深施肥全椭圆齿轮扎穴机构系统设计与开发

论文摘要

目前,化肥施用量逐年增加,与传统的固态肥相比液态肥有着天然的优势。首先,生产液态肥的成本约为固体化肥的30%～40%;其次,肥效快且增产效果比固氨提高5%～10%,肥料利用率提高6%～8%。因此,液态施肥机的研究具有理论价值和现实意义。广泛采用的施肥方式主要有叶面喷洒液态肥、滴灌施液态肥和深施液态肥。深施液态肥与其它施肥方式相比具有肥效高,见效快的特点。但是目前,国内很少有机构对液态肥的深施技术进行研究。因此本文研究的深施肥全椭圆齿轮扎穴机构系统的研究势在必行。论文研究的具体内容如下:1)确定深施型液态施肥机扎穴机构关键部件,并分析影响施肥效果的因素与喷肥针、执行部件的摇臂长度,齿轮箱的初始位置、行星轮轴心与喷肥针尖D的连线与齿轮箱中心连线的初始夹角有关。建立扎穴机构数学模型,包括运动学模型和动力学模型以及改进的遗传算法。2)采用Visual Basic 6.0编程软件实现扎穴机构的运动的仿真模拟并完成深施肥全椭圆齿轮扎穴机构系统的设计与实现。通过系统分析,明确系统总体功能,设计系统总体架构。进行了系统总体功能模块的划分,针对主要功能模块进行系统的详细设计。本文研究的系统主要包括扎穴机构的参数获取、参数计算、轨迹模拟等模块。轨迹模拟模块可实现动态调整参数并刷新轨迹,观测轨迹是否达到设计要求。运用运动学获取最优参数范围后,参数获取模块可运用动力学目标值和改进的遗传算法获取最优参数值。3)使用深施肥全椭圆齿轮扎穴机构系统,分析因子变量对扎穴机构轨迹结果的影响。由人机对话仿真软件得出的轨迹曲线进行解释和说明,获取最优参数范围。利用最优参数获取模块,获取扎穴机构的最优参数值,使得该参数即满足动力学要求又具有最佳运动学特性。4)深施肥全椭圆齿轮扎穴机构系统获取的最优参数值可直接应用于深施肥全椭圆齿轮扎穴机构样机的设计,为样机设计提供了良好的设计工具。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 引言
• 1.1 研究的目的与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 液态施肥机国内外研究现状
• 1.2.2 VB 在人机交互系统仿真技术的国内外研究现状
• 1.3 本研究课题的来源
• 1.4 研究的主要内容
• 1.5 研究方法
• 1.6 技术路线
• 2 深施肥全椭圆齿轮扎穴机构系统理论与设计
• 2.1 系统仿真
• 2.1.1 系统仿真概述
• 2.1.2 仿真建模方法
• 2.2 改进的遗传算法
• 2.3 深施肥全椭圆齿轮扎穴机构系统分析
• 2.3.1 仿真系统需求分析
• 2.3.2 系统可行性分析
• 2.3.3 开发平台和开发工具的选择
• 2.4 设计目标及原则
• 2.4.1 设计目标
• 2.4.2 设计原则
• 2.5 总体设计
• 2.5.1 总体结构设计
• 2.5.2 模块设计
• 2.5.3 主要模块功能设计
• 2.5.4 数据流程设计
• 2.5.5 安全解决方案
• 3 深施肥全椭圆齿轮扎穴机构模型建立
• 3.1 深施肥全椭圆齿轮扎穴机构的组成及工作原理
• 3.1.1 扎穴机构工作原理
• 3.1.2 改进的遗传算法
• 3.2 建立数学模型
• 3.2.1 椭圆齿轮啮合模型
• 3.2.2 扎穴机构运动学模型
• 3.2.3 动力学最优参数优化模型
• 3.3 改进的遗传算法处理
• 3.3.1 约束方程的处理及编码方式
• 3.3.2 改进的遗传算法基本参数的选择及编程流程
• 4 深施肥全椭圆齿轮扎穴机构系统实现
• 4.1 平台的软硬件配置方案
• 4.2 程序编码、调试与测试
• 4.2.1 程序编码
• 4.2.2 程序调试与测试
• 4.3 系统实现
• 4.3.1 系统登录模块的实现
• 4.3.2 参数计算模块的实现
• 4.3.3 轨迹模拟模块的实现
• 4.3.4 参数获取模块的实现
• 5 深施肥全椭圆齿轮扎穴机构最优参数分析
• 5.1 深施肥全椭圆齿轮扎穴机构最优参数范围优化
• 5.2 深施肥全椭圆齿轮扎穴机构最优参数
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文和专利