能化设备,确保运输车安全性和高效性,从而,进一步推进我国柑橘采摘运输工具的机械化、自动化和标准化水平。为提升电驱动单轨运输车在山地柑橘实际运输的安全性及工作效率,设计了一款可远程遥控的山地果园单轨运输车避障系统与定位系统。避障系统采用超声波测距技术,通过对收发超声波的时间计算,判断运输车前方有无障碍物及有障碍物的间距来控制运输车避障停车;定位系统采用RFID无线射频技术,通过读写器探测轨道旁标签,读取标签信息确定运输车运行方位。将避障系统与定位系统安装在单轨运输车上进行实地试验,证明避障系统与定位系统的可行性。主要工作与成果如下：1.研制出一款超声波测距避障系统,可实现对运输车避障功能;避障系统对轨道上障碍物横截面越小,单轨车运行速度越快,避障成功率越低;避障系统安装在车头正前方中垂线上距轨道垂直高度10cm可实现最佳安全避障,避障距离范围在37～65cm。2.研制出一款RFID无线射频定位系统,运输车的行驶速度介于0.2～0.6 m·m-1。时,正确读取标签次数与理论值的吻合度介于97%～60%,速度越快,吻合度越低;在运输车的工作速度范围内,系统可实现匹配标签与位置信息、容错和纠错等功能;运输车在正常工作状态下,系统能够保证驶过一个标签时成功读取该标签信息1次以上,可成功将读取每个标签信息并正确反馈所对应的位置。3.单轨运输车避障与定位整机系统可以实现避障停车,并将停车方位反馈到用户的遥控器显示器在线显示运输车方位的功能,也可以实现根据采摘运输需求到达事先设定位置。本课题研究的实现单轨运输车避障与定位功能,提高了单轨运输车的智能化,为以后研究单轨运输车智能装备等技术提供了有效地参考价值。

关键词：山地橘园单轨运输车避障 RFID定位

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林用单轨运输车液压传动系统的设计研究

林用单轨运输车液压传动系统的设计研究

作者：龙萍北京林业大学

学位级别：硕士

现有的林用单轨运输车机械传动方式存在一些亟待解决的问题。首先,多个挂车由一台牵引机牵引,分配到每个挂车上的牵引力小,则额定载重量较小;但实际林业生产中需要运输的木材等林产品的重量远超于现有单轨运输车的额定载重量,因此需要... 详细信息

现有的林用单轨运输车机械传动方式存在一些亟待解决的问题。首先,多个挂车由一台牵引机牵引,分配到每个挂车上的牵引力小,则额定载重量较小;但实际林业生产中需要运输的木材等林产品的重量远超于现有单轨运输车的额定载重量,因此需要牵引机提供巨大的牵引力,但会带来结构庞大的问题。其次,现有单轨运输车的机械制动存在易磨损失效的问题。另外,现有单轨运输车的驱动和制动难于实现自动控制。因此,本研究采用液压传动方式替代原机械传动方式。本研究首先根据单轨运输车的运行工况及作业流程,分析了整体设计方案;然后对不同工况下的阻力产生进行说明,并计算得到最大阻力及阻力功率,为下一步液压系统的设计计算提供基础数据依据;最后设计出了单轨运输车液压传动的系统图,对其工作原理进行了详细分析,并对关键的液压元件进行了选型计算。本研究采用了转速感应控制技术解决负载转矩、液压系统压力和流量与发动机转速和转矩之间的匹配问题,保证不同工况下单轨运输车能正常运行;基于液压仿真软件AMESim对转速感应控制阀的工作特性进行建模仿真,仿真结果得到影响转速感应控制阀输出的控制压力的主要影响因素及变化规律。另外针对单轨运输车由于工况剧烈变化情况下引起系统压力突然升高,高压溢流阀频繁开启导致功率损失并产生热量的问题,本研究采用了具有压力调节作用的压力切断阀来解决;基于AMESim对压力切断阀的静态特性进行仿真分析,仿真结果表明压力切断阀能够有效降低系统突然升高的压力,从而减少高压溢流阀的开启频率,缓解系统发热问题。

关键词：单轨运输车液压传动 AMESim 转速感应控制阀压力切断阀

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丘陵山地无人驾驶单轨运输车设计

中国农机化学报 2016年第12期37卷 127-130,156页

作者：柳国光楼婷婷徐锦大王涛姚爱萍童一宁浙江省农业机械研究院浙江金华321017

针对丘陵山地农业生产运输困难的情况,设计了一种无人驾驶山地单轨运输车。该单轨运输车采用离心离合器控制汽油机动力通断,由滚轮齿条机构实现驱动;设计有定速、停车和紧急制动三套制动装置用于稳定速度、装卸货停车和2倍以上超速急停... 详细信息

针对丘陵山地农业生产运输困难的情况,设计了一种无人驾驶山地单轨运输车。该单轨运输车采用离心离合器控制汽油机动力通断,由滚轮齿条机构实现驱动;设计有定速、停车和紧急制动三套制动装置用于稳定速度、装卸货停车和2倍以上超速急停;采用由停止杆控制停车、人工完成装卸货作业后介入启动的方式实现运输车在无人驾驶情况下运行;轨道根据地形铺设,可适应各种地形需求。试验表明,该单轨运输车运行平稳、可靠,最多可装载300kg,最大爬坡角度为35°,能满足丘陵山地运输作业。

关键词：单轨运输车山地丘陵滚轮齿条无人驾驶

基于GPRS的单轨林果运输车无线定位测速方法

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北京林业大学学报 2011年第2期33卷 110-114页

作者：高林薛慧霞李文彬杨锴王璐北京林业大学工学院

为及时掌握单轨林果运输车位置及速度信息,提出一种基于GPRS无线通讯技术的单轨林果运输车定位及测速方法。采用嵌入式处理器ARM9作为运输车车载控制仪及远距离地面控制器的核心处理器,并利用旋转编码器提供单轨车位置及速度原始信息,通... 详细信息

为及时掌握单轨林果运输车位置及速度信息,提出一种基于GPRS无线通讯技术的单轨林果运输车定位及测速方法。采用嵌入式处理器ARM9作为运输车车载控制仪及远距离地面控制器的核心处理器,并利用旋转编码器提供单轨车位置及速度原始信息,通过GPRS技术实现无线数据传输及控制。阐述了该定位测速方法的部分软件及硬件设计,并对无线数据传输时间进行了测试,同时提出了改进方案。

关键词：单轨运输车嵌入式处理器ARM9 位置速度测量 GPRS无线通信

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适用山地果园的电动单轨运输车

江科学术研究 2023年第1期18卷 96-101页

作者：黄昌海徐亮李佳昌邱香江西科技学院人工智能学院不详江西科技学院科研处(学科办)

根据山地农业生产运输需要,结合三下乡的调研情况,对山地电动单轨运输车的动力参数选择、传动方案、结构造型等进行设计计算,并对运料装置进行翻转控制、完成控制系统的设计方案,得到了较为完整的符合我国农业国情的山地果园生产运输装... 详细信息

根据山地农业生产运输需要,结合三下乡的调研情况,对山地电动单轨运输车的动力参数选择、传动方案、结构造型等进行设计计算,并对运料装置进行翻转控制、完成控制系统的设计方案,得到了较为完整的符合我国农业国情的山地果园生产运输装置,达到了高效率、低成本的运输效果,为丘陵山地地区的农业种植带来便利。

关键词：山地果园单轨运输车电动农业

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单轨运输车载物厢振动测试及模态分析

单轨运输车载物厢振动测试及模态分析

作者：张成龙江苏大学

学位级别：硕士

山地果园单轨运输车因其结构、安装和使用地形等条件的限制,作业时产生的振动与噪声,对整机性能、使用寿命及所运输的果品品质,都产生较大的不利影响,但目前对单轨运输过程中振动的分析及减振措施的研究,仍处于起步阶段,因此,开展果园... 详细信息

山地果园单轨运输车因其结构、安装和使用地形等条件的限制,作业时产生的振动与噪声,对整机性能、使用寿命及所运输的果品品质,都产生较大的不利影响,但目前对单轨运输过程中振动的分析及减振措施的研究,仍处于起步阶段,因此,开展果园单轨运输车载物厢振动测试及模态分析具有重要的实际意义。本文针对ZC-3GBYD-300型山地果园轨道运输车,研究其载物厢在不同工况下的振动情况并对其结构进行优化。在Solidworks中建立载物厢的参数化模型,理论分析其静应力和模态振型;利用动态信号测试系统、三向加速度传感器、PCB力锤对载物厢进行模态试验并分析;建立不同的载物厢支撑滚轮位置轨道所受最大弯矩的数学模型,选择合适的载物厢安装轮距对载物厢进行坡地性能试验,对载物厢的振动情况进行检验。主要研究内容和结果如下:(1)单轨运输车轨道最大弯矩分析及变轨装置结构设计轨道上相邻两支撑杆的间距一定时,根据不同的载物厢支撑滚轮间距轨道所受的最大弯矩不同,建立轨道长度、支撑架间距和轨道所受最大弯矩的数学模型,为单轨运输车载物厢的设计安装、轨道铺设提供理论参考。对单轨运输车变轨装置进行结构设计及振动测试,并分析了变轨装置对载物厢振动的影响。确定了单轨运输车变轨装置的主要参数:固定台架长2 m;角度调节范围00°。(2)载物厢振动测试分析对ZC-3GBYD-300型单轨运输车在空载和满载全油门条件下,进行怠速、水平、上坡、下坡、转弯等10种工况下的振动测试。分析得出单轨运输车的振动,主要是由发动机的燃烧力矩以及发动机的一阶、二阶惯性力距引起的。空载转弯时,整机在X、Y、Z三个方向的振动幅值相比其它工况最大增加了73.5%、83.9%、78.5%;满载转弯时,分别增加了88.4%、83.1%、79.5%。当载物厢满载时,货物对整机的振动有一定的吸收作用。(3)载物厢三维建模及模态分析在Solidworks中建立单轨运输车载物厢的参数化模型,并对其进行静应力分析和模态分析,得到其模态频率和振型。使用PCB力锤、动态信号测试系统、三向加速度传感器对载物厢进行模态试验,得到载物厢试验模态频率和振型并将其与模型值对比。通过增加载物厢两端的管件厚度以及在载物厢两侧面加装横杆的方式改变其固有频率进行优化,载物厢的第2阶、第4阶固有频率由原来的56.120 Hz和64.347 Hz调整为59.746 Hz和66.632 Hz。成功避开了载物厢全油门满载转弯时发动机的燃烧力矩激励频率,有效避免了载物厢转弯作业时共振的发生,可改善其在果品运输时产生的机械损伤。(4)载物厢坡地振动性能试验以优化后的单轨运输车载物厢为对象进行试验,研究不同坡度、载货质量和轨道安装角度对其振动幅值Y和摆动角度Y的影响。采用Design-Expert软件进行试验设计,对影响单轨运输车载物厢的三个因素,行进速度X、载货质量X、轨道安装角度X进行单因素和多因素交互作用分析。结果表明,各因素对振动幅值Y的影响由大到小为:X>X>X;对摆动角度Y的影响由大到小为:X>X>X。

关键词：山地果园单轨运输车振动测试载物厢模态分析

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基于深度相机的山地果园运输车避障系统设计

中国农机化学报 2021年第2期42卷 115-120页

作者：李震颜少华洪添胜吕石磊华南农业大学电子工程学院广州市510642 国家柑橘产业技术体系机械化研究室广州市510642 广东省山地果园机械创新工程技术研究中心广州市510642 华南农业大学工程学院广州市510642

为避免山地果园单轨运输车在运行过程中碰撞到作业果农、牲畜、大型石块等障碍物,提高果园作业的安全性和稳定性,采用深度相机基于渡越时间法设计一套山地果园单轨运输车避障系统。该系统运行时由深度相机获取运输车通行通道障碍物信息... 详细信息

为避免山地果园单轨运输车在运行过程中碰撞到作业果农、牲畜、大型石块等障碍物,提高果园作业的安全性和稳定性,采用深度相机基于渡越时间法设计一套山地果园单轨运输车避障系统。该系统运行时由深度相机获取运输车通行通道障碍物信息,经过运行Linux系统的树莓派车载电脑进行数据处理,做出决策后下发标志位信号至运输车控制中枢Stm32微控制器,控制电机改变运动状态。试验结果表明:该系统对于障碍物识别率为100%,对于符合修剪要求的干扰型侧枝,其误触率在8%以下,避障最小制动距离为101 cm,系统最大延时0.475 s。

关键词：单轨运输车山地果园避障系统深度相机深度测量目标检测

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丘陵山区果园单轨输运设备综述

现代农业科技 2021年第11期 163-164页

作者：陈雪杨静刘东琴陕西省农业机械研究所陕西咸阳712000

本文介绍了丘陵山区果园对运输设备的需求,阐述了国内外运输设备不同运输方式的发展情况和结构、工作概况,重点分析了单轨果园输运车的特点,如操作简单、地形适应性强,能满足不同作业区域的农资、农产品运输需求;设置有终端限位、限速... 详细信息

本文介绍了丘陵山区果园对运输设备的需求,阐述了国内外运输设备不同运输方式的发展情况和结构、工作概况,重点分析了单轨果园输运车的特点,如操作简单、地形适应性强,能满足不同作业区域的农资、农产品运输需求;设置有终端限位、限速、手动和紧急制动等装置,可确保运输安全。在此基础上,详细介绍了市场上现有单轨运输车机型情况及其对陕西省丘陵山区果园的适用性。丘陵山区果园单轨运输车减少了劳动力成本开支,也降低了果农的劳动强度,为丘陵果园的大面积种植和采摘奠定了技术基础。

关键词：果园输运设备单轨运输车丘陵山区