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履带拖拉机液压控制差速转向系统设计与试验

农机化研究 2022年第2期44卷 253-258,263页

作者：毛智琳蒋建东章沈强彭铭广孙海平卜洋星光农机股份有限公司浙江省智能农机重点企业研究院浙江湖州313017 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室杭州310014

履带拖拉机控制液压变量柱塞泵的流量和方向驱动液压马达,液压马达动力和发动机传入变速箱的动力汇合,实现行驶和差速转向。现有技术存在两方面问题:一是倒车时方向盘转向和车辆驾驶习惯相反;二是在停车和行驶时会停不稳、行驶跑偏。为... 详细信息

履带拖拉机控制液压变量柱塞泵的流量和方向驱动液压马达,液压马达动力和发动机传入变速箱的动力汇合,实现行驶和差速转向。现有技术存在两方面问题:一是倒车时方向盘转向和车辆驾驶习惯相反;二是在停车和行驶时会停不稳、行驶跑偏。为此,通过对液压油路进行设计和增设控制阀等方法,实现了倒车时正常转向功能;设计了双定位精准调节机构,使液压泵阀芯零位偏心量可调±2.0°,并在零排量处锁定。样机试验表明:操控方向盘倒车转向和常规车辆一样正常;停车稳定可靠,测定100m跑偏量≤3.5m,消除了安全隐患。

关键词：履带拖拉机液压控制差速转向精准定位调节

自走式静液压驱动履带拖拉机的运动控制的设计

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农机化研究 2023年第11期45卷 242-246页

作者：龙凤凉王志辉汤轩湖南工业职业技术学院长沙410208 长沙职业技术学院长沙410217

静压驱动履带拖拉机在田间作业时具有较高的环境适应性与较高的工作效率,是目前应用最为广泛的农业拖拉机之一。为此,通过将履带拖拉机模型和液压驱动泵电机模型与转速调节控制方案相结合,设计了静液压驱动履带拖拉机的运动控制系统。... 详细信息

静压驱动履带拖拉机在田间作业时具有较高的环境适应性与较高的工作效率,是目前应用最为广泛的农业拖拉机之一。为此,通过将履带拖拉机模型和液压驱动泵电机模型与转速调节控制方案相结合,设计了静液压驱动履带拖拉机的运动控制系统。以履带式拖拉机的质心速度和旋转角速度为输入,基于Matlab/Simulink工具箱建立并验证了静压驱动履带式拖拉机运动控制系统,并对静液压驱动履带拖拉机转向和直线行驶的运动进行仿真分析。仿真结果表明:在模糊PID控制器的控制下,静液压驱动的履带式拖拉机能够转向并沿直线行驶,可达到自走的目标,仿真结果相对误差小于10%,可为履带拖拉机转向动力学研究提供参考。

关键词：履带拖拉机自走式静液压驱动装置

基于高斯混合模型的履带拖拉机转弯半径控制方法

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农业机械学报 2020年第S1期51卷 557-563页

作者：王猛赵博王长伟李宏伟刘阳春方宪法中国农业机械化科学研究院土壤植物机器系统技术国家重点实验室北京100083

履带拖拉机采用差速转向,转向可控性差,影响自动导航性能,为提高履带拖拉机自动导航的性能,以液压传动控制行星差速转向履带拖拉机为研究对象,建立履带拖拉机转弯半径数学模型。构建每个控制量下转弯半径均值和方差计算方法,建立基于卡... 详细信息

履带拖拉机采用差速转向,转向可控性差,影响自动导航性能,为提高履带拖拉机自动导航的性能,以液压传动控制行星差速转向履带拖拉机为研究对象,建立履带拖拉机转弯半径数学模型。构建每个控制量下转弯半径均值和方差计算方法,建立基于卡尔曼滤波和局部加权回归的转弯半径均值和方差更新方法。分别针对直线路径跟踪和掉头建立基于高斯混合模型的履带拖拉机转弯半径控制方法。采用纯跟踪算法分别以不同的初始位置偏差进行自动导航仿真试验,得到导航轨迹、位置偏差和角度偏差。以农夫NF702型履带拖拉机为平台,分别以不同车速进行导航试验,试验结果表明,在初始航向角为0,车速分别为1.0、1.5 m/s时,导航平均误差分别为-0.62 cm和0.28 cm,导航误差绝对值极值分别为10.14 cm和8.10 cm,导航误差绝对值均值分别为2.34 cm和2.57 cm,导航均方根误差分别为3.77 cm和3.99 cm。本文提出的基于高斯混合模型的履带拖拉机转弯半径控制方法可应用到液压传动控制行星差速转向履带拖拉机自动导航领域,满足实际田间作业需求。

关键词：履带拖拉机自动导航高斯混合模型转弯半径卡尔曼滤波

基于虚拟雷达模型的履带拖拉机导航路径跟踪控制算法

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农业机械学报 2021年第6期52卷 376-385页

作者：刘志杰王小乐任志刚毛文菊杨福增西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 农业农村部北方农业装备科学观测试验站陕西杨凌712100 陕西省苹果重点实验室陕西杨凌712100

为提高传统果园广泛使用的小型履带式拖拉机导航路径跟踪控制精度和行驶稳定性,提出了一种基于虚拟雷达模型的导航路径跟踪控制算法。该算法借鉴人对车辆的驾驶经验,参考雷达扫描原理和图像识别原理,构建了虚拟雷达模型,生成虚拟雷达图... 详细信息

为提高传统果园广泛使用的小型履带式拖拉机导航路径跟踪控制精度和行驶稳定性,提出了一种基于虚拟雷达模型的导航路径跟踪控制算法。该算法借鉴人对车辆的驾驶经验,参考雷达扫描原理和图像识别原理,构建了虚拟雷达模型,生成虚拟雷达图,使用该图描述车辆与路径的位置关系;经深度神经网络分类生成对应的履带拖拉机行驶操作指令;以果园作业典型的U形路径为例进行了仿真验证试验和实车试验。仿真结果表明:本文提出的算法能够精准实现导航路径跟踪控制。果园实车试验表明:当车速为0.36、0.75 m/s时,该算法路径跟踪的最大横向偏差分别为0.150、0.191 m,平均横向偏差分别为0.031、0.051 m,标准差分别为0.025、0.036 m;与模糊控制算法相比,最大横向偏差分别减小了15.73%、36.33%,平均横向偏差分别减小了27.91%、19.05%,标准差分别减少了21.88%、28.00%。研究表明,基于虚拟雷达模型的导航路径跟踪控制算法具有更高的路径跟踪精度和行驶稳定性,满足果园实际作业需求。

关键词：果园履带拖拉机导航控制虚拟雷达模型路径跟踪

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小型山地履带拖拉机爬坡越障性能分析与试验

农业机械学报 2020年第9期51卷 374-383页

作者：潘冠廷杨福增孙景彬刘志杰西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 农业农村部北方农业装备科学观测实验站陕西杨凌712100

小型山地履带拖拉机(简称山地拖拉机)在田间行驶时,常遇到台阶、砖头、石块、田埂等障碍,严重影响其通过性及稳定性,进而引发侧滑甚至倾翻等安全问题。为此,选取最难跨越的台阶作为研究对象,对山地拖拉机爬坡越障性能进行研究。首先,对... 详细信息

小型山地履带拖拉机(简称山地拖拉机)在田间行驶时,常遇到台阶、砖头、石块、田埂等障碍,严重影响其通过性及稳定性,进而引发侧滑甚至倾翻等安全问题。为此,选取最难跨越的台阶作为研究对象,对山地拖拉机爬坡越障性能进行研究。首先,对山地拖拉机爬坡时跨越台阶的运动过程进行分析,得到求解最大越障高度的计算公式;然后,基于多体动力学分析软件RecurDyn进行了正交和单因素变量仿真试验,仿真结果表明:越障速度、坡度角和拖拉机质心位置均显著影响山地拖拉机的最大越障高度,增大越障速度和质心支重轮距、减小坡度角和质心高度均可提高山地拖拉机的爬坡越障性能;最后,基于自主设计的山地拖拉机进行了爬坡越障田间试验。结果表明,在速度1.6 km/h、坡度角为0°~15°工况下,试验结果与理论计算及仿真试验结果基本一致,理论计算与仿真试验的最大相对误差分别为5.17%、6.47%;在坡度角大于15°工况下,理论计算与仿真试验最小相对误差分别为13.25%、19.21%。说明所得到的山地拖拉机最大越障高度计算公式及仿真模型在坡度角为0°~15°时有效。

关键词：山地履带拖拉机爬坡越障多体动力学分析

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履带拖拉机支重轮的塑变磨损研究

农业机械学报 2003年第5期34卷 150-153页

作者：谢敬佩王文焱王爱琴张殿武李洛利河南科技大学学科建设办公室河南科技大学材料科学与工程系广州有色金属研究院材料中心

采用有限元分析方法对履带拖拉机支重轮在工作过程中所受接触应力进行了计算 ,并进行了实验室磨损试验和试车磨损试验 ,深入研究了支重轮的磨损形变机制。结果表明 :支重轮由于具有较低的轮面硬度和较大边缘接触应力 ,因此在较短的工作... 详细信息

采用有限元分析方法对履带拖拉机支重轮在工作过程中所受接触应力进行了计算 ,并进行了实验室磨损试验和试车磨损试验 ,深入研究了支重轮的磨损形变机制。结果表明 :支重轮由于具有较低的轮面硬度和较大边缘接触应力 ,因此在较短的工作期间内发生严重的塑变磨损 ,进而产生变形、失效 ;感应加热表面淬火可以大幅度提高支重轮的轮面硬度。

关键词：履带拖拉机支重轮塑变磨损有限元分析工作过程接触应力磨损试验试车磨损试验表面淬火

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履带拖拉机三点悬挂机构多目标优化设计

武汉科技大学学报 2015年第6期38卷 455-458,462页

作者：黄琪伟应保胜武汉科技大学汽车与交通工程学院湖北武汉430081

建立履带拖拉机后置三点悬挂机构的运动学数学模型,通过分析得到农具提升过程中悬挂轴处的提升力及悬挂轴与下拉杆铰接点处的垂直上升速度与液压缸运动速度的比值。运用遗传算法的基本思想,以某型号履带拖拉机悬挂机构作为设计算例,将... 详细信息

建立履带拖拉机后置三点悬挂机构的运动学数学模型,通过分析得到农具提升过程中悬挂轴处的提升力及悬挂轴与下拉杆铰接点处的垂直上升速度与液压缸运动速度的比值。运用遗传算法的基本思想,以某型号履带拖拉机悬挂机构作为设计算例,将悬挂机构的提升能力及提升过程的平稳性和速度作为优化目标,采用线性加权和法对悬挂杆件的几何尺寸进行多目标优化。结果表明,采用基于遗传算法的优化方法优化后,三点悬挂机构的提升力增强,提升过程的平稳性明显提高。

关键词：履带拖拉机悬挂机构提升速比提升力遗传算法多目标优化

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一种小型履带拖拉机自动导航系统的研究设计

农业技术与装备 2022年第3期 27-29页

作者：李军辉张武斌高昌北京农业职业学院北京102208 北京市农业机械试验鉴定推广站北京102208

文章研究了设计了一种小型履带拖拉机自动导航系统,该系统上位机采用基于PixHawk控制软件开源平台,作执行规划路径和行驶决策的主控制器,车辆路径规划和定位采用基于QGroundContro(l QGC)的app,用于设置车辆行驶任务,车辆的定位采用GPS... 详细信息

文章研究了设计了一种小型履带拖拉机自动导航系统,该系统上位机采用基于PixHawk控制软件开源平台,作执行规划路径和行驶决策的主控制器,车辆路径规划和定位采用基于QGroundContro(l QGC)的app,用于设置车辆行驶任务,车辆的定位采用GPS双天线+实施载波相位差分技术(Real-time kinematic,RTK)定位;下位机采用基于STM32的清华智科控制模块QVC01作为导航车辆的控制单元。研制样车定位精度能够达到厘米级,控制策略采用了PID控制策略,控制精度能够满足果园生产的需要,车辆能够按照预定轨迹行驶。

关键词：自动导航履带拖拉机 RTK

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履带拖拉机软土地行走动力学仿真

农机化研究 2009年第12期31卷 204-207页

作者：徐飞军黄文倩陈立平国家农业信息化工程技术研究中心北京100097

采用多体动力学仿真软件RecurDyn的履带车辆子系统Track(LM)建立履带拖拉机多体动力学模型,并进行仿真分析,着重对履带拖拉机在粘土和重粘土两种软性路面运行过程中履带板间及支重轮受力情况进行比较分析,提出了延长履带寿命的措施,为... 详细信息

采用多体动力学仿真软件RecurDyn的履带车辆子系统Track(LM)建立履带拖拉机多体动力学模型,并进行仿真分析,着重对履带拖拉机在粘土和重粘土两种软性路面运行过程中履带板间及支重轮受力情况进行比较分析,提出了延长履带寿命的措施,为履带拖拉机的研制和使用提供参考。

关键词：履带拖拉机子系统地面力学动力学仿真