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充分利用液压技术所具有的功重比大、驱动能力强、响应快等特点,结合课题组后续对导航控制、田间土壤工作部件测试与试验、精准播种施肥试验、田间信息采集等需求背景下研制了一款田间全液压轮式小车平台,对其机械结构系统、液压驱动系统进行设计,并进行了性能试验与性能评估。本文主要内容如下: (1)设计了车体整体结构与镰刀型自平衡等关键部件结构。根据小车定位在田间行走所具备的功能,确定了小车采用轮式行走机构,并对车轮进行分析和选型;运用Solidworks软件对小车三维模型进行建模,如:车架、镰刀型自平衡与高臂支撑安装机构,转向机构,最终确立小车的三维模型,并分析计算得出相关机械结构参数。 (2)开展了液压双联泵驱动系统设计及元件选型。确定运用液压驱动作为小车驱动系统,设计出小车是由双联泵驱动节流调速开式液压系统回路,通过驱动、转向力学分析,得出小车相应最大外负载参数,确定了小车系统工作最大压力;选择并确定元件类型,如本田GX200汽油发动机、新鸿HGP-22A双联齿轮泵、镇江大力BMS80WAMS液压马达、无锡华良HSGL01-40/22E2501液压缸以及液压油箱的容积为30L。 (3)开展了田间全液压轮式小车性能试验与性能评估。小车性能试验主要包括小车在水泥地面路面行走的速度、最小转弯半径和最大爬坡角度试验,以及开展小车田间运行试验。试验结果表明,在系统压力为12Mpa情况下,小车在水泥路面上可实现0-0.805m/s无级调速,最小转弯半径2.1m;系统压力为15Mpa时,小车可爬坡角为11°土坡路面,不同路况田间运行速度均能达到0.5m/s。 相关试验数据表明,本课题研制的田间全液压轮式小车能够满足功能要求,初步达到了预期设计目的。此外整机系统结构紧凑,动力强劲,机动性能良好,操纵、控制简便,为后期各项研究提供强有力平台。