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题名一种农田自动土壤采样车的仿真设计与试验
被引量：1
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作者
杨厚城
夏丹燕
米亚龙
廖志辉
杨笑楠
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机构
华南农业大学工程学院
华南农业大学车辆导航与控制实验室
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出处
《农机化研究》
北大核心
2025年第5期67-74,共8页
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基金
广东省农业厅畜牧机器人现代农业创新团队计划项目(2019KJ129)
广东省乡村振兴战略专项(200-2018-XMZC-0001-107-0130)。
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文摘
回顾国内外土壤采样车的发展,针对我国精准农业发展的实际需求,解决现有土壤采样设备自动化程度不高、采样速度慢等问题,设计研制了一种农田自动土壤采样车,可对不同土壤层进行快速自动的采集作业。采样车总体方案结合了具有高通过性的车辆底盘和液压冲击式土壤采集装置,并根据车辆的结构布局,其取土器采用车辆驾驶室侧边加装的安装方式,分析取样典型工况,确定主要设计参数;应用ANSYS Workbench软件对采样机架结构的强度和刚度方面进行仿真计算和分析,发现在支撑板前端支撑后端悬空工况下应力最大,为201.3 MPa;对机架进行模态分析,计算机架的动载系数,得到机架最大动应力为110 MPa。田间采样车性能试验表明,土壤采样车可在农田环境下对不同深度土壤层进行快速自动采样,平均采样深度、采样时间和样品质量均满足土壤采样的需求。
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关键词
土壤采样车
有限元仿真
模态分析
快速采集
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Keywords
soil sampling vehicle
finite element simulation
modal analysis
rapid collection
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分类号
S237
[农业科学—农业机械化工程]
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题名农田土壤采样车点跟踪自动取土控制系统设计与试验
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作者
罗承铭
朱星宇
王宁
谢勇进
钟婧
夏俊芳
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机构
华中农业大学工学院
农业农村部长江中下游农业装备重点实验室
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出处
《农业机械学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期180-190,共11页
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基金
中央高校基本科研业务费专项资金项目(2662019QD001、2662023GXPY003)
国家自然科学基金项目(32271994)。
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文摘
针对当前农田土壤采样作业劳动强度大、精准性差、自动化程度低等问题,基于电驱履带底盘设计了一种农田土壤采样车及其自主作业控制系统。对采样车整机结构组成、工作原理与控制系统方案进行了阐述,基于有限状态机方法设计了采样车作业流程控制策略。以采样车自主完成农田内一系列采样点作业任务为目标,设计了点跟踪控制流程,建立了采样车点跟踪模型,运用矢量场法设计了采样车点跟踪控制算法。上线性能试验结果表明,基于矢量场法设计的采样车点跟踪控制算法具有良好的纠偏性能,能够快速上线且以较小的横向偏差保持对目标路径的稳定跟踪,当初始横向偏差为2 m、初始航向偏差为0°时,行驶速度0.3、0.6、0.9 m/s上线时间分别为15.7、11.8、11.9 s,上线距离分别为4.72、7.10、10.74 m。连续点跟踪试验结果表明,行驶速度0.3、0.6、0.9 m/s下采样车相对于各目标路径最大绝对横向偏差分别为0.081、0.107、0.210 m,平均绝对横向偏差分别为0.018、0.022、0.050 m,标准差分别为0.026、0.027、0.064 m,采样车停止位置相对于各目标点的绝对距离偏差平均值分别为0.068、0.081、0.141 m。土壤采样装置性能试验结果表明,各机构运行平稳,同一深度下采样耗时一致,样本质量变异系数较小。采样车能够根据所设计的控制流程与点跟踪控制算法实现对一系列采样目标点的准确连续跟踪,满足农田土壤采样自动化作业需求。
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关键词
土壤采样车
点跟踪控制
导航
履带底盘
矢量场
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Keywords
soil sampling vehicle
point tracking control
navigation
tracked chassis
vector field
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分类号
S24
[农业科学—农业电气化与自动化]
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