農(nóng)田土壤快速信息采樣設(shè)備設(shè)計(jì)研究

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1、上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文農(nóng)田土壤快速信息采樣設(shè)備設(shè)計(jì)研究姓名:鄭長奇申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):機(jī)械電子工程指導(dǎo)教師:苗玉彬20080201上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要農(nóng)田土壤快速采樣設(shè)備設(shè)計(jì)研究摘要隨著我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展,各種各樣的農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化設(shè)備被開發(fā)出來滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要。土壤采樣是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)體系中的重要組成部分,是測量土壤肥力以實(shí)現(xiàn)施肥合理化、提高肥料平均利用率和減少農(nóng)業(yè)生態(tài)污染等問題的有效途徑。因此作為土壤采樣技術(shù)的基礎(chǔ)和載體,車載土壤自動采樣設(shè)備的研究具有重要的理論價(jià)值和較高的實(shí)際意義。在國家863項(xiàng)目“車載農(nóng)田土壤信息快速采集關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)”(2006A

2、A10A309)的支持下,本文在深入研究土壤采樣技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合土壤采樣自動化設(shè)備的設(shè)計(jì)要求,提出了一種液壓沖擊式采樣為核心的機(jī)械設(shè)備,并以此為基礎(chǔ),對機(jī)械系統(tǒng)的核心部件進(jìn)行了細(xì)致深入研究,設(shè)計(jì)了適合土壤采樣工況要求的液壓沖擊器、采樣管和支撐提升裝置。論文主要工作內(nèi)容如下:深入研究了土壤采樣技術(shù)特點(diǎn),結(jié)合土壤采樣設(shè)備的設(shè)計(jì)要求,提出了土壤采樣設(shè)備的總體方案。根據(jù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和工作原理的具體要求,對土壤采樣設(shè)備的液壓沖擊器進(jìn)行了設(shè)計(jì)選型,并分析了采樣管和支撐提升機(jī)構(gòu)。根據(jù)土壤采樣設(shè)備的液壓沖擊器選型,重新設(shè)計(jì)了雙面回油型液壓沖擊器。采用了一般液壓沖擊器設(shè)計(jì)理論,推

3、導(dǎo)了設(shè)備的沖擊器的線性模型的運(yùn)動學(xué)參數(shù)表達(dá)式,進(jìn)而導(dǎo)出了活塞系統(tǒng)、配流閥系統(tǒng)以及配流閥換向信號孔位置的設(shè)計(jì)計(jì)算公式,從而為液壓沖擊器的開發(fā)提供理論依據(jù),應(yīng)用到產(chǎn)品開發(fā)中。根據(jù)土壤采樣的工況需要,設(shè)計(jì)了受到阻力小和易拔出的采樣管優(yōu)化結(jié)構(gòu)和提出了特殊熱處理方法。由采樣過程分析,對支撐及提升第I頁上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要機(jī)構(gòu)的液壓回路進(jìn)行了計(jì)算和機(jī)構(gòu)分析。最后,為了驗(yàn)證液壓沖擊器及采樣管沉土的工作性能,對液壓沖擊器活塞系統(tǒng)的影響因素進(jìn)行了運(yùn)動力仿真實(shí)驗(yàn),并對采樣管受到的碰撞沖擊進(jìn)行了碰撞仿真。仿真結(jié)果對采樣管所受沖擊效率進(jìn)行量化分析,為優(yōu)化沖擊器和采樣管機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),為沖擊采

4、樣設(shè)備的開發(fā)提供有力的理論支持。關(guān)鍵詞:土壤采樣,液壓沖擊器,采樣管,運(yùn)動學(xué)仿真,ADMAS,LS-DYNA第II頁上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTStudyonFastSamplingEquipmentforFarmlandSoilABSTRACTWiththedevelopmentofpreciseagriculture(PA),multifariousagriculturalmachineryisinventedtoadapttheneedsofagriculturalproduction.SoilsamplingisanimportantpartofPr

5、eciseAgricultureandanefficientmethodtosolvethefarmfertilizationproblems,includingunreasonablestructure,lowaverageutilizationratiooffertilizer,agriculturalenvironmentpollution.Asthefoundationandcarrierofsoilsampling,theautomaticvehiclesoilsamplingequipmenthassignificanttheoreticalandpract

6、icalvalue.Basedonthedesigndemandofvehiclesoilsamplerwithrapidinformationacquisitiontechnology,thesisstartstheresearchontechnicalcharacteristicsofsoilsampling,theautomaticsoilsamplerbasedonhydraulichammerisdevelopedaccordingtothedetailedrequirementsforthesoilsamplingmachine.Then,thecoreco

7、mponentsofsoilsamplerareresearcheddeeplyanddesignedforthesoilsamlingstatus,whicharecomprisedofhydraulichammer,samplingtubeandtheforsupportingenhancinginstitutions.Themaincontentofthepaperis:Thetechenicalcharacteristicsofsoilsamplingarestudieddeeply.Combiningwiththedetaile

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