[发明专利]一种喷臂拉索安装位置的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及植保机械领域，具体涉及一种喷臂拉索安装位置的确定方法。

背景技术

由于喷臂是弱阻尼的弹性体，这会导致喷雾机在作业时，喷臂易发生弯曲，而这是引起喷雾沉积均匀性下降的主要原因。所以抑制喷臂作业时的弯曲对提升喷臂式喷雾机的喷雾品质有重要帮助。为实现这一点，国内外一些专家学者也进行了研究，如Roman等设计了一种电液控制系统用于抑制喷臂弹性形变，取得了一定效果，但Roman等对抑制喷臂弹性形变的研究着重于用外部装置对喷臂的弹性形变进行控制，这种方式操作起来复杂、设备成本高并且容易出现故障。而在喷臂与喷雾机底盘或机架之间添加拉索以降低喷臂作业过程的弯曲是一种有效的手段，并且操作简单且成本低。但目前还没有合适的方法确立合理的拉索安装位置。所以开发一种确立喷臂拉索安装位置的方法就显得非常必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷臂拉索安装位置的确定方法，以减小喷臂作业时的弯曲，提高喷雾沉积均匀性，改善喷臂喷雾机的作业品质。

为了解决以上技术问题，本发明基于谐响应分析，通过数值模拟、实验分析方法找出造成喷臂弯曲的典型运动，判定方法为：若某典型运动引起喷臂末端弯曲量超过阈值λ₁=0.0075L，即将此典型运动确立为引起喷臂弯曲的主要来源，并据此确立喷臂拉索的安装面。分析拉索安装在喷臂的不同安装位置时喷臂变形量情况，并据此确立拉索安装夹角的角度以及安装在喷臂上的安装位置，具体如下。

一种喷臂拉索安装位置的确定方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，确定引起喷臂弯曲的主要来源，具体为：

将喷雾作业中的喷臂运动分为以下6种：X轴平移、Y轴平移、Z轴平移、绕X轴转动、绕Y轴转动、绕Z轴转动；

当对各种喷臂运动所造成的喷臂弯曲进行谐响应分析时，通过田间试验测得的数据计算喷臂作业过程中所受到的实际激励频率，从而确定谐响应分析的频率范围；

所述谐响应分析具体为：利用在各激励频率下喷臂的末端弯曲量最大值来衡量各种喷臂运动所造成的喷臂弯曲情况；所述喷臂的末端弯曲量最大值越大则表明喷臂弯曲越明显，反之则表明喷臂弯曲越不明显；若某种喷臂运动造成的喷臂末端弯曲量超过阈值λ₁时，即为引起喷臂弯曲的主要来源；所述阈值λ₁=0.0075L，L为喷臂喷幅；

步骤二，确定拉索安装在喷臂的最佳位置，具体为：

沿所述喷臂中心左右对称，避开喷臂中心点，确立N个安装位置，N个安装位置从喷臂末端始至喷臂中心点间为等间距分布，从而形成N组安装位置，N≥4；

两根拉索的一端分别与机架固定，另一端分别沿喷臂中心对称地安装于所述安装位置；拉索在引起喷臂弯曲的主要运动所在平面内的投影应与喷臂长度方向存在夹角θ_初始；

分析拉索对喷臂弯曲抑制效果，分别对拉索安装在所述N个不同位置时的喷臂变形量进行分析，得到N个不同位置喷臂变形量最大值ε₁，ε₂，ε₃……ε_N；对满足以下两个条件的安装位置取并集：(1) ε₁，ε₂，ε₃……ε_N中小于阈值λ₂=0.0025L所对应的安装位置；(2) ε₁，ε₂，ε₃……ε_N中最小值所对应的安装位置；将取并集后的安装位置定义为可选安装位置，数量记为m；

若m=1，则选取该安装位置为最优安装位置；

若m>1，则需对m个安装位置进行进一步分析，具体为：由于这m个安装位置对应的喷臂变形量最大值都小于阈值λ₂，所以将这m个可选安装位置对应的喷臂各处变形量视为相同；为找出这m个安装位置中的最优位置，增加拉索的投影与喷臂长度方向间的夹角θ，设增大后的最大夹角为θ_改变，θ_初始<θ_改变≤1.1倍θ_初始，将增大夹角θ后的m个可安装位置中喷臂变形量最大值最小的位置作为最优安装位置，并按照增大后的夹角θ_改变确定拉索安装位置。

增加拉索的投影与喷臂长度方向间的夹角方式为：固定拉索在喷臂的安装位置，调节拉索在机架上的安装位置。

所述的间距D≤1m，以保证分析过程中的精确度。