拖拉机提升实验系统设计

论文总字数：13185字

摘 要

拖拉机是一种最常用的动力机械工具，在农业生产中占的比重尤其重要，成为了当前农业生产中的主要动力。而拖拉机主要的功能，是采用拖拉机悬挂系统实现工作的。本论文利用一种简单便捷的方法来进行实验系统测试．在硬件方面，系统借助于拉力传感器、位移传感器、角度传感器、温度传感器以及应用一些硬件原理（电源系统设计、角度调节控制等）和计算机进行对拖拉机工作状态进行系统测试；其次在软件方面，采用数据采集卡PCI8336A,利用Labview的模块化实现对数据采集、显示等功能，测试系统工作可靠、稳定。

关键词：拖拉机；悬挂机构；提升能力；传感器；数据采集；系统控制

Design of Tractor Lifting Experiment System

Abstract

TThe tractor is one of the most commonly used power machine tools, which is of particular importance in the agricultural production, and has become the main power in the current agricultural production. And the main functions of the tractor are realized by a tractor suspension system. In this paper, a simple and convenient method is used to test the experimental system. in the aspect of hardware, the system tests the working state of a tractor by means of a tension sensor, a displacement sensor, an angle sensor, a temperature sensor, and a computer, the data acquisition card PCI83 is adopted, 36 A, the function of data collection, display and the like is realized by the modularization of Labview, and the test system is reliable and stable.

Keywords: Tractor; Suspension Mechanism; Lifting Capacity; Sensor; Data Acquisition; System Control

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题研究背景与意义 1

1.2 拖拉机发展趋势 1

第二章 拖拉机悬挂最大提升力实验简介 3

2.1 本文研究的主要内容及方法 3

2.1.1 实验的设计 3

2.1.2 实验框架设计 3

2.1.3 试验台的安装 3

2.1.4 试验台的项目 3

2.2 拖拉机悬挂系统组成 4

2.2.1 三点悬挂系统元件 4

第三章 拖拉机提升实验硬件设计 5

3.1 拉力传感器选型 5

3.2 位移传感器选型 5

3.3 角度传感器选型 5

3.4 温度传感器选型 5

3.5 硬件原理图设计 6

3.5.1 实验台架举升与下降附录一所示 6

3.5.2 角度调节原理图附录二所示 6

3.5.3 油压调节阀控制附录三所示 7

3.5.4 报警、传感器的数据显示附录四所示 7

第四章 拖拉机提升实验软件设计 8

4.1 虚拟仪器的概念 8

4.1.1 虚拟仪器产生 8

4.1.2 虚拟仪器发展 8

4.1.3 虚拟仪器工作方式 8

4.2 主程序框图 9

4.3 数据采集程序设计 11

4.3.1 数据采集卡的选型及基本参数 11

4.3.2 信号调理装置配置 12

4.3.3 信号采集系统的设计 13

4.3.4 信号处理系统的设计 13

第五章 提升试验台的试验方法及结果 13

5.1 测试准备 14

5.2 液压提升试验系统检测界面图 15

5.2.1 小结 16

5.2.2 展望 16

致 谢 17

参考文献 17

附录1 19

附录2 19

附录3 20

附录4 20

第一章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

我国总耕地面积约为18.25亿亩。每年对土壤进行的耕作都将会消耗大量的能源。高的工作效率、高的作业质量、以及低能源消耗的农业机械是当前的发展趋势与发展重点问题。拖拉机是可移动的动力机械，为了完成各种作业，其动力是通过拖拉机与农机具的挂接机构，拖拉机的工作装置来传递的。维持农机具在运输和作业时处于正适当的地方。悬挂系统是提升和下降农用机械的动力控制装置，它用来产生并传递液压能，驱动悬挂装置和农用机械装置的提升或下降，把握农用机械具工作时深浅度或者工作时的高度范围。对于拖拉机上的提升器是农具提升和耕作深浅度把握的专用装置，可看作独立的子系统，其性能影响拖拉机的工作时的效率及作业质量。对于这种农用机械装置作为机械技术实用性产品，是评定一个国家设备技术是否有价值的重要标志之一。国内外市场上的拖拉机越来越趋于大型化。提升器作为拖拉机重要的工作装置，其性能的稳定性直接影响着国内外拖拉机企业的品质和声誉。

1.2 拖拉机发展趋势

对于国外来说拖拉机的液压悬挂系统装置探索先于我国^[1]，从50年代到70年代之间，从机械装置到了以后出现的液压装置的控制，到了机械电动液压一体化的控制过程探索，对农用机械自动化的控制中的液压悬挂系统起到了很大的改良和完善。在初期，由于电子技术发展的局限性，很多的研究成果是在农田土地的现实状况为根据；虽然准确但是它的不足之处也很明显，比如：试验时间长、花费的成本比预测大、天气影响和土壤的质量影响都比较深远。随着信息技术、传感器技术、液压技术和计算机技术的发展，尤其是虚拟仪器技术的发展，对于拖拉机液压悬挂系统的测试功能的研究代替了之前普遍采用的室内田间仿真研究，因此人们越来越认识到试验台的仿真模拟模式，对于拖拉机性能的检测以及使用中需要提高的问题。对于我国有关此类领域技术的发展晚些，基本是从20世纪70年代刚刚起步，国内通过学习国外的领域技术，起步初期开始采用室内仿真技术。目前我国拖拉机的应用技术水平只是相当于上世纪70年代的国际水平^[2],我国生产的产品与国外产品还明显有着很大的差距问题，主要体现在拖拉机信息自动化控制技术、选择的传感液压技术, 另外还有整个机械设备的实用性和安全性等方面。那么，该如何快速减小与其它国家领域技术不足是我们急需解决的一大难题。

拖拉机的发展主要趋势^[3]：Ⅰ：工作时的平均功率不断提高。无论是农用型拖拉机还是工业型拖拉机，结果都是为了提高单片机器的工作时生产率的问题，平均功率持续上升，但是提高的速率已有下降的状况。欧洲地区和俄罗斯地区由于地广人稀的原因，可是农业耕地面积使用大，大部分应用大型用机械，并带有相应的大功率拖拉机设备。此外，在大部分不发达国家仍然采用中小型号功率拖拉机为耕作方式，可是平均的功率也在持续上升。Ⅱ：拖拉机的可靠性、耕作时的工作性和操作舒适性越来越受到关注。创造出新颖的驾驶性和各种仪表不仅可改善驾驶员的工作条件，保证安全问题，还可促进工作效率和产品质量。Ⅲ：悬挂系统液压技术在拖拉机上的应用越来越普遍。在现代拖拉机尤其在大型拖拉机上，大部分零部件的应用都采用液压悬挂装置，如变速箱、离合器的动力换挡等。

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