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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯
系 別 機(jī)電信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) B070203
姓 名 陳宗佑
學(xué) 號(hào) B07020302
外文出處 愛思唯爾數(shù)據(jù)庫(kù)
www.elsevier.com
附 件 1. 原文； 2. 譯文
2011年3月
2.譯文
一個(gè)由機(jī)器人操作挖掘機(jī)液壓的阻抗控制
Q.P. Ha), Q.H. Nguyen, D.C. Rye, H.F. Durrant-Whyte
澳洲欄位機(jī)械手工程中心、悉尼、2006 NSW，澳洲
摘要
在機(jī)器人挖掘技術(shù)中，混合位置力控制已經(jīng)遵循為水斗挖彈道。在混合位置力控制中，控制模態(tài)為在功能之間轉(zhuǎn)變所需力控制取決于這水斗是否在自由空間中或在接觸土壤在程序中。二者選一，阻抗控制能被應(yīng)用在一個(gè)控制模態(tài)是松扣和拘束運(yùn)動(dòng)中。這呈現(xiàn)出一個(gè)強(qiáng)健的滑落控制器那一全套阻抗用具為一個(gè)拉鏟挖掘機(jī)控制。控制定律有三個(gè)元件： 一個(gè)相等的控制，一個(gè)交換控制和一個(gè)調(diào)諧控制。 在空間中給予一個(gè)挖掘任務(wù)，倒轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)的和動(dòng)態(tài)套式被用于變換任務(wù)進(jìn)入一個(gè)需要在聯(lián)合的空間中挖軌道。該控制器適用于提供與AT鏟斗振動(dòng)減弱土壤接觸點(diǎn)良好的跟蹤性能。從控制信號(hào)和接合挖掘機(jī)的角度，活塞功能和撞槌檔木板的橋控制的每個(gè)圓柱體的力，臂，而且水斗能被決定下來(lái)。問題是當(dāng)時(shí)該如何找適用于達(dá)成的每個(gè)伺服閥的控制電壓力和位置檔木板，臂和水斗的橋動(dòng)作是使每個(gè)電液系統(tǒng)的追蹤正常。與一個(gè)以觀察者為主的補(bǔ)償為擾動(dòng)力包括水力的摩擦，活塞的追蹤力和放置擊力，使用強(qiáng)健的滑落控制會(huì)被保證。在模擬和實(shí)驗(yàn)中，在一個(gè)液壓促使的機(jī)器人的挖掘機(jī)上執(zhí)行。當(dāng)在挖掘中以土壤連絡(luò)時(shí)，被提議的控制技術(shù)能提供強(qiáng)有力的績(jī)效考量。2000 Elsevier 科學(xué) B.V. 版權(quán)所有。
1. 介紹
拉鏟挖掘機(jī)的平常任務(wù)將釋放并移除來(lái)自它的最初位置的事物和把它傳遞到另一個(gè)位置來(lái)降低水斗，經(jīng)過(guò)土壤拖曳水斗挖掘，然后升高，轉(zhuǎn)動(dòng)和傾銷水斗。在移動(dòng)方面，自動(dòng)挖掘有的時(shí)候需要借助一個(gè)強(qiáng)有力的控制器的發(fā)展，來(lái)完成這些操作聯(lián)合。[1] 為
控制目標(biāo)，運(yùn)動(dòng)學(xué)的和動(dòng)態(tài)套式，承擔(dān)液壓主動(dòng)器的挖掘機(jī)，無(wú)限強(qiáng)力的力來(lái)源被呈現(xiàn)。[2-4] 一個(gè)慣例的位置控制，具有比例而且引出控制器被使用。[4,5] 因?yàn)橥诰虺绦虻哪M與限制土壤相互作用，挖掘機(jī)得到了很大的變化。對(duì)土壤相互作用的力的工具。當(dāng)挖掘，水斗運(yùn)動(dòng)是最有效的強(qiáng)制約束，由于環(huán)境是非線性結(jié)構(gòu)方程。液壓力量控制方法因此被認(rèn)為比位置控制更適合整形挖掘機(jī)。順應(yīng)運(yùn)動(dòng)控制一般可分為兩大類：混合位置力控制和交互控制。在混合位置力控制，笛卡爾空間最終效應(yīng)統(tǒng)籌分解為一個(gè)位置子空間和力子空間。獨(dú)立的位置和力軌跡跟蹤的目標(biāo)是指定在每個(gè)子空間過(guò)度用力瞬變的可能。是發(fā)生在接觸瞬間的工具和環(huán)境，而不是跟蹤所需位置和力的軌跡，互動(dòng)控制的目的，是調(diào)節(jié)兩者之間的關(guān)系，最終位置和相互作用的效應(yīng)力。據(jù)了解，阻抗控制提供了一個(gè)統(tǒng)一的辦法，達(dá)成了統(tǒng)一的方式不受拘束而且強(qiáng)迫進(jìn)行。[6]。如果混合的位置動(dòng)力控制被采用，控制模態(tài)應(yīng)該被轉(zhuǎn)變?cè)谖恢每刂坪土χg，根據(jù)控制是否液壓在自由空間中或在在一個(gè)挖掘任務(wù)期間的土壤中。
阻抗控制被認(rèn)為是更適合挖掘任務(wù)，確切來(lái)說(shuō)它能被應(yīng)用到連續(xù)地?zé)o約束和拘束運(yùn)動(dòng)[1]。阻抗控制器最近被報(bào)道為挖掘機(jī)挖掘臂[7]。本文提出魯棒滑?？刂萍夹g(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗控制。鏟斗尖控制跟蹤在所需的挖掘軌跡在場(chǎng)的環(huán)境和系統(tǒng)參數(shù)的不確定性。在液壓挖掘機(jī)的阻抗控制中，活塞功能和撞槌力的每個(gè)水力的圓柱體為檔木板的橋控制，約束，水斗能被決定。問題是如何找到控制電壓施加到伺服閥跟蹤這些所需的命令。以考慮摩擦和非線性，既活塞位移，速度，包括負(fù)載擾動(dòng)力和摩擦。隨著觀測(cè)為基礎(chǔ)的補(bǔ)償對(duì)于力的干擾。強(qiáng)大的跟蹤這些活塞撞槌力和位置被保證使用強(qiáng)大的滑動(dòng)模式控制器系統(tǒng)。在該方法的有效性通過(guò)仿真驗(yàn)證和歸檔進(jìn)行的測(cè)試在小松的PC -05小型挖掘機(jī)。其余本文的結(jié)構(gòu)如下。第2條致力于挖掘機(jī)動(dòng)態(tài)推導(dǎo)模型。問題的提出和發(fā)展挖掘機(jī)的阻抗動(dòng)態(tài)控制載于第3節(jié)。該電液控制系統(tǒng)是針對(duì)第4節(jié)。硬體機(jī)器人挖掘機(jī)的組織描述在第5節(jié)連同計(jì)算機(jī)模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。最后，結(jié)論在第6節(jié)提供。
2．挖掘機(jī)動(dòng)力學(xué)
對(duì)于一個(gè)普通的挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)方程可以從拉格朗日方程能量函數(shù)得到，或先后用牛頓歐拉方程計(jì)算每個(gè)機(jī)器的鏈接。在后一種方法中，各個(gè)環(huán)節(jié)的動(dòng)力學(xué)方程來(lái)描述該指數(shù)通過(guò)鏈接傳遞。聯(lián)合駕駛的熱潮，手臂扭矩和鏟斗由液壓油缸驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的力量。這些鏈接是平移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所描述的動(dòng)態(tài)模型的挖掘機(jī)系統(tǒng)。挖掘機(jī)動(dòng)力學(xué)模型，在文獻(xiàn)中提出。[2] 文獻(xiàn)改進(jìn)。[4] 首先，一個(gè)笛卡爾統(tǒng)籌框架{O0X0Y0Z0}固定在挖掘機(jī)的機(jī)體中。其他笛卡爾統(tǒng)籌分配系統(tǒng)應(yīng)用Denavit和Hartenberg程序如文獻(xiàn)所示。[2-4] 該框架{O1X1Y1Z1}，{O2X2Y2Z2}，{O3X3Y3Z3}和{O4X4Y4Z4}預(yù)期分別地被附上到檔木板、臂、水斗和水斗尖塞端 ，如圖看到1。
注意挖掘機(jī)裝置的運(yùn)輸在挖掘期間通常發(fā)生在垂直平面。因此假設(shè)沒有檔木板－擺動(dòng)動(dòng)作在挖掘期間發(fā)生，檔木板擺動(dòng)角度θ1因此在挖掘期間保持固定（θ1=0）。該模型方程可寫成挖掘機(jī)的每個(gè)環(huán)節(jié)作為一個(gè)剛性自由體。通過(guò)結(jié)合牛頓和歐拉方程，動(dòng)力模型為挖掘機(jī)在一個(gè)眾所周知的形式操縱運(yùn)動(dòng)方程，可簡(jiǎn)潔地表示成： （1）
其中是測(cè)量軸角向量：θ2是檔木板連接量，θ3是臂接合量，θ4是水斗接合量；TL代表作為函數(shù)的切向和負(fù)載力矩正常的組件，F(xiàn)t和Fn是土壤在水斗的反動(dòng)力，F(xiàn)為在聯(lián)合軸上力量的液壓執(zhí)行器產(chǎn)生的扭矩作用。切向分量Ft，是平行的挖掘方向，代表由挖掘機(jī)抵抗地面的挖斗齒。這被認(rèn)為是阻力的總和和土壤的抗切割，摩擦水斗和地面，以及運(yùn)動(dòng)對(duì)土壤和土壤中移動(dòng)的角度。根據(jù)文獻(xiàn)，切向分量，可以計(jì)算[8]，正如：Ft=k1bh (2)
K1是具體挖掘力[Nm ‐2]，h和b分別是土壤剪片的厚度和寬度[m]，正常組件
Fn被計(jì)算當(dāng)做 （3）
其中Ψ=（0.1—0,45）是一個(gè)因素，它取決于挖掘的角度，挖掘條件，磨損和撕裂的最前沿,決定著矩陣的慣性D(θ)，科氏力和向心力的影響,C(θ, θ) θ，重力G（θ），還有力臂的功能，A（θ）在文獻(xiàn)中被全面描述。[2-4]在文獻(xiàn)中，所有的矩陣條目都已給出參考量。[4] 。3×1矩陣粘性摩擦B(θ) 被視為一源的不確定性。
在挖掘平面中，函數(shù)行列式J(θ)被定義為x=J(θ) θ（4）能從文獻(xiàn)[3]中獲得，其中x=[x4,z4, θo4]T代表笛卡爾坐標(biāo)和桶頭方向(O4),關(guān)于{O0，X0，Y0，Z0}。假定雅可比矩陣J（è）非奇異方程，1。聯(lián)合空間可以被改寫在笛卡爾空間為：
和代表之間的最終互動(dòng)效應(yīng)斗尖廣義力。和土壤環(huán)境. 他們組成的挖掘力作用于同力合作條目斗坐標(biāo)（x4,z4）和Y4周圍的扭矩條目。
前向和反向測(cè)定運(yùn)動(dòng)的關(guān)系x=L(θ), θ=L-1(x)，詳見文獻(xiàn) [3] 。就像方程（5）有廣義形式的機(jī)器人動(dòng)力學(xué)，其中x是一地兩接觸點(diǎn)的坐標(biāo)向量，并在下一節(jié)我們會(huì)考慮在一般x∈Rn和u∈Rn。我們假設(shè)
其中矩陣和已知，是 采用測(cè)力傳感器軸銷，和不確定，表示摩擦和不確定在
方程（5）可以被重寫為：
其中是控制輸入。
注1：因?yàn)镈(θ) 是一個(gè)3×3-對(duì)稱正定
點(diǎn)陣式滿足斜的對(duì)稱特性[9]。對(duì)于公稱的動(dòng)力學(xué)的挖掘機(jī)， 也是歪斜－x對(duì)稱的點(diǎn)陣式，也就是
3．挖掘機(jī)動(dòng)力學(xué)阻抗控制
3.1問題描述
挖掘任務(wù)的要素之一是由挖掘機(jī)的斗土滲透遵循預(yù)先計(jì)劃的挖掘軌跡。在挖掘時(shí)，三個(gè)主要切向抵抗力量出現(xiàn)：在電阻與土壤切削時(shí)，摩擦力作用于水斗表面與土壤接觸的部分，并且抵抗土棱鏡在水斗中提前行動(dòng)。規(guī)模的挖掘抵抗力量取決于許多因素，如挖掘的角度，土壤棱柱體積，切割對(duì)象對(duì)切割的抗拒。這些因素通常是變量且不可用。此外，由于土壤的可塑性，開挖嚴(yán)重不均勻材料土壤潛在特性空間的變異，這是不可能精確的界定力量需要在一定的條件下挖掘。
阻抗控制的目標(biāo)是建立所需的動(dòng)力效應(yīng)之間的關(guān)系桶的一角，位置和接觸力。這種動(dòng)態(tài)的關(guān)系稱為目標(biāo)阻抗。設(shè)xt(t)是為所需最終效應(yīng)的軌跡。通常，目標(biāo)阻抗是選擇一個(gè)線性二階系統(tǒng)模仿質(zhì)量彈簧，根據(jù)阻尼器動(dòng)力學(xué):
其中s是衍生工具的不斷正定，每組的N -矩陣Mt,Bt,Kt分別是矩陣的慣性，阻尼和剛度。位置的誤差和動(dòng)力的誤差被定義為
其中，是動(dòng)力的設(shè)定點(diǎn)。
控制問題是漸近驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)阻抗（12）即使存在不確定性。如果位置錯(cuò)誤ep接近零，動(dòng)力錯(cuò)誤eF也接近零，反之亦然。按照指定的動(dòng)態(tài)關(guān)系數(shù)值的定義值的矩陣Mt,Bt,和Kt，在方程（12）中。在一些接觸的任務(wù)中，動(dòng)力設(shè)定點(diǎn)，F(xiàn)r，將被指定為常量，不隨時(shí)間變化。在自由空間中運(yùn)動(dòng)，與外界沒有聯(lián)系。Fr=-Fe=0。所以ep趨近于零，因?yàn)槭枪潭ǖ摹＞仃嘙t,Bt,Kt的選擇將決定所需形狀的瞬態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)。當(dāng)最終效應(yīng)接觸的環(huán)境，互動(dòng)的特點(diǎn)是目標(biāo)阻抗時(shí)，（12），這會(huì)導(dǎo)致一個(gè)位置誤差和錯(cuò)誤的力量。如果末端執(zhí)行器的位置跟蹤期望軌跡，（x→xr）那么接觸力遵循力的設(shè)定點(diǎn)（-Fe→Fr）。
3.2控制器的發(fā)展
考慮機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)模型形式符合不確定性。這眾所周知，魯棒性，最能區(qū)別功能易變結(jié)構(gòu)控制的滑動(dòng)模式。在本節(jié)中，魯棒滑模控制器將被開發(fā)機(jī)械手動(dòng)態(tài)，就像方程（5），輸入2維系統(tǒng), 一滑動(dòng)面的狀態(tài)空間將是多方面的維2n-n=n。讓我們定義為s={s1(x),s2(x),……sn(x)}T，滑動(dòng)的功能，如下
其中，
采用滑動(dòng)模式的存在s=0，須知
可以看出，一旦系統(tǒng)在滑動(dòng)式結(jié)合的方程狀態(tài)下，（14），條件（16）保證了目標(biāo)阻抗（12）就達(dá)到了。
因此，在滑模si（x）=0（i=12，，，，n）動(dòng)力誤差趨近于零。
4．電液控制系統(tǒng)
控制要求的力產(chǎn)生在每個(gè)氣缸的挖掘機(jī)遵循所需時(shí)間的功能，當(dāng)執(zhí)行挖掘阻抗任務(wù)時(shí)。非線性效應(yīng)發(fā)生在工具與土的相互作用，并在液壓系統(tǒng)本身進(jìn)行復(fù)雜的控制策略要求。據(jù)了解，重力和活塞和汽缸之間的摩擦應(yīng)補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)高性能重型液壓機(jī)，挖掘機(jī)等。此外，原油粘度，通過(guò)油流液壓伺服閥和可變荷載，將導(dǎo)致液壓控制系統(tǒng)遭受高度非線性時(shí)變動(dòng)態(tài)，負(fù)載敏感，參數(shù)不確定性。因此，這些因素都要考慮到伺服液壓的建模和控制。在液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)中成立刀片，擺動(dòng)臂，臂，斗附件的軸向液壓挖掘機(jī)氣瓶。液壓油的流向氣缸受直接驅(qū)動(dòng)伺服閥與電閉環(huán)的控制，控制閥芯位置。該系統(tǒng)可大致描述一個(gè)六階微分方程。為簡(jiǎn)單起見，下面的線性表達(dá)式可使用小損失高達(dá)200赫的頻率準(zhǔn)確度：
5.結(jié)論
挖掘機(jī)在努力朝著自主挖掘進(jìn)行，運(yùn)土和建筑行業(yè)，我們提出了一個(gè)魯棒滑?？刂破髯杩箍刂频耐诰驒C(jī)來(lái)處理不確定性在其動(dòng)力學(xué)模型中，摩擦和斗相互作用。該控制器設(shè)計(jì)的一個(gè)目標(biāo)阻抗的選擇組成，并有決心對(duì)相應(yīng)的控制，開關(guān)控制，調(diào)諧控制。控制輸出和聯(lián)合角，然后轉(zhuǎn)換為命令，即所需的RAM力和活塞的位置，對(duì)軸控制的挖掘機(jī)電液伺服系統(tǒng)?；Ｄ：刂萍{入，調(diào)整方法已成功地實(shí)施在在羊角力控制和缸內(nèi)，挖掘機(jī)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置。一個(gè)1.5噸小型機(jī)器人挖掘機(jī)的模擬和實(shí)驗(yàn)研究，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了所提出的有效性。給定一個(gè)期望軌跡，挖掘如挖掘和裝載任務(wù)好的展覽性能。振動(dòng)聯(lián)合角的位置，由于速度和加速度之間的聯(lián)系。水桶和土壤能顯著減少使用提出的控制器。高性能挖掘機(jī)和較強(qiáng)的魯棒性電伺服系統(tǒng)仿真實(shí)現(xiàn)
和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。得到結(jié)果表明的可行性和有效性提出的方法對(duì)于挖掘機(jī)動(dòng)力學(xué)控制及其液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)在執(zhí)行機(jī)器人挖掘任務(wù)與泥土接觸的考慮。
致謝
澳大利亞研究理事會(huì)，NS的小松，以及合作研究挖掘技術(shù)與裝備中心，表示感謝。
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯
系 別 機(jī)電信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) B070203
姓 名 陳宗佑
學(xué) 號(hào) B07020302
外文出處 愛思唯爾數(shù)據(jù)庫(kù)
www.elsevier.com
附 件 1. 原文； 2. 譯文
2011年3月
2.譯文
一個(gè)由機(jī)器人操作挖掘機(jī)液壓的阻抗控制
Q.P. Ha), Q.H. Nguyen, D.C. Rye, H.F. Durrant-Whyte
澳洲欄位機(jī)械手工程中心、悉尼、2006 NSW，澳洲
摘要
在機(jī)器人挖掘技術(shù)中，混合位置力控制已經(jīng)遵循為水斗挖彈道。在混合位置力控制中，控制模態(tài)為在功能之間轉(zhuǎn)變所需力控制取決于這水斗是否在自由空間中或在接觸土壤在程序中。二者選一，阻抗控制能被應(yīng)用在一個(gè)控制模態(tài)是松扣和拘束運(yùn)動(dòng)中。這呈現(xiàn)出一個(gè)強(qiáng)健的滑落控制器那一全套阻抗用具為一個(gè)拉鏟挖掘機(jī)控制。控制定律有三個(gè)元件： 一個(gè)相等的控制，一個(gè)交換控制和一個(gè)調(diào)諧控制。 在空間中給予一個(gè)挖掘任務(wù)，倒轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)的和動(dòng)態(tài)套式被用于變換任務(wù)進(jìn)入一個(gè)需要在聯(lián)合的空間中挖軌道。該控制器適用于提供與AT鏟斗振動(dòng)減弱土壤接觸點(diǎn)良好的跟蹤性能。從控制信號(hào)和接合挖掘機(jī)的角度，活塞功能和撞槌檔木板的橋控制的每個(gè)圓柱體的力，臂，而且水斗能被決定下來(lái)。問題是當(dāng)時(shí)該如何找適用于達(dá)成的每個(gè)伺服閥的控制電壓力和位置檔木板，臂和水斗的橋動(dòng)作是使每個(gè)電液系統(tǒng)的追蹤正常。與一個(gè)以觀察者為主的補(bǔ)償為擾動(dòng)力包括水力的摩擦，活塞的追蹤力和放置擊力，使用強(qiáng)健的滑落控制會(huì)被保證。在模擬和實(shí)驗(yàn)中，在一個(gè)液壓促使的機(jī)器人的挖掘機(jī)上執(zhí)行。當(dāng)在挖掘中以土壤連絡(luò)時(shí)，被提議的控制技術(shù)能提供強(qiáng)有力的績(jī)效考量。2000 Elsevier 科學(xué) B.V. 版權(quán)所有。
1. 介紹
拉鏟挖掘機(jī)的平常任務(wù)將釋放并移除來(lái)自它的最初位置的事物和把它傳遞到另一個(gè)位置來(lái)降低水斗，經(jīng)過(guò)土壤拖曳水斗挖掘，然后升高，轉(zhuǎn)動(dòng)和傾銷水斗。在移動(dòng)方面，自動(dòng)挖掘有的時(shí)候需要借助一個(gè)強(qiáng)有力的控制器的發(fā)展，來(lái)完成這些操作聯(lián)合。[1] 為
控制目標(biāo)，運(yùn)動(dòng)學(xué)的和動(dòng)態(tài)套式，承擔(dān)液壓主動(dòng)器的挖掘機(jī)，無(wú)限強(qiáng)力的力來(lái)源被呈現(xiàn)。[2-4] 一個(gè)慣例的位置控制，具有比例而且引出控制器被使用。[4,5] 因?yàn)橥诰虺绦虻哪M與限制土壤相互作用，挖掘機(jī)得到了很大的變化。對(duì)土壤相互作用的力的工具。當(dāng)挖掘，水斗運(yùn)動(dòng)是最有效的強(qiáng)制約束，由于環(huán)境是非線性結(jié)構(gòu)方程。液壓力量控制方法因此被認(rèn)為比位置控制更適合整形挖掘機(jī)。順應(yīng)運(yùn)動(dòng)控制一般可分為兩大類：混合位置力控制和交互控制。在混合位置力控制，笛卡爾空間最終效應(yīng)統(tǒng)籌分解為一個(gè)位置子空間和力子空間。獨(dú)立的位置和力軌跡跟蹤的目標(biāo)是指定在每個(gè)子空間過(guò)度用力瞬變的可能。是發(fā)生在接觸瞬間的工具和環(huán)境，而不是跟蹤所需位置和力的軌跡，互動(dòng)控制的目的，是調(diào)節(jié)兩者之間的關(guān)系，最終位置和相互作用的效應(yīng)力。據(jù)了解，阻抗控制提供了一個(gè)統(tǒng)一的辦法，達(dá)成了統(tǒng)一的方式不受拘束而且強(qiáng)迫進(jìn)行。[6]。如果混合的位置動(dòng)力控制被采用，控制模態(tài)應(yīng)該被轉(zhuǎn)變?cè)谖恢每刂坪土χg，根據(jù)控制是否液壓在自由空間中或在在一個(gè)挖掘任務(wù)期間的土壤中。
阻抗控制被認(rèn)為是更適合挖掘任務(wù)，確切來(lái)說(shuō)它能被應(yīng)用到連續(xù)地?zé)o約束和拘束運(yùn)動(dòng)[1]。阻抗控制器最近被報(bào)道為挖掘機(jī)挖掘臂[7]。本文提出魯棒滑模控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗控制。鏟斗尖控制跟蹤在所需的挖掘軌跡在場(chǎng)的環(huán)境和系統(tǒng)參數(shù)的不確定性。在液壓挖掘機(jī)的阻抗控制中，活塞功能和撞槌力的每個(gè)水力的圓柱體為檔木板的橋控制，約束，水斗能被決定。問題是如何找到控制電壓施加到伺服閥跟蹤這些所需的命令。以考慮摩擦和非線性，既活塞位移，速度，包括負(fù)載擾動(dòng)力和摩擦。隨著觀測(cè)為基礎(chǔ)的補(bǔ)償對(duì)于力的干擾。強(qiáng)大的跟蹤這些活塞撞槌力和位置被保證使用強(qiáng)大的滑動(dòng)模式控制器系統(tǒng)。在該方法的有效性通過(guò)仿真驗(yàn)證和歸檔進(jìn)行的測(cè)試在小松的PC -05小型挖掘機(jī)。其余本文的結(jié)構(gòu)如下。第2條致力于挖掘機(jī)動(dòng)態(tài)推導(dǎo)模型。問題的提出和發(fā)展挖掘機(jī)的阻抗動(dòng)態(tài)控制載于第3節(jié)。該電液控制系統(tǒng)是針對(duì)第4節(jié)。硬體機(jī)器人挖掘機(jī)的組織描述在第5節(jié)連同計(jì)算機(jī)模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。最后，結(jié)論在第6節(jié)提供。
2．挖掘機(jī)動(dòng)力學(xué)
對(duì)于一個(gè)普通的挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)方程可以從拉格朗日方程能量函數(shù)得到，或先后用牛頓歐拉方程計(jì)算每個(gè)機(jī)器的鏈接。在后一種方法中，各個(gè)環(huán)節(jié)的動(dòng)力學(xué)方程來(lái)描述該指數(shù)通過(guò)鏈接傳遞。聯(lián)合駕駛的熱潮，手臂扭矩和鏟斗由液壓油缸驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的力量。這些鏈接是平移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所描述的動(dòng)態(tài)模型的挖掘機(jī)系統(tǒng)。挖掘機(jī)動(dòng)力學(xué)模型，在文獻(xiàn)中提出。[2] 文獻(xiàn)改進(jìn)。[4] 首先，一個(gè)笛卡爾統(tǒng)籌框架{O0X0Y0Z0}固定在挖掘機(jī)的機(jī)體中。其他笛卡爾統(tǒng)籌分配系統(tǒng)應(yīng)用Denavit和Hartenberg程序如文獻(xiàn)所示。[2-4] 該框架{O1X1Y1Z1}，{O2X2Y2Z2}，{O3X3Y3Z3}和{O4X4Y4Z4}預(yù)期分別地被附上到檔木板、臂、水斗和水斗尖塞端 ，如圖看到1。
注意挖掘機(jī)裝置的運(yùn)輸在挖掘期間通常發(fā)生在垂直平面。因此假設(shè)沒有檔木板－擺動(dòng)動(dòng)作在挖掘期間發(fā)生，檔木板擺動(dòng)角度θ1因此在挖掘期間保持固定（θ1=0）。該模型方程可寫成挖掘機(jī)的每個(gè)環(huán)節(jié)作為一個(gè)剛性自由體。通過(guò)結(jié)合牛頓和歐拉方程，動(dòng)力模型為挖掘機(jī)在一個(gè)眾所周知的形式操縱運(yùn)動(dòng)方程，可簡(jiǎn)潔地表示成： （1）
其中是測(cè)量軸角向量：θ2是檔木板連接量，θ3是臂接合量，θ4是水斗接合量；TL代表作為函數(shù)的切向和負(fù)載力矩正常的組件，F(xiàn)t和Fn是土壤在水斗的反動(dòng)力，F(xiàn)為在聯(lián)合軸上力量的液壓執(zhí)行器產(chǎn)生的扭矩作用。切向分量Ft，是平行的挖掘方向，代表由挖掘機(jī)抵抗地面的挖斗齒。這被認(rèn)為是阻力的總和和土壤的抗切割，摩擦水斗和地面，以及運(yùn)動(dòng)對(duì)土壤和土壤中移動(dòng)的角度。根據(jù)文獻(xiàn)，切向分量，可以計(jì)算[8]，正如：Ft=k1bh (2)
K1是具體挖掘力[Nm ‐2]，h和b分別是土壤剪片的厚度和寬度[m]，正常組件
Fn被計(jì)算當(dāng)做 （3）
其中Ψ=（0.1—0,45）是一個(gè)因素，它取決于挖掘的角度，挖掘條件，磨損和撕裂的最前沿,決定著矩陣的慣性D(θ)，科氏力和向心力的影響,C(θ, θ) θ，重力G（θ），還有力臂的功能，A（θ）在文獻(xiàn)中被全面描述。[2-4]在文獻(xiàn)中，所有的矩陣條目都已給出參考量。[4] 。3×1矩陣粘性摩擦B(θ) 被視為一源的不確定性。
在挖掘平面中，函數(shù)行列式J(θ)被定義為x=J(θ) θ（4）能從文獻(xiàn)[3]中獲得，其中x=[x4,z4, θo4]T代表笛卡爾坐標(biāo)和桶頭方向(O4),關(guān)于{O0，X0，Y0，Z0}。假定雅可比矩陣J（è）非奇異方程，1。聯(lián)合空間可以被改寫在笛卡爾空間為：
和代表之間的最終互動(dòng)效應(yīng)斗尖廣義力。和土壤環(huán)境. 他們組成的挖掘力作用于同力合作條目斗坐標(biāo)（x4,z4）和Y4周圍的扭矩條目。
前向和反向測(cè)定運(yùn)動(dòng)的關(guān)系x=L(θ), θ=L-1(x)，詳見文獻(xiàn) [3] 。就像方程（5）有廣義形式的機(jī)器人動(dòng)力學(xué)，其中x是一地兩接觸點(diǎn)的坐標(biāo)向量，并在下一節(jié)我們會(huì)考慮在一般x∈Rn和u∈Rn。我們假設(shè)
其中矩陣和已知，是 采用測(cè)力傳感器軸銷，和不確定，表示摩擦和不確定在
方程（5）可以被重寫為：
其中是控制輸入。
注1：因?yàn)镈(θ) 是一個(gè)3×3-對(duì)稱正定
點(diǎn)陣式滿足斜的對(duì)稱特性[9]。對(duì)于公稱的動(dòng)力學(xué)的挖掘機(jī)， 也是歪斜－x對(duì)稱的點(diǎn)陣式，也就是
3．挖掘機(jī)動(dòng)力學(xué)阻抗控制
3.1問題描述
挖掘任務(wù)的要素之一是由挖掘機(jī)的斗土滲透遵循預(yù)先計(jì)劃的挖掘軌跡。在挖掘時(shí)，三個(gè)主要切向抵抗力量出現(xiàn)：在電阻與土壤切削時(shí)，摩擦力作用于水斗表面與土壤接觸的部分，并且抵抗土棱鏡在水斗中提前行動(dòng)。規(guī)模的挖掘抵抗力量取決于許多因素，如挖掘的角度，土壤棱柱體積，切割對(duì)象對(duì)切割的抗拒。這些因素通常是變量且不可用。此外，由于土壤的可塑性，開挖嚴(yán)重不均勻材料土壤潛在特性空間的變異，這是不可能精確的界定力量需要在一定的條件下挖掘。
阻抗控制的目標(biāo)是建立所需的動(dòng)力效應(yīng)之間的關(guān)系桶的一角，位置和接觸力。這種動(dòng)態(tài)的關(guān)系稱為目標(biāo)阻抗。設(shè)xt(t)是為所需最終效應(yīng)的軌跡。通常，目標(biāo)阻抗是選擇一個(gè)線性二階系統(tǒng)模仿質(zhì)量彈簧，根據(jù)阻尼器動(dòng)力學(xué):
其中s是衍生工具的不斷正定，每組的N -矩陣Mt,Bt,Kt分別是矩陣的慣性，阻尼和剛度。位置的誤差和動(dòng)力的誤差被定義為
其中，是動(dòng)力的設(shè)定點(diǎn)。
控制問題是漸近驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)阻抗（12）即使存在不確定性。如果位置錯(cuò)誤ep接近零，動(dòng)力錯(cuò)誤eF也接近零，反之亦然。按照指定的動(dòng)態(tài)關(guān)系數(shù)值的定義值的矩陣Mt,Bt,和Kt，在方程（12）中。在一些接觸的任務(wù)中，動(dòng)力設(shè)定點(diǎn)，F(xiàn)r，將被指定為常量，不隨時(shí)間變化。在自由空間中運(yùn)動(dòng)，與外界沒有聯(lián)系。Fr=-Fe=0。所以ep趨近于零，因?yàn)槭枪潭ǖ?。矩陣Mt,Bt,Kt的選擇將決定所需形狀的瞬態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)。當(dāng)最終效應(yīng)接觸的環(huán)境，互動(dòng)的特點(diǎn)是目標(biāo)阻抗時(shí)，（12），這會(huì)導(dǎo)致一個(gè)位置誤差和錯(cuò)誤的力量。如果末端執(zhí)行器的位置跟蹤期望軌跡，（x→xr）那么接觸力遵循力的設(shè)定點(diǎn)（-Fe→Fr）。
3.2控制器的發(fā)展
考慮機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)模型形式符合不確定性。這眾所周知，魯棒性，最能區(qū)別功能易變結(jié)構(gòu)控制的滑動(dòng)模式。在本節(jié)中，魯棒滑?？刂破鲗⒈婚_發(fā)機(jī)械手動(dòng)態(tài)，就像方程（5），輸入2維系統(tǒng), 一滑動(dòng)面的狀態(tài)空間將是多方面的維2n-n=n。讓我們定義為s={s1(x),s2(x),……sn(x)}T，滑動(dòng)的功能，如下
其中，
采用滑動(dòng)模式的存在s=0，須知
可以看出，一旦系統(tǒng)在滑動(dòng)式結(jié)合的方程狀態(tài)下，（14），條件（16）保證了目標(biāo)阻抗（12）就達(dá)到了。
因此，在滑模si（x）=0（i=12，，，，n）動(dòng)力誤差趨近于零。
4．電液控制系統(tǒng)
控制要求的力產(chǎn)生在每個(gè)氣缸的挖掘機(jī)遵循所需時(shí)間的功能，當(dāng)執(zhí)行挖掘阻抗任務(wù)時(shí)。非線性效應(yīng)發(fā)生在工具與土的相互作用，并在液壓系統(tǒng)本身進(jìn)行復(fù)雜的控制策略要求。據(jù)了解，重力和活塞和汽缸之間的摩擦應(yīng)補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)高性能重型液壓機(jī)，挖掘機(jī)等。此外，原油粘度，通過(guò)油流液壓伺服閥和可變荷載，將導(dǎo)致液壓控制系統(tǒng)遭受高度非線性時(shí)變動(dòng)態(tài)，負(fù)載敏感，參數(shù)不確定性。因此，這些因素都要考慮到伺服液壓的建模和控制。在液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)中成立刀片，擺動(dòng)臂，臂，斗附件的軸向液壓挖掘機(jī)氣瓶。液壓油的流向氣缸受直接驅(qū)動(dòng)伺服閥與電閉環(huán)的控制，控制閥芯位置。該系統(tǒng)可大致描述一個(gè)六階微分方程。為簡(jiǎn)單起見，下面的線性表達(dá)式可使用小損失高達(dá)200赫的頻率準(zhǔn)確度：
5.結(jié)論
挖掘機(jī)在努力朝著自主挖掘進(jìn)行，運(yùn)土和建筑行業(yè)，我們提出了一個(gè)魯棒滑?？刂破髯杩箍刂频耐诰驒C(jī)來(lái)處理不確定性在其動(dòng)力學(xué)模型中，摩擦和斗相互作用。該控制器設(shè)計(jì)的一個(gè)目標(biāo)阻抗的選擇組成，并有決心對(duì)相應(yīng)的控制，開關(guān)控制，調(diào)諧控制?？刂戚敵龊吐?lián)合角，然后轉(zhuǎn)換為命令，即所需的RAM力和活塞的位置，對(duì)軸控制的挖掘機(jī)電液伺服系統(tǒng)?；Ｄ：刂萍{入，調(diào)整方法已成功地實(shí)施在在羊角力控制和缸內(nèi)，挖掘機(jī)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置。一個(gè)1.5噸小型機(jī)器人挖掘機(jī)的模擬和實(shí)驗(yàn)研究，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了所提出的有效性。給定一個(gè)期望軌跡，挖掘如挖掘和裝載任務(wù)好的展覽性能。振動(dòng)聯(lián)合角的位置，由于速度和加速度之間的聯(lián)系。水桶和土壤能顯著減少使用提出的控制器。高性能挖掘機(jī)和較強(qiáng)的魯棒性電伺服系統(tǒng)仿真實(shí)現(xiàn)
和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。得到結(jié)果表明的可行性和有效性提出的方法對(duì)于挖掘機(jī)動(dòng)力學(xué)控制及其液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)在執(zhí)行機(jī)器人挖掘任務(wù)與泥土接觸的考慮。
致謝
澳大利亞研究理事會(huì)，NS的小松，以及合作研究挖掘技術(shù)與裝備中心，表示感謝。
XX大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書
學(xué)院
班級(jí)
學(xué)生姓名
學(xué)號(hào)
課題名稱
起止時(shí)間
年 月 日—— 年 月 日（共 周）
指導(dǎo)教師
職稱
課題內(nèi)容
本果園施肥機(jī)主要有齒輪箱總成、傳動(dòng)箱總成、3點(diǎn)懸掛裝置、覆土裝置、排肥箱、土壤收集器、機(jī)架等部分組成如圖4.工作原理如下所述：
（1）利用拖拉機(jī)的牙也懸掛系統(tǒng)將施肥機(jī)掛在施肥機(jī)后方。
（2）施肥機(jī)的動(dòng)力由拖拉機(jī)的后動(dòng)力輸出軸經(jīng)傳動(dòng)軸總成傳至于齒輪箱。
（3）動(dòng)力經(jīng)過(guò)齒輪箱的減速、換向，作用于豎直方向和水平方向的兩傳動(dòng)軸，帶動(dòng)排肥裝置實(shí)施肥料添加。
（4）在螺旋鉆頭于土壤接近時(shí)電容式接近開關(guān)開始開啟排肥管，螺旋鉆頭開始鉆孔時(shí)由其螺旋的提升作用，將土壤和肥料至于土壤收集器內(nèi)混合；在螺旋鉆孔結(jié)束提升過(guò)程中，肥料和土壤由土壤收集器置入鉆孔中，并在施肥機(jī)前進(jìn)是由覆土裝置覆土。來(lái)實(shí)現(xiàn)整機(jī)鉆孔、施肥、覆土一體化要求。
擬定工作進(jìn)度（以周為單位）
第一周：查找相關(guān)資料，熟悉課題內(nèi)容。
第二周：撰寫開題報(bào)告，并制定總體方案。
第三至八周：設(shè)計(jì)施肥機(jī)的三維實(shí)體模型，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。
第九周：對(duì)果園挖穴施肥機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。
第 十 周：撰寫畢業(yè)論文，修改圖紙中存在的問題。
第十一周：編寫答辯提綱，準(zhǔn)備答辯。
第十二周：答辯
主要參考文獻(xiàn)
[1]張洪,張學(xué)軍,鄢金山,史增錄,牟國(guó)良,于蒙杰. 密植果園挖穴施肥機(jī)挖穴鉆頭的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究[J]. 農(nóng)業(yè)科技與裝備,2013,02:39-41.
[2]張靜,楊宛章. 果園挖穴施肥機(jī)的現(xiàn)狀分析與探討[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備,2013,02:69-72.
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[4]連瀟,徐萬(wàn)鵬. 一種果園追肥器的設(shè)計(jì)[J]. 隴東學(xué)院學(xué)報(bào),2014,03:29-31.
[5]蘇子昊,蘭峰,黎子明,謝舒,李奇. 國(guó)內(nèi)外果園開溝施肥機(jī)械現(xiàn)狀分析[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械,2014,15:134-137.
[6]蘇子昊,蘭峰,黎子明,謝舒,李奇. 果園定向施肥機(jī)施肥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 農(nóng)業(yè)工程,2014,04:116-119+124. [7]王先進(jìn). 果園機(jī)械化施肥技術(shù)應(yīng)用與探討[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)信息,2014,17:59.
任務(wù)下達(dá)人（簽字）
年 月 日
任務(wù)接受人意見
任務(wù)接受人簽名
年 月 日
注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。
2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。
3、此任務(wù)書一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。
果園挖穴施肥機(jī)的設(shè)計(jì)
摘要：我國(guó)是生產(chǎn)水果的大國(guó)，無(wú)論是在面積上還是在水果產(chǎn)品的產(chǎn)量上都是位居世界第一的。但是由于果園管理和種植技術(shù)的落后使得水果產(chǎn)品的品質(zhì)下降，所以果園施肥技術(shù)和方式就成了提高水果產(chǎn)品的品質(zhì)的一大因素。雖然果園施肥方式呈現(xiàn)多樣化的趨勢(shì)，但是果園機(jī)械化施肥卻處于一種比較低下的水平。甚至在一些地方還采用著人工施肥的方式，這樣使得施肥工作繁重、效率低下、而肥料的腐蝕性對(duì)人體造成著傷害等，消耗著大量人力物力卻無(wú)法達(dá)到提高水果產(chǎn)量和品質(zhì)的提升。所以機(jī)械化施肥和肥料的利用率成了設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。就此果園定量挖坑施肥機(jī)可以解決，機(jī)械化施肥和提高肥料利用率的難題。
關(guān)鍵詞：果園；挖穴；施肥機(jī)
1引言
機(jī)械化施肥是提高水果產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量的一種有效方式，但是由于我國(guó)在研究機(jī)械化施肥技術(shù)萬(wàn)面的起步晚對(duì)應(yīng)的研究技術(shù)不成熟，在果園施肥方面采用的最多的還是人工施肥。但因其效率低勞動(dòng)強(qiáng)度大人工成本高等原因已經(jīng)影響到了我國(guó)果林行業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)于機(jī)械化施肥的需求越來(lái)越強(qiáng)烈。在這種情況下我國(guó)借鑒國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)以及結(jié)合本土實(shí)際情況研究出了符合我國(guó)果林行情的各種施肥機(jī)械。
但是我國(guó)國(guó)內(nèi)缺少著機(jī)械化施肥機(jī)械使得很多地區(qū)都無(wú)法實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施肥，而機(jī)械化的顯著優(yōu)點(diǎn)就是對(duì)比人工作業(yè)具有更高的效率，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的前提下我國(guó)對(duì)于施肥的機(jī)械化需求度越來(lái)越高而相對(duì)應(yīng)的施肥機(jī)械卻有待開發(fā)。特別是針對(duì)挖坑機(jī)的研究挖。
挖坑機(jī)的作用是開挖施肥坑洞，我國(guó)在果園施肥主要是先使用挖坑機(jī)進(jìn)行開挖坑洞然后再人工進(jìn)行施肥及土壤回填。我國(guó)針對(duì)挖坑機(jī)的研究開發(fā)晚于國(guó)外，現(xiàn)在我國(guó)使用的挖坑機(jī)雖都能針對(duì)不同環(huán)境進(jìn)行挖坑，可是功能單一挖坑之后就閑置無(wú)法滿足機(jī)械化施肥作業(yè)的需求。
2果園挖穴施肥機(jī)的設(shè)計(jì)
本果園施肥機(jī)主要有齒輪箱總成、傳動(dòng)箱總成、3點(diǎn)懸掛裝置、覆土裝置、排肥箱、土壤收集器、機(jī)架等部分組成如圖4.工作原理如下所述：
（1）利用拖拉機(jī)的牙也懸掛系統(tǒng)將施肥機(jī)掛在施肥機(jī)后方。
（2）施肥機(jī)的動(dòng)力由拖拉機(jī)的后動(dòng)力輸出軸經(jīng)傳動(dòng)軸總成傳至于齒輪箱。
（3）動(dòng)力經(jīng)過(guò)齒輪箱的減速、換向，作用于豎直方向和水平方向的兩傳動(dòng)軸，帶動(dòng)排肥裝置實(shí)施肥料添加。
（4）在螺旋鉆頭于土壤接近時(shí)電容式接近開關(guān)開始開啟排肥管，螺旋鉆頭開始鉆孔時(shí)由其螺旋的提升作用，將土壤和肥料至于土壤收集器內(nèi)混合；在螺旋鉆孔結(jié)束提升過(guò)程中，肥料和土壤由土壤收集器置入鉆孔中，并在施肥機(jī)前進(jìn)是由覆土裝置覆土。來(lái)實(shí)現(xiàn)整機(jī)鉆孔、施肥、覆土一體化要求。
2.1果園挖穴施肥機(jī)施肥量的計(jì)算
排肥輪應(yīng)便于制造和清理，并且能使化肥均勻地落到筒底的輸送管道中。為了充分利用重力輸送化肥，排肥元件置于排肥器的下部，使排肥性能不受箱內(nèi)化肥充滿程度以及地面斜度和沖擊力的影響。本施肥機(jī)械要求排肥量在5~90kg之間，因此選用外槽星輪式排肥裝置，星輪每轉(zhuǎn)排肥量q為：
q=aFZσ+hr1000 （3-1）
式子中 F-排肥輪每單個(gè)齒槽面積（cm2），R=5cm，F(xiàn)=πR22=39.25；
δ0-排肥輪每個(gè)齒厚（cm），取δ0=0.5；
h-活門的開度（cm），即活門至星輪最下端的距離，取h=20；
α-肥料充滿系數(shù)，決定于肥料物理狀態(tài)、濕度和其流動(dòng)性，一般取α=0.7；
Z-排肥輪輪齒的槽數(shù)，取Z=10；
r-排肥單位容積質(zhì)量（gL），取r=1500。
將以上所示的各個(gè)參數(shù)帶入式子（1），得星輪每轉(zhuǎn)排肥料量q為
q=8.4kg
根據(jù)已知條件，可以按照下列公式計(jì)算出施肥機(jī)每公頃排肥量Q，即；
Q=15mnq1000δ （4-1）
式子中，m為排肥器數(shù)量，取m=1；n為排肥器轉(zhuǎn)動(dòng)速（rmin），n=864；δ為排肥輪損失率（%）取δ=30。
將各個(gè)參數(shù)代入式（2），得每公頃排肥量Q為
Q=362kg
每個(gè)鉆孔內(nèi)應(yīng)排出的化肥量q0為
q0=Qj
其中，j為每公頃果園內(nèi)的果樹株數(shù)，設(shè)取為j=500。則
q0=0.72kg
所以每株果樹的施肥量約為0.5kg。
總 結(jié)
此次設(shè)計(jì)的任務(wù)是完成果園挖穴施肥機(jī)的設(shè)計(jì)。這是我們?cè)诖髮W(xué)期間所進(jìn)行的一次非常全面的設(shè)計(jì)，為自己在大學(xué)四年所學(xué)習(xí)知識(shí)的全面總結(jié)和鞏固，使我們初步了解和掌握做設(shè)計(jì)的基本步驟、基本方法，通過(guò)本環(huán)節(jié)把我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)課程中所獲得的理論知識(shí)在設(shè)計(jì)實(shí)踐中加以綜合和運(yùn)用，把大學(xué)四年以來(lái)來(lái)所學(xué)的知識(shí)貫穿起來(lái)，使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐密切的結(jié)合起來(lái)，為我將來(lái)的實(shí)際工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
這是一個(gè)非常全面而系統(tǒng)的設(shè)計(jì)題目，非常鍛煉人。從方案的論證到最終的設(shè)計(jì)，涉及的領(lǐng)域包括：機(jī)械制圖，機(jī)械原理，工程材料，機(jī)械設(shè)計(jì)等等。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，提高我計(jì)算、制圖能力；使我們能熟練地應(yīng)用有關(guān)參考資料、計(jì)算圖表、手冊(cè)、圖集、規(guī)范，熟悉有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械方面知識(shí)得到系統(tǒng)的鞏固和提升。在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí)，我還學(xué)到了許多新的知識(shí)，如Solidworks，CAD2008的使用和WORD、POWERPOINT等軟件的應(yīng)用。
我深刻的認(rèn)識(shí)到，要想成為一名合格的工程設(shè)計(jì)人員只是掌握本專業(yè)的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，應(yīng)該具有更加淵博的知識(shí)，如應(yīng)該對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用，農(nóng)產(chǎn)品的特性，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀等各個(gè)方面能力進(jìn)行加強(qiáng)。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中也曾遇到很多的問題，但通過(guò)查閱相關(guān)的書籍、手冊(cè)以及老師的精心指導(dǎo)，都得到了解決，設(shè)計(jì)過(guò)程基本順利完成。
XX大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告
課題名稱 果園挖穴施肥機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級(jí)
指導(dǎo)教師
起止時(shí)間 2015.10.15-2016.5.25
機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
填 表 說(shuō) 明
一、學(xué)生撰寫《開題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容：
1、本課題來(lái)源及研究的目的和意義；
2、本課題所涉及的問題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；
3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；
4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路；
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；
6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃；
7、主要參考文獻(xiàn)（不少于7篇）。
二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。
三、開題報(bào)告要求手寫體，字?jǐn)?shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊(cè)內(nèi)填寫，頁(yè)面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開題報(bào)告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。
一 本題來(lái)源及研究的目的和意義
1.1 課題的來(lái)源：自選題
1.2 研究的目的
機(jī)械化施肥是提高水果產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量的一種有效方式，但是由于我國(guó)在研究機(jī)械化施肥技術(shù)萬(wàn)面的起步晚對(duì)應(yīng)的研究技術(shù)不成熟，在果園施肥方面采用的最多的還是人工施肥。但因其效率低勞動(dòng)強(qiáng)度大人工成本高等原因已經(jīng)影響到了我國(guó)果林行業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)于機(jī)械化施肥的需求越來(lái)越強(qiáng)烈。在這種情況下我國(guó)借鑒國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)以及結(jié)合本土實(shí)際情況研究出了符合我國(guó)果林行情的各種施肥機(jī)械。
1.3 研究的意義
本課題設(shè)計(jì)采用機(jī)械化的設(shè)備對(duì)果園進(jìn)行施肥。設(shè)備能在理論上有效提高肥料的利用率，節(jié)省人力資源，提高果園的產(chǎn)量。課題的實(shí)施是為果園機(jī)械化施肥提供合理的設(shè)計(jì)方案。
二 課題所涉及的問題在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及分析
2.1 施肥機(jī)械的研究現(xiàn)狀及存在的問題
施肥機(jī)械是使用工具將固態(tài)或液態(tài)化肥施入土壤。隨著施肥機(jī)械的普及、發(fā)展與科研隊(duì)伍的不斷加強(qiáng)、擴(kuò)大，經(jīng)過(guò)基礎(chǔ)理論、技術(shù)與機(jī)具研究、設(shè)計(jì)開發(fā)等研究工作，施肥機(jī)械的研制已取得了大量成果。施肥機(jī)械可分為很多類型:按照施肥方式可分為撒肥機(jī)、種肥施肥機(jī)與追肥施肥機(jī)，且應(yīng)用都較為普遍;按照化肥狀態(tài)可分為施液態(tài)化肥與固態(tài)化肥兩種，其中液態(tài)化肥的研究較為落后與狹窄。較為先進(jìn)的變量施肥機(jī)械也已經(jīng)取得了大量研究成果。
2.2 追肥施肥機(jī)的研究現(xiàn)狀及問題
追肥施肥機(jī)械是在作物生長(zhǎng)發(fā)育的同時(shí)施用化肥的機(jī)械，現(xiàn)今追肥機(jī)的研究達(dá)到了一定水平。張傳斌研制的 TX － 12 型煙草定量穴灌追肥機(jī)不僅可定量追肥、灌溉，還可在田間輕便移動(dòng)，工作效率高，尤其適用于干旱地區(qū);王金星等研制了一種通過(guò)高準(zhǔn)確率傳感器將信號(hào)傳給單片機(jī)以達(dá)到自動(dòng)控制的智能煙草定量穴施追肥機(jī)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與煙草的低損傷率。為了解決干旱地區(qū)作物苗期中耕、追肥作業(yè)的高成本、復(fù)雜與低效率問題，崔歡虎等人研制出了以節(jié)約水資源為基礎(chǔ)的中耕保墑追肥機(jī)。經(jīng)過(guò)多年試驗(yàn)，其機(jī)具所需動(dòng)力小、效率高且輕便靈活，可為廣大農(nóng)民接受。
農(nóng)民大量使用的追肥機(jī)大都采用簡(jiǎn)單的四桿機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)副容易產(chǎn)生磨損，維修較為困難，必將影響作業(yè)效果。輸肥管在施肥機(jī)下降上升過(guò)程的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中容易造成變形而形成縫隙，就可能會(huì)使肥料在縫隙中漏掉。我國(guó)大多農(nóng)民容易在作物的非最佳追肥期施用追肥，且采用的封壟蹚地后追肥的方式對(duì)時(shí)間把握不準(zhǔn)確也將引起倒伏，且也容易造成對(duì)植物根系損害而導(dǎo)致減產(chǎn)。由于農(nóng)村勞動(dòng)力減少，農(nóng)民為了節(jié)省時(shí)間與精力，將追肥與種肥同時(shí)施入土壤，必然會(huì)出現(xiàn)燒種燒苗的現(xiàn)象。農(nóng)民在追肥時(shí)，同樣容易出現(xiàn)忽視有機(jī)肥與部分微量元素的重要性的問題。
2.3 變量施肥機(jī)械的研究現(xiàn)狀與存在的問題
由于變量施肥機(jī)械具有綜合評(píng)價(jià)效果顯著、可按需施肥并可調(diào)節(jié)及施肥準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為施肥機(jī)械的主要研究方向之一。馬旭等研究了便捷、穩(wěn)定的手控與自控變量施肥機(jī)械，可與播種機(jī)配套使用，成為“3S 技術(shù)”的基礎(chǔ)。針對(duì)我國(guó)國(guó)情，王秀等人研制了不僅可以配套國(guó)產(chǎn)拖拉機(jī)，還可以在GPS 協(xié)助下按照系統(tǒng)網(wǎng)格劃分所得的處方圖實(shí)現(xiàn)變量施肥的機(jī)械，并試驗(yàn)了不同齒槽轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的精確排肥量，以確定最優(yōu)轉(zhuǎn)速。為了解決施肥機(jī)械受到拖拉機(jī)行駛速度及排肥軸轉(zhuǎn)速等對(duì)排肥量的影響，陳廣大等設(shè)計(jì)了以 AＲM 微處理器為核心、通過(guò) PID 自動(dòng)調(diào)節(jié)排肥量的控制系統(tǒng)，可達(dá)到排肥穩(wěn)定、均勻與精度高的效果。針對(duì)不同規(guī)格大小農(nóng)田的網(wǎng)格劃分并確定位置的高難度問題，于英杰等人確定了一種自動(dòng)識(shí)別算法。該算法使用 AＲM 控制器采集傳感器信號(hào)，能適應(yīng)農(nóng)田形狀的變化，精度高，穩(wěn)定性較好。
我國(guó)的變量施肥機(jī)具相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家起步較晚，變量施肥機(jī)械使用的傳感器等設(shè)備未國(guó)產(chǎn)化而導(dǎo)致了儀器昂貴。我國(guó)大多數(shù)農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，尤其是中西部山區(qū)，難以接受機(jī)械的使用成本。我國(guó)處于概念階段的變量施肥機(jī)械，其一幅寬較小，其二采用的差分 GPS 系統(tǒng)的精確度較低，可能會(huì)導(dǎo)致以周圍較近區(qū)域的處方量為依據(jù)施肥，將偏離施肥目的。機(jī)具大多只能實(shí)現(xiàn)總量的變量配比，而多元素的精確變量配比卻難以實(shí)現(xiàn)。專家在決策分析時(shí)容易脫離實(shí)際，由于其研究系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，結(jié)果也與最終實(shí)際相差較大，有的時(shí)候甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通的決策。由于變量施肥機(jī)大多懸掛于拖拉機(jī)，將會(huì)受到土壤環(huán)境的限制，不適宜大幅度轉(zhuǎn)彎或翻梗，穩(wěn)定性將會(huì)直接受到影響。
2.4 解決問題的對(duì)策與措施
1)加強(qiáng)施肥機(jī)械與施肥技術(shù)的研究，將農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝結(jié)合起來(lái)。國(guó)家應(yīng)該同時(shí)加強(qiáng)施肥機(jī)械與施肥技術(shù)的投入，重視機(jī)具與技術(shù)的基礎(chǔ)理論與應(yīng)用的研究，如播種施肥機(jī)種子與化肥比例的精確數(shù)據(jù)研究。研究符合農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化機(jī)具與技術(shù)的同時(shí)，還應(yīng)把由中小企業(yè)生產(chǎn)的機(jī)具，且適應(yīng)于中小型農(nóng)場(chǎng)的施肥機(jī)具考慮在內(nèi)。
加強(qiáng)不同施肥機(jī)械的研制，尤其是針對(duì)地域差異、氣候差異與植物在生長(zhǎng)周期差異時(shí)所對(duì)應(yīng)的機(jī)具研究，以達(dá)到“聯(lián)合作業(yè)、一機(jī)多用”，且可施有機(jī)肥。將液力、氣力理論應(yīng)用到純機(jī)械式施肥機(jī)具上以提高機(jī)具的自動(dòng)化程度，使效率高、污染小與精確度高的機(jī)具替代落后裝備。機(jī)具的研究應(yīng)具有針對(duì)性，尤其是針對(duì)出現(xiàn)問題概率較高的部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，如肥料輸送管道易堵塞及部件強(qiáng)度不夠而容易產(chǎn)生的疲勞損失的問題。
現(xiàn)代施肥技術(shù)綜合性強(qiáng)，技術(shù)、機(jī)具與制肥三者缺一不可，應(yīng)增強(qiáng)其技術(shù)與工作人員的交流與合作，探索出三者相互配套且有機(jī)結(jié)合的一系列應(yīng)用理論。
2)加強(qiáng)科研成果的推廣，開展技術(shù)與機(jī)具應(yīng)用培訓(xùn)。改變我國(guó)施肥機(jī)械與施肥技術(shù)落后現(xiàn)狀的最好辦法是加強(qiáng)科研部門與農(nóng)業(yè)推廣部門的緊密聯(lián)合，以達(dá)到事半功倍的效果。應(yīng)該鼓勵(lì)施肥技術(shù)與機(jī)具研制人員對(duì)農(nóng)民進(jìn)行技術(shù)與機(jī)械的應(yīng)用培訓(xùn)，既可以使科研人員不脫離農(nóng)村實(shí)際，又可以增強(qiáng)農(nóng)民的技術(shù)與機(jī)械的應(yīng)用水平，糾正農(nóng)民的錯(cuò)誤施肥方式，學(xué)會(huì)保養(yǎng)與維修施肥機(jī)械，從而減少因?yàn)榉绞藉e(cuò)誤而導(dǎo)致的環(huán)境問題。
國(guó)內(nèi)施肥機(jī)械大都來(lái)自中小企業(yè)的生產(chǎn)，應(yīng)該在農(nóng)村展開調(diào)查，擇優(yōu)選擇效率高的機(jī)具進(jìn)行再開發(fā)與研究后向農(nóng)民推廣應(yīng)用。同時(shí)，應(yīng)利用各大農(nóng)業(yè)高校與農(nóng)業(yè)科研部門的科研項(xiàng)目，將項(xiàng)目的研究理論以及實(shí)驗(yàn)機(jī)加以改造為應(yīng)用機(jī)，再投向于農(nóng)村，實(shí)現(xiàn)科研價(jià)值的最大化。
3) 淘汰落后機(jī)具，加大機(jī)具的補(bǔ)貼力度。結(jié)合國(guó)家對(duì)環(huán)境友好型施肥機(jī)具的補(bǔ)貼政策，強(qiáng)制報(bào)廢農(nóng)村低效率、化肥高污染的施肥機(jī)具，并予以相應(yīng)的補(bǔ)貼。對(duì)于技術(shù)或機(jī)具使用的材料，尤其是污染大的材料，應(yīng)該被環(huán)保材料取締;淘汰落后機(jī)具，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)高效率機(jī)械的應(yīng)用推廣，推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程。
為了實(shí)現(xiàn)高精度機(jī)械與技術(shù)的推廣應(yīng)用，一是應(yīng)盡量減少機(jī)具與技術(shù)的制造與應(yīng)用成本，尤其是針對(duì)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)所使用的成本;二是加大政府對(duì)先進(jìn)機(jī)具與技術(shù)的補(bǔ)貼力度，除了補(bǔ)貼農(nóng)民購(gòu)買機(jī)具或儀器時(shí)所需的成本外，還需要加大農(nóng)民對(duì)技術(shù)與機(jī)具培訓(xùn)所需經(jīng)費(fèi)的補(bǔ)貼。
2.5 棗園施肥技術(shù)
肥料的選擇應(yīng)符合生產(chǎn)無(wú)公害果品的要求, 應(yīng)以堆肥、漚肥、圈肥、作物秸稈、餅肥、微生物肥、腥肥等有機(jī)肥料為主, 適量使用無(wú)機(jī)化學(xué)肥料, 使有機(jī)、無(wú)機(jī)肥料配合運(yùn)用。有機(jī)肥包括: 堆肥、漚肥、圈肥、作物秸稈、餅肥、微生物肥、腥肥等; 無(wú)機(jī)肥包括: 礦物磷肥( 磷礦粉) 、礦物氮肥、礦物鉀肥、石灰石, 按土壤養(yǎng)分狀況優(yōu)化配制的氮肥、磷肥、鉀肥以及符合要求的無(wú)機(jī)復(fù)合肥, 以銅、鋅、鐵、錳、硼、鉬等微量元素及有益元素為主配制的肥料。
1.基肥
基肥是供給冬棗樹生長(zhǎng)的基本肥料。一般春秋兩季均可施入, 但以秋季在果實(shí)采收后至落葉前為好, 這時(shí)期葉片仍有一定的光合效能, 根系處于年周期中最后一個(gè)生長(zhǎng)高峰, 有利于礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收及有機(jī)營(yíng)養(yǎng)的轉(zhuǎn)化積累。秋施基肥的目的就在于增加樹體的貯藏營(yíng)養(yǎng), 以滿足翌年萌芽、花芽分化和開花坐果的需求。
增施基肥結(jié)合深耕改土, 以有機(jī)肥為主, 化肥為輔。應(yīng)采用多穴散施法, 禁止采用溝狀施肥法, 提倡“穴施肥水”法。幼樹( 5 年生以下) 株施有機(jī)肥 25 千克～50 千克, 尿素或磷酸二銨 0.15 千克～0.4 千克, 鈣鎂磷肥1 千克～2 千克; 成齡樹株施有機(jī)肥 100 千克～150 千克, 尿素或磷酸二銨 0.4 千克～1 千克, 鈣鎂磷肥 2 千克～4 千克, 硫酸鉀 1.5 千克或草木灰 10 千克。
2.地下追肥
追肥每年進(jìn)行 3 次, 分別在萌芽前、坐果期、果實(shí)膨大期進(jìn)行。
冬棗生長(zhǎng)的前期, 是各器官對(duì)營(yíng)養(yǎng)爭(zhēng)奪的激烈時(shí)期, 此時(shí)往往由于樹體的貯藏營(yíng)養(yǎng)不足而影響各器官的正常生長(zhǎng)發(fā)育, 乃至造成開花坐果不良, 果實(shí)發(fā)育受阻。因此, 這次追肥可使冬棗樹萌芽整齊一致, 生長(zhǎng)旺, 棗吊長(zhǎng), 葉片大, 有利于花芽分化, 不僅保證了冬棗樹的正常生長(zhǎng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求,而且有利于產(chǎn)量的提高。這次追肥, 以速效氮磷為主。幼樹株施磷酸二銨 0.1 千克～0.2 千克, 成齡樹株施磷酸二銨 0.3 千克～0.4 千克。
6 月上旬開花坐果期消耗養(yǎng)分多, 而往往由于營(yíng)養(yǎng)不足, 造成大量落花落果, 所以花期追肥十分重要, 這次追肥, 可促進(jìn)枝葉健壯生長(zhǎng), 提高花芽分化質(zhì)量, 提高坐果率, 減少落花落果, 有利于果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育。用肥的種類以氮肥為主, 幼樹株施尿素 0.1千克～0.2 千克, 成齡樹株施尿素 0.25 千克～0.4 千克。
7 月上旬幼果膨大期追肥, 這次追肥的目的, 主要是減少生理落果, 促進(jìn)果實(shí)膨大, 提高果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)。此期施入氮磷鉀及微量元素復(fù)合肥, 幼樹株施0.4 千克～0.5 千克, 成齡樹株施 0.6 千克～1 千克。
3.根外追肥
根外追肥也叫葉面噴肥, 就是在冬棗樹生長(zhǎng)季節(jié), 將肥料配成一定濃度的液體, 噴灑在樹體上。此法簡(jiǎn)單易行, 用肥量少, 見效快, 一般噴后 1～2 小時(shí)就能進(jìn)入葉中加工合成, 被樹體利用, 增產(chǎn)效果十分明顯。
葉面噴肥是冬棗樹追肥中不可缺少的一種施肥方法, 花前、花期、幼果期和生長(zhǎng)后期, 葉面噴施尿素溶液, 可以增補(bǔ)土壤供應(yīng)氮素的不足, 使葉片色澤加深, 提高光合效能, 因而有助于養(yǎng)分積累和產(chǎn)量的提高。花期噴施硼素, 有利于提高坐果率。幼果期噴施磷、鉀素溶液, 可提高果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量。因土壤鹽堿引起的缺鐵黃葉, 噴施鐵素可使黃葉轉(zhuǎn)綠, 對(duì)恢復(fù)樹勢(shì)也有較好的效果。葉面噴肥, 花期宜單用, 其它時(shí)期可以結(jié)合防治病蟲, 與某些可以混配的農(nóng)藥混合使用。從 5 月下旬開始, 每隔半月左右葉面噴施一次。噴肥時(shí), 應(yīng)注意把肥料噴在葉片的背面, 因植物葉片的背面吸收養(yǎng)分的速度比葉片正面大。噴肥應(yīng)在無(wú)風(fēng)的晴天進(jìn)行, 一天之中, 以下午 4～5 點(diǎn)到傍晚最好, 其次是早晨到上午 10 點(diǎn)前。因?yàn)橹形鐨鉁馗?蒸發(fā)量大, 影響肥料的利用率, 甚至引起肥害。葉面噴肥的濃度參考如下: 尿素 0.3%～0.5%; 硫酸鉀 0.4%; 硝酸鉀 0.5%～1%; 硫酸鋅 0.3%; 硫酸亞鐵 0.3%; 硫酸鎂 0.1%; 硼砂 0.5%～0.7%; 過(guò)磷酸鈣浸出液 2%; 草木灰浸出液 4%; 硫酸二氫鉀0.3%。
三、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
3.1 課題任務(wù)要求
本施肥機(jī)械主要用于棗園的田間施肥，通過(guò)選擇合適的方法設(shè)計(jì)施肥機(jī)，使此施肥機(jī)能因地制宜的對(duì)棗園合理施肥。
3.2 課題設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
本施肥機(jī)械主要用于棗園的田間施肥，綜合國(guó)內(nèi)施肥技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析，國(guó)內(nèi)微耕技術(shù)并未成熟，但是使用微耕機(jī)施肥器進(jìn)行施肥對(duì)于棗園比較適合，隨著微耕機(jī)的前進(jìn)，利用定量施肥機(jī)的錐頭將土壤耕開形成20-25cm深度，肥料中的肥料不斷攪拌并由肥料箱灌入土壤，隨后埋起土壤。綜上所述，該設(shè)計(jì)是可行的。
四 本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵的問題及解決的思路
4.1 本課題需要研究的重點(diǎn)問題
需要滿足棗園田間施肥量合理性要求。微耕機(jī)施肥器主要包括：機(jī)架、發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、側(cè)減速器、手把組合、旋轉(zhuǎn)錐頭、肥料箱、攪拌器、輸送管以及覆土裝置組陳。
4.2 本課題需要研究的難點(diǎn)問題解決的思路
我國(guó)微耕技術(shù)并未成熟，所以為了解決微耕機(jī)施肥器的棗園施肥問題，必須設(shè)計(jì)一個(gè)合理的結(jié)構(gòu)，首先為了肥料的合理利用方面，微耕機(jī)施肥器的耕作耕深要有限深裝置保證，耕深不能超過(guò)20-25cm。然后是微耕機(jī)施肥器前進(jìn)速度，要保證肥料的合理施肥量。而肥料箱中的肥料要均勻的輸送至被開耕的土壤底部，所以肥料箱的大小，輸送管以及覆土裝置的設(shè)計(jì)也尤為重要。
五 完成本課題需要的工作條件及解決的辦法
完成本課題所必須做的工作有利用學(xué)校圖書館及互聯(lián)網(wǎng)查閱大量資料，了解棗園田間施肥機(jī)的基本性質(zhì)，施肥機(jī)結(jié)構(gòu)、原理等，了解各種類型的棗園田間施肥機(jī)的特點(diǎn)。關(guān)鍵問題可請(qǐng)求老師指導(dǎo)或通過(guò)同學(xué)討論，選擇適合棗園田間施肥機(jī)的類型，對(duì)擬定的施肥機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算，利用Auto CAD等繪圖軟件繪制出施肥機(jī)的零件圖，裝配圖，反復(fù)對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行檢驗(yàn)、校核。
六 工作方案及進(jìn)度計(jì)劃
工作方案：設(shè)計(jì)總體含括→機(jī)架、發(fā)動(dòng)機(jī)部分裝置設(shè)計(jì)→旋轉(zhuǎn)錐頭→肥料箱、攪拌器→鏈輪→輸料罐以及機(jī)體有機(jī)組合。
進(jìn)度計(jì)劃：
第1周—第2周 通過(guò)查找文獻(xiàn)資料，了解施肥機(jī)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀。
第2周—第5周 設(shè)計(jì)果園挖穴施肥機(jī)的總體方案。
第6周—第9周 對(duì)果園挖穴施肥機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
第10周—第12周 撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，對(duì)部分問題修改、調(diào)整。
第13周—第14周 整理資料準(zhǔn)備答辯。
七 參考文獻(xiàn)
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