Reducing Operation Emissions and Improving Work Efficiency Using a Pure Electric Wheel Drive Tractor

In response to the problems of excessive greenhouse-gas and particulate emissions and the low traction efficiency of conventional diesel tractors in the field,a purely electric wheel-side drive tractor was studied,including an electric motor drive system,a battery ballast system,and an electro–hydraulic suspension system.This paper develops a dynamics model of an electric tractor-ploughing unit under complex soil conditions,leading to the proposal of an active control method for drive wheel torque and a joint control method for the traction force of the suspension system and the front-and rear-axle loads of a tractor.Finally,the tractor is prototyped and assembled,and ploughing tests are carried out.The ploughing results show that the active torque-distribution control method proposed in this study reduces the tractor slip by 14.83%and increases the traction efficiency by 10.28%compared with the average torquedistribution mode.Compared with the conventional traction control mode,the joint control method for traction and ballast proposed in this paper results in a 3.7%increase in traction efficiency,a 15.05%decrease in slip,and a 4.9%reduction in total drive motor energy consumption.This study will help to improve the operation quality and traction efficiency of electric tractors in complex soil conditions.

Design a Special Fixture for Tractor Lever

Aiming at the problems of long time and poor machining precision in processing the tractor lever workpiece,a special fixture suitable for the tractor lever workpiece is designed by analyzing the processing technology of the lever workpiece,and the workpiece is accurately positioned and tightened under the action of the special fixture.Efficient machining of the workpiece can be achieved by using a drill template.The fixture not only has the advantages of high production efficiency,low cost and high life,but also effectively improves the processing technology of the workpiece,and has certain reference value for the subsequent fixture improvement design.

农业拖拉机尾灯多色注塑模具设计

以农业拖拉机尾灯为研究对象,分析了尾灯的内部结构和工艺性,并针对双色模具的特殊性,分析了模具成型方案和设计流程,基于AutoCAD和CAE软件完成了尾灯双色塑件模具的设计。开模试验表明:该产品符合设计需求,整个产品结构稳定,透明度好,设计的模具结构合理、工艺流程可靠,能够满足实际的生产应用,工程应用价值较高。

基于UG的拖拉机齿轮传动系统仿真研究

设计了一款拖拉机复合行星齿轮的动力系统,并基于UG仿真软件,建立了齿轮参数化模型,得到了齿轮的渐开线和齿廓线,最后建立了齿轮传动系统仿真模型。齿轮传动系统可靠性实验表明:系统齿轮运动符合预期,满足设计要求,证实了系统的可靠性。

基于动力性模糊控制拖拉机遥控换挡设计研究

为实现拖拉机遥控换挡,基于动力性模糊控制换挡设计了电控液压换挡系统,并在AMEsim中搭建仿真模型。根据发动机的调速特性,以油门开度、当前的车速和挡位为输入参数建立动力性换挡模型,并根据驾驶员意图和拖拉机状态建立二级模糊控制器对动力性换挡策略进行修正。同时,设置工况,在MatLab/Simulink中建立拖拉机传动系统模型,利用AMEsim-Simulink进行联合仿真,得到液压缸活塞杆位移曲线,对可行性进行了验证。对比传统换挡与动力性模糊控制换挡,以离合器冲击度、滑摩功等为控制目标进行仿真分析。结果表明:与传统换挡系统相比所设计的系统控制效果较优,满足拖拉机动力性适应性要求。

基于音频特征的拖拉机发动机状况识别系统设计

拖拉机发动机是保证拖拉机正常运行的关键部件,目前主要采用振动信号开展发动机故障预测与状况识别。为此,提出了一种基于GRU的循环神经网络模型,通过对拖拉机发动机在不同作业条件下产生的音频信号进行分析,提取Mel作为主要特征,构建基于音频特征的拖拉机发动机状况识别系统。预测结果表明:系统能够准确地识别发动机的正常运行状态和不同类型的故障状况,对拖拉机发动机异常的识别率可以达到97.15%。研究结果可以提高拖拉机的运行安全性和可靠性,减少故障停机时间,提高农业生产效率。

基于热处理工艺的拖拉机发动机铝合金组织性能研究

采用不同时长的热处理工艺,对拖拉机发动机铝合金组织性能进行了对比分析。结果表明:热处理后,铝合金性能得到了较大程度的提高,若优先考虑材料性能,则应该采用180℃×4 h的单级热处理时效;若优先考虑工艺效率和成本,则可以采用150℃×1 h+170℃×1 h的双级热处理时效。

基于LabVIEW的拖拉机电气故障诊断系统设计

设计了一种基于LabVIEW的拖拉机电气故障诊断系统,其采用模块化设计,可以自动检测和诊断拖拉机的电气故障,并提供可视化的诊断结果。系统由数据采集模块、信号处理模块、故障诊断模块和用户界面模块组成。数据采集模块负责采集拖拉机各个部件的电气参数数据,信号处理模块对采集到的数据进行处理和分析,故障诊断模块通过分析处理后的数据来判断拖拉机是否存在故障,并给出相应的诊断结果,用户界面模块提供友好的交互界面。试验结果表明:系统可以准确地诊断拖拉机的电气故障,具有良好的应用前景和推广价值。

基于数据挖掘技术的拖拉机发动机故障诊断

拖拉机是农业生产的重要工具,发动机是其核心部件,如发动机出现故障,将会直接影响农业生产效率和产量。为此,提出了一种使用数据挖掘技术进行拖拉机发动机故障诊断的方法。利用了机器学习技术和统计学,首先针对拖拉机田间运行信号噪音较大的问题,引入小波阈值去噪的方法;其次,基于卷积神经网络模型,引入一种注意力机制,提高故障诊断准确率,并通过对拖拉机传感器数据进行分析,可以帮助诊断和预测发动机故障;最后,通过实验结果验证了算法的有效性。研究结果不仅可以提高故障的准确性和效率,还能够节约维修成本和提高机器的利用率,具有较高的应用价值。

双回路控制下拖拉机发动机管理系统的设计

随着拖拉机发动机控制系统的复杂性在不断增加,拖拉机发动机扭矩管理系统需要满足多种工况需求,配备多种传感器和执行器,同时具备高效能和燃油经济性。为此,设计了基于双回路速度跟踪控制的拖拉机发动机扭矩管理系统,通过两个回路实现对发动机扭矩的精确控制,其中一个回路用于速度跟踪,另一个回路用于调节发动机扭矩。通过精确的速度控制和扭矩管理,系统可以在不同工况下实现高效的能量利用和优化的运行性能。试验结果表明:系统能够有效地实现发动机扭矩的准确控制,提高了拖拉机的整体性能和燃油经济性。研究结果旨在改进拖拉机发动机控制系统的性能,提高其适应多种工况的能力,并实现更高的燃油经济性。

聚脲涂层材料对农用拖拉机力学性能的影响规律

农用拖拉机在田间作业中经常受到严重的腐蚀影响,而聚脲涂层被广泛应用于农业机械的防腐保护中。为此,以农用拖拉机为研究对象,选取聚脲涂层厚度、纳米增强剂含量和抗腐蚀剂含量为影响因素,以抗拉强度和断面收缩率为评价指标开展三因素五水平正交试验,运用Design-Expert对数据完成方差分析和显著性检验,得到回归方程和响应曲面图,并通过分析各因素之间的交互作用及变化规律,明确聚脲涂层对农用拖拉机力学性能的影响机理,进一步探明最佳聚脲涂层参数组合。研究结果表明:当聚脲涂层厚度为0.4 mm、纳米增强剂含量为1.5%、抗腐蚀剂含量为15%时,聚脲涂层对农用拖拉机力学性能最好,满足生产要求。

电动拖拉机双电源并联控制研究

电动拖拉机具有结构简单和节能减排等优点,但现有电动拖拉机作业时采用单一动力电池能源,存在续航时间短的问题。为了提高电动拖拉机长续航供电能力,提出了一种基于下垂控制的直流双电源并联均流联合供电方案,利用MatLab/Simulink搭建了系统模型。仿真试验表明:单电源可以实现升压稳压控制;基于下垂控制的双电源并联均流能够实现双电源的电流均流;当切换不同功率负载时,系统电压随功率增加按比例下调,验证了该方案的可行性。

电动拖拉机驱动电机系统故障诊断模型研究

驱动电机系统的故障可能导致电动拖拉机失控或发生意外情况,从而危及驾驶员和周围环境的安全,准确诊断故障可以帮助驾驶员及时采取措施,避免潜在的危险。为了进一步提高电动拖拉机驱动电机系统的故障诊断准确率,基于驱动电机系统的数据特征及故障类型,以BP人工神经网络模型为基础,通过PSO-BP优化后的人工神经网络模型构建电动拖拉机电机驱动电机系统故障诊断模型,并对传统BP神经网络模型的阈值和权重进行优化,以更快地收敛到全局最优解。通过采集驱动电机系统的数据,对基于PSO-BP故障诊断模型进行试验验证,结果表明:模型对5种故障状态诊断准确率较高,特别是退磁故障和IGBT故障这两种复杂的故障类型。研究内容能够为电动拖拉机驱动电机系统的故障诊断提供一种有效的方法和技术支持,可提高诊断准确率、保障驾驶员和周围环境的安全,提高了工作效率,降低了维修成本。

Rul-tractor装置辅助经剑突下胸腔镜胸腺肿瘤切除术学习曲线分析

目的评估在Rul-tractor装置辅助下,经剑突下胸腔镜胸腺肿瘤切除术的手术效果和学习曲线。方法纳入2019年1月至2020年5月武警安徽省总队医院胸外科29名前纵隔肿瘤患者,由年轻外科医生独立完成Rul-tractor装置辅助下剑突下胸腔镜胸腺肿瘤切除手术。总结临床特点和手术结果,并以手术时间的累积和(CUSUM)值评价学习曲线。结果所有患者均接受全胸腺切除术,包括肿瘤R0切除,无中转至正中胸骨切开。如合并重症肌无力(Myasthenia gravis,MG)则需行前纵隔脂肪扩大清扫术,合并MG的患者有4例(13.8%);临床特点中肿瘤直径为2.6~7.0 cm,平均直径4.3±1.8 cm;位置较高骑跨于无名静脉的肿瘤18例(62.1%);术后组织学病理特征中胸腺瘤17例(59.0%)、胸腺囊肿9例(31.1%)、胸腺癌1例(3.3%)、胸腺增生1例(3.3%)、畸胎瘤1例(3.3%);手术时间70~150 min,平均时间(103.0±19.8)min,术中出血量15~100 mL,平均为(31.5±15.8)mL,带管时间1~5 d,平均(2.9±2.2)d,住院天数3~9 d,平均(5.4±2.1)d;术中术后并发症4例(13.8%),无肌无力危象发生;无术后死亡及复发病例。手术时间在19例后趋于下降平稳趋势。结论在Rul-tractor胸骨牵拉装置的辅助下实施剑突下胸腔镜胸腺肿瘤切除术,学习曲线约为19例,可被无丰富手术经验的年轻外科医生快速掌握,获得的手术结果可以接受。

电动拖拉机底盘轻量化设计

探讨了电动拖拉机底盘轻量化设计的方法和技术,并基于底盘轻量化的重要性论述了底盘轻量化的具体方法,包括选材、结构优化、工艺改进等方面。针对电动拖拉机的工作特点,提出了适合其底盘轻量化的具体措施,包括采用高强度轻质材料、减少焊接点及优化桥座结构等。最后,通过数值模拟和试验验证了轻量化设计的效果,证明了方法的可行性和有效性。研究成果对于提高电动拖拉机的性能和节能减排具有重要意义。

基于阻尼减振材料下拖拉机车身轻量化设计

由于农业生产环境恶劣,拖拉机在使用过程中振动和车内噪声对驾驶员的舒适性和工作效率产生负面影响,而阻尼材料能够将振动能量转化为其他形式的能量,从而减少振动的幅度和传递,同时也可以在不减少机械结构强度和稳定性的前提下减少结构质量。为此,以拖拉机车身轻量化设计为研究对象,提出一种新兴液态可喷涂型阻尼隔音材料(Liquid Apply Sound Deadener,LASD),探讨了轻量化设计在减振性能和结构强度之间的平衡,并基于拖拉机车身静态刚度、动态刚度和侧面碰撞安全性能,采用近似模型优化方法进行轻量化设计。结果表明:采用阻尼减振材料可以显著降低拖拉机车身质量4.2%,显著降低拖拉机车身的振动幅度,并改善驾驶员的舒适性和工作效率。研究结果可为提高农业机械性能和驾驶员舒适性提供一种有效途径,具有实际应用前景。

拖拉机底盘行驶性能优化模型与试验

拖拉机作为一种重要的农业运输工具,可在田间与不同农业机械配合完成相关农艺操作过程。目前,农机具主要以悬挂的形式与拖拉机连接,但在进行田间试验中会发生底盘倾覆问题,故改善拖拉机底盘的动态性能对于提高拖拉机稳定性具有重要意义。针对以上问题,提出了一种拖拉机底盘前悬机架模型用于设计拖拉机底盘防倾覆悬架,并建立了拖拉机液压前悬架平面内动力学的验证模型,对拖拉机底盘倾覆进行分析。通过数值模拟与田间试验相结合的方法进行模型验证与分析,结果表明:构建的拖拉机底盘前悬架模型能够准确地模拟高、中负荷配置下的拖拉机真实模拟系统行为。研究结果可为拖拉机底盘的优化设计提供参数借鉴与理论依据。

增程式电动拖拉机动力电池供电系统研究

增程式电动拖拉机具有节能减排、续航时间长等优点,但现有动力电池组电压等级较低,无法满足增程式电动拖拉机整机直流母线电压需求。为此,针对增程式电动拖拉机整机500 V电压平台需求,研究了其动力电池供电系统,完成了动力电池供电系统硬件设计和控制设计,最终利用MatLab/Simulink进行了仿真验证。仿真试验方面,所设计的动力电池供电系统实现了从320 V到500 V良好的升压稳压控制与闭环直流电源供电效果,能够适应与增程器等其他电源并联均流供电需求,动力电池供电系统具有良好的动态性能和稳态性能,满足稳定供电需求。

Multi-objective Stability Control Algorithm of Heavy Tractor Semi-trailer Based on Differential Braking

Rollover and jack-knifing of tractor semi-trailer are serious threats for vehicle safety, and accordingly active safety technologies have been widely used to reduce or prevent the occurrence of such accidents. However, currently tractor semi-trailer stability control is generally only a single hazardous condition (rollover or jack-knifing) control, it is difficult to ensure the vehicle comprehensive stability of various dangerous conditions. The main objective of this study is to introduce a multi-objective stability control algorithm which can improve the vehicle stability of a tractor semi-trailer by using differential braking. A vehicle controller is designed to minimize the likelihood of rollover and jack-knifing. First a linear vehicle model of tractor semi-trailer is constructed. Then an optimal yaw control for tractor using differential braking is applied to minimize the yaw rate and lateral acceleration deviation of tractor, as well as the hitch articulation angle of tractor semi-trailer, so as to improve the vehicle stability. Second a braking scheme and variable structure control with sliding mode control are introduced in order to achieve the best braking effect. Last Fishhook maneuver is introduced to the active safety simulation and the active control system effect verification. The simulation results show that multi-objective stability control algorithm of semi-trailer could improve the vehicle stability significantly during the transient maneuvers. The proposed multi-objective stability control algorithm is effective to prevent the vehicle rollover and jackknifing.

Design of User Interface for Tractor Cab Real-time Information Management System

In this paper,the user interface of tractor cab real-time information management system was designed. Based on the principle of "user friendly",it reasonably arranged spatial position of information management system according to spatial distribution of tractor cab. Then,it analyzed operation habits and thinking ways of drivers,and formulated design principle meeting demands of drivers. Besides,it used LabView software to design user interface,including interface layout and interface design. User interface includes basic information interface,job information interface,camera monitoring interface,and fault diagnosis interface. Finally,it made evaluation of the user interface from color,indicator lamp,dial,and pointer. Results indicate that the designed user interface layout conforms to cognition mentality and operation habits and easy to get familiar and grasp; graphical interface is vivid and easy to stimulate pleasure of drivers in operation; interface color matching is coordinated; the layout of controls is hierarchical and logic,and operating mode is consistent with Windows system.