丘陵履帶式果林噴霧機噴霧系統(tǒng)設(shè)計

丘陵履帶式果林噴霧機噴霧系統(tǒng)設(shè)計,丘陵,履帶式,果林,噴霧機,噴霧,系統(tǒng),設(shè)計 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）中 期 檢 查 表學(xué) 院： 工學(xué)院 學(xué)生姓名林俊任學(xué) 號200940614409年級專業(yè)及班級 2009級機械設(shè)計制造及自動化 專業(yè)（2）班指導(dǎo)教師姓名 李明指導(dǎo)教師職稱 副教授論文（設(shè)計）題目丘陵履帶式果林噴霧機噴霧系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文（設(shè)計）工作進度已完成的主要內(nèi)容尚需解決的主要問題噴霧機的設(shè)計說明書噴霧機的工作動力計算噴霧機的噴灑系統(tǒng)計算噴霧機系統(tǒng)的零件設(shè)計噴霧機系統(tǒng)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計噴霧機系統(tǒng)裝配圖設(shè)計指導(dǎo)教師意見 簽 名： 年 月 日 檢查小組意見 組長簽名： 年 月 日 注：1.此表可用黑色簽字筆填寫，也可打印，但意見欄必須相應(yīng)責任人親筆填寫。2.此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）開題論證記錄學(xué) 院： 工學(xué)院 記錄人： 學(xué)生姓名林俊任學(xué) 號200940614409年級專業(yè)及班級 2009級機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)（2）班指導(dǎo)教師姓名李明指導(dǎo)教師職稱副教授論文（設(shè)計）題目丘陵履帶式果林噴霧機噴霧系統(tǒng)設(shè)計論證小組質(zhì)疑：1 設(shè)計的內(nèi)容和思路2 噴霧機的分類3 衡量噴霧機的質(zhì)量指標 學(xué)生回答簡要記錄：1. 根據(jù)果林實際的除蟲需要，自身的株高，園林的空間大小來規(guī)定噴霧機的射程和流量等，從而反過來計算噴霧機系統(tǒng)的動力系統(tǒng)的功率，各類泵以及油箱等部件的規(guī)格，從而進一步設(shè)計更優(yōu)良的噴霧機系統(tǒng)。2. 我們所設(shè)計的噴霧機系統(tǒng)屬于噴桿式噴霧機，按其配套動力的連接方式分為：懸掛式.牽引式.自走式。3.衡量噴霧機的主要指標包括哦1.藥箱容積2.噴幅米數(shù)3.霧滴大小,霧化等，通過對這些基本數(shù)據(jù)的額定從而進一步設(shè)計噴霧機系統(tǒng)的局部到整體。論證小組成員簽名 論證地點： 論證日期：20 年 月 日注：此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。記錄、簽名欄必須用黑色筆手工填寫。湖 南 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計丘陵履帶式果林噴霧機噴霧系統(tǒng)設(shè)計THE DESIGN OF HILLY CRAWLER SPRAYER SPRAY SYSTEM 學(xué)生姓名：林俊任學(xué) 號：200940614409年級專業(yè)及班級：09級機械設(shè)計制造及其自動化 (2）班指導(dǎo)老師及職稱：李明 副教授 學(xué) 院：工學(xué)院 湖南長沙 提交日期：2013年05月 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計誠 信 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。 畢業(yè)設(shè)計作者簽名： 年 月 日目 錄 摘要5 關(guān)鍵詞5 1前言6 2研究目的及意義6 3噴霧機設(shè)計總體方案7 3.1設(shè)計要求7 3.2丘陵履帶噴霧機參數(shù)確定7 4整體方案設(shè)計8 4.1機器工作原理8 4.2作業(yè)流程9 4.3傳動方案9 4.4操作系統(tǒng)以及行進系統(tǒng)的設(shè)計10 4.4.1履帶結(jié)構(gòu)10 4.4.2整機操作控制系統(tǒng)10 5噴霧系統(tǒng)設(shè)計11 5.1噴桿調(diào)節(jié)裝置設(shè)計11 5.2 噴桿系統(tǒng)的設(shè)計計算13 5.2.1噴頭13 5.2.2噴管13 5.2.3輸送泵13 5.3液壓泵的選用14 6各關(guān)鍵傳動件強度計算156.1變速箱軸強度計算15 6.2級V帶傳動計算17 7噴霧機其他部件的選用18 7.1標準件的選用18 7.1.1軸承選用18 7.1.2螺母選用18 7.1.3墊圈選用18 7.2隔膜泵配套電機的選擇18 7.3空氣濾清器選用18 7.4過濾器選用19 7.5藥箱設(shè)計19 7.6膠管選用19 8安全設(shè)計以及照明法案20 8.1安全設(shè)計208.2蓄電池、發(fā)電機及照明設(shè)計方案的確定208.3噴霧機的操作注意事項20 9結(jié)論21 參考文獻21 致謝22 附錄23丘陵履帶式果林噴霧機噴霧系統(tǒng)設(shè)計學(xué) 生：林俊任指導(dǎo)老師：李明（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，長沙 410128）摘 要：我國作為一個農(nóng)業(yè)大國，果林經(jīng)濟作物在農(nóng)業(yè)中占有很重要的地位，我國南方分布較廣的主要有銀杏，茶葉等重要經(jīng)濟作物，而南方的果林主要分布在丘陵地形以及山嶺地區(qū)，針對我國南方丘陵道路路況差，機械行進作業(yè)困難，以及我國對于丘陵地形的機械研制的技術(shù)相對缺乏的情況，本設(shè)計欲研發(fā)出一種能適應(yīng)丘陵山地地形特點的高效率，環(huán)保的履帶式噴霧機。本課題設(shè)計出的履帶式噴霧機能夠滿足果林機械作業(yè)農(nóng)藝要求，實現(xiàn)噴霧，要求設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、在提高提高農(nóng)藥的利用率的情況下，又能夠達到環(huán)保的要求，工作效率高效，真正實現(xiàn)了高效、經(jīng)濟、節(jié)能、環(huán)保的要求。關(guān)鍵詞：噴霧；環(huán)保；履帶式；效率；The Design of Hilly Crawler Sprayer Spray System Student: Lin JunrenTutor: Li Ming(College of Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)Abstract: As an agricultural country in our country, economic fruit wood occupies very important position in agricultural crop, widely distributed in south China mainly include ginkgo, tea and other important economic crop, and groves are mainly distributed in hilly terrain in the south and mountains area, southern hilly roads in our country poor road conditions, mechanical operation difficulty, marching and developed for hilly terrain machinery technology in China is relatively lack of situation, this design to the development of a kind of can adapt to the hilly mountainous topography features of high efficiency, environmental protection of the crawler sprayer. This topic design of crawler type sprayer can satisfy the fruit wood machinery operation agronomic requirements, realize the spray, reasonable design, simple structure, convenient operation, under the condition of improving the utilization of pesticide, and can meet the requirements of environmental protection, high efficiency, realize the high efficiency, energy saving, environmental protection requirements. Keywords: Spray ; Environmental protection ; Caterpillar ; Efficiency ;1 前言近年來隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，林果生產(chǎn)已成為我國經(jīng)濟發(fā)展和農(nóng)民增收致富的新亮點和支柱產(chǎn)業(yè)。隨著林果種植面積的不斷擴大，為合理利用果林農(nóng)業(yè)資源，提高果林經(jīng)濟作物產(chǎn)量，降低其生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，高效經(jīng)濟的精細農(nóng)業(yè)研究成為21世紀的一大趨勢。我國果園生產(chǎn)機械化的研究與應(yīng)用起步較晚。20世紀50年代才推廣使用手動噴霧器，60年代中期開始發(fā)展動力噴霧機，目前我國果園機械化程度低、缺乏大型高效的果園作業(yè)機械。果園多項作業(yè)大都主要依靠人工完成、生產(chǎn)效率低、勞動強度大、生產(chǎn)成本高，由于農(nóng)忙時節(jié)的勞動力緊缺而造成的損失很大。我國早起研究的噴霧機，其噴霧性能落后、行走機構(gòu)繁雜、種類奇缺、對農(nóng)藥的有效利用率低于30%，不僅浪費農(nóng)藥等資源，同時污染環(huán)境，影響人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境，隨著21世紀的社會經(jīng)濟的發(fā)展，現(xiàn)代化進程的加速，人類賴以生存和發(fā)展的環(huán)境正在急劇的發(fā)生變化，環(huán)境問題已構(gòu)成威脅人類生存、制約經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。因此在發(fā)展經(jīng)濟的同時，必須堅持可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，從而使人類文化能夠源遠流長。目前我國植保機械的發(fā)展程度還處于一個快速發(fā)展期，隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，想輔的農(nóng)業(yè)機械也要更著一并向前改進，在噴霧機這一研究領(lǐng)域，根據(jù)液壓泵、風機、噴射部件、噴頭、噴嘴的形狀規(guī)格不同，同時可以應(yīng)用到不同經(jīng)濟作物的施肥作業(yè)。對于國外歐美發(fā)達國家在噴霧機的研究領(lǐng)域中走在前列，俄羅斯研制的果園噴霧機采用超聲波傳感技術(shù)；德國進行了對定向靶噴霧的研究，包括使用輔助氣流、靜電噴霧、利用光電、紅外技術(shù)的等智能測靶噴霧技術(shù)；精確噴霧，包括根據(jù)作業(yè)速度和作物密度自動調(diào)節(jié)噴量的智能噴霧技術(shù)；農(nóng)藥回收技術(shù)，采用靜電或氣流負壓等技術(shù)將靶標外的霧滴回收；國內(nèi)也有一些公司在結(jié)合外國的技術(shù)自主研發(fā)的一些噴霧機械，國內(nèi)自主研發(fā)的背負式機動噴霧機以及山東出廠的3WZ-300型噴桿式噴霧機。總體上我國噴霧機機械研究起步較晚，果園生產(chǎn)機械化程度與歐美等國家還存在著較大差距，噴霧機以及噴霧系統(tǒng)的研究和設(shè)計還有一段很長的路要走。2 研究目的及意義在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，噴霧機是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具占有重要地位，丘陵履帶式噴霧機的使用更好的實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展需求1，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的生產(chǎn)率，合理利用現(xiàn)代化設(shè)備，減小了人類勞動，提高生產(chǎn)效率。近年來，大型的噴霧機作業(yè)對中國病蟲草害防治有了明顯的促進作用。隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整和規(guī)?；潭鹊奶岣咭约按笾行屯侠瓩C市場占有率的快速增長，噴霧機技術(shù)將會發(fā)揮越來越重要的作用，研究噴霧機具有可觀的經(jīng)濟價值。 針對果林產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，國家對丘陵等特殊地形果林機械的重視，丘陵式果林噴霧機具有廣闊的市場。目前我國缺乏試用于丘陵果林噴霧的作業(yè)機械，缺少具有多作業(yè)環(huán)境、減輕環(huán)境負荷、提高農(nóng)藥利用效益功能的機具。另外，我國南方地區(qū)，山區(qū)和丘陵約占60%以上，道路路況差，機械行走困難；果林行間機械化作業(yè)難，根據(jù)我國南方噴霧機發(fā)展現(xiàn)狀，設(shè)計出果林丘陵履帶噴霧機可以滿足其經(jīng)濟作業(yè)的要求。另外目前我國常用的大田噴桿噴霧機在施藥過程中存在農(nóng)藥飄失嚴重,霧滴在冠層中的透性較差、作物中下部沉積少、分布均勻性差、霧滴減飄效果受自然風速影響較大等問題,為了提高噴霧機性能，提高農(nóng)田經(jīng)濟效率，故需改進噴霧機系統(tǒng)，從而提高農(nóng)藥使用效率，達到更高的經(jīng)濟利用率。3 噴霧機設(shè)計總體方案3.1 設(shè)計要求 (1）設(shè)計的丘陵履帶式噴霧機適用于丘陵地區(qū)經(jīng)濟作物的施藥作業(yè)。(2）噴霧機操作采用人工作業(yè)和固定作業(yè)兩種形式人工可延伸至100M以上施藥。(3）噴霧機遠距噴頭噴量在1520L/min左右。3.2 丘陵履帶式噴霧機參數(shù)確定(1)名稱: 丘陵履帶自走式果林噴霧機；(2)外形尺寸(長寬高)(mm)：200019001500；(3）整機質(zhì)量 (kg)：650；(4）動力：7.3kW；(5）規(guī)格： 履帶寬度： 240 mm； 原地左轉(zhuǎn)彎半徑： 1.12 m； 原地右轉(zhuǎn)彎半徑： 1.05 m； 道路行駛速度： 6.5km/h； 藥箱容量： 400L； 遠距管線長度： 50m； 遠距管線長度： 100m； 遠距噴管長度： 1.2m； 近距噴管長度： 0.8m； 噴管伸開長度： 2m。(6）生產(chǎn)參數(shù)2指標參數(shù)遠距噴管工作壓力 小于或等于8.0MPa；近距噴管工作壓力 小于或等于3.5MPa；遠距噴頭流量 1520L/min；近距噴頭流量 2.510L/min；遠距噴管工作效率 大于或等于6.0hm2/h； 近距噴管工作效率 大于或等于0.3hm2/h；可爬坡最大度數(shù) 45 ；地間隙通過極限 小于或等于 25 cm。4 整體方案設(shè)計4.1機器工作原理如圖1所示，該機由動力系統(tǒng)3、行走系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)、操縱控制系統(tǒng)和機架等部件組成。 (1）動力系統(tǒng)包括總動力采用12.3KW大小柴油機，6KW的噴霧泵。(2）由于該機器在丘陵山地上作業(yè)，故采用履帶式自動行走裝置。(3) 藥箱配置在機型的左前方，保持左右、前后平衡，駕駛室配置在右前方和發(fā)動機配置在右后方。(4)駕駛操作系統(tǒng)位于視野開闊的地方，可讓駕駛員能清晰觀察各部位的工作情況，安裝照明系統(tǒng)，便于晚間或光線條件不好的情況下中使用。(5)從人機工程考慮，發(fā)動機在后部，此部位對駕駛員造成的噪音和振動相對較小，并便于保養(yǎng)。(6)噴桿操作采用人工作業(yè)和固定作業(yè)兩種，人工可延伸作業(yè)距離120 m，滿足果林間的作業(yè)。固定作業(yè)方式采用液壓伸桿方式，有效伸長到果林作業(yè)區(qū)，節(jié)約農(nóng)藥(7)整機重心偏低，從而增強機器的爬坡性能和駕駛穩(wěn)定性。 行走系統(tǒng)支架操作系統(tǒng)動力系統(tǒng)噴霧系統(tǒng) 圖1 丘陵履帶式果園噴霧機 Fig1 Hilly crawler orchard sprayer4.2 作業(yè)流程作業(yè)分工流程可以分為兩種情況：單人和多人作業(yè)。單人模式駕駛室操作機器前進，通過離合器連接傳動液壓泵，調(diào)節(jié)液壓泵壓力和打開噴霧管道開關(guān)，然后使用固定方式施藥。通過使用液壓升降裝置開關(guān)來調(diào)節(jié)噴桿長度以及角度。多人模式駕駛室或尾部操作機器前進，通過離合器連接傳動液壓泵，調(diào)節(jié)液壓泵壓力和打開噴霧管道開關(guān)，通過固定方式或人工延伸管道施藥。采用固定方式可操作液壓升降裝置開關(guān)調(diào)節(jié)噴桿長度；人工移動管道定點作業(yè)可延伸長度到100 m。4.3 傳動方案 (1）傳動路線動力變速箱水泵中間齒輪軸 圖2 傳動關(guān)系圖 Fig2 Transmission diagram (2）各傳動部件的傳動比發(fā)動機轉(zhuǎn)速 n1=2200rpm 變速箱轉(zhuǎn)速 n2=130/1602200=1800rpm 中間齒輪軸轉(zhuǎn)速 n3=18/151800=2160rpm 水泵轉(zhuǎn)速 n4=130/2502160=1100rpm4.4 操作系統(tǒng)以及行進系統(tǒng)的設(shè)計4.4.1 履帶結(jié)構(gòu)對于微型水稻聯(lián)合收割機常用木板和鐵塊制成的行走履帶，在道路上行走振動大、不平穩(wěn)、破壞路面、且機架容易損壞變形等缺點，研發(fā)研鐵制注膠下齒通過橡膠橋梁帶用螺絲固接上齒板構(gòu)成的鐵制注膠復(fù)合履帶，行走時減輕振動、降低摩擦阻力， 提高了行走的安全性能。圖3 鐵制注膠復(fù)合履帶示意圖 Fig3 Iron note glue composite track diagram4.4.2 整機操作控制系統(tǒng)我國南方果林分布在山區(qū)、丘陵，為了避免普通拖拉機平衡性差、安全性能低，在道路崎嶇行走作業(yè)困難等缺陷，設(shè)計了結(jié)構(gòu)獨特的前后操作裝置，特點是兩根呈平行布置的傳動桿（6）和（7）兩端經(jīng)銷軸（4）分別連接前、后各兩根呈相互平行布置的連動桿（5）和（8），前連動桿（5）經(jīng)連接板塊（3）通過前操縱連桿（13）經(jīng)銷軸（4）連接前操縱桿（1）；后連動桿（8）經(jīng)銷軸（4）通過底盤支架（12）連接后操縱桿（9）構(gòu)成四連桿傳動機構(gòu)的前后操作裝置，在道路比較差的作業(yè)區(qū)，后操作系統(tǒng)更有利于判斷道路情況和機械作業(yè)安全情況，有利于保證人員安全。圖4 前后操作裝置示意圖 Fig4 operation device schematic diagram5 噴霧系統(tǒng)設(shè)計5.1 噴桿調(diào)節(jié)裝置設(shè)計噴桿裝置包括左噴桿、噴霧裝置主桿、噴霧調(diào)節(jié)桿、噴桿滑塊、調(diào)節(jié)桿滑塊、噴霧主桿調(diào)節(jié)滑槽、噴霧裝置固定塊、噴霧藥管、右噴桿、主桿斜度調(diào)節(jié)螺栓和主桿固定螺栓。左噴桿和右噴桿通過緊固螺栓套連在噴桿滑塊上，噴桿滑塊套在噴霧裝置主桿上，上下可以調(diào)節(jié)，緊固螺栓固定在噴霧裝置主桿上；噴霧裝置主桿的下端通過噴霧裝置固定塊和主桿固定螺栓固定在機架上；噴霧裝置主桿的上端供噴霧高度、斜度和寬度調(diào)節(jié)，噴霧裝置主桿選用鋁材方鋼，減輕質(zhì)量和便于固定安裝，緊固螺栓緊固一面中心線上從上而下鑲嵌連續(xù)圓錐式孔槽，以便緊固螺栓固定；噴霧調(diào)節(jié)桿為左右兩根，一端通過緊固螺栓套連在調(diào)節(jié)桿滑塊上，另一端相應(yīng)連在左噴桿和右噴桿上；與噴桿滑塊類似，調(diào)節(jié)桿滑塊套在噴霧裝置主桿上，上下可以調(diào)節(jié)，通過緊固螺栓固定在噴霧裝置主桿的某一高度位置上；通過左右噴桿和噴霧調(diào)節(jié)桿構(gòu)成的四桿機構(gòu)通過噴桿滑塊和調(diào)節(jié)桿滑塊的調(diào)節(jié)來調(diào)整噴霧所需的高度和寬度；噴霧裝置固定塊上開有環(huán)形的噴霧主桿調(diào)節(jié)滑槽，噴霧裝置主桿通過擰松主桿斜度調(diào)節(jié)螺栓在主桿調(diào)節(jié)滑槽中滑動，通過主桿固定螺栓和主桿斜度調(diào)節(jié)螺栓將噴霧裝置主桿固定在噴霧裝置固定塊上，以調(diào)節(jié)噴桿斜度。 23.左噴桿、24.噴霧裝置主桿、25.噴霧調(diào)節(jié)桿、26.噴桿滑塊、27.調(diào)節(jié)桿滑塊、28.噴霧主桿調(diào)節(jié)滑槽、29.噴霧裝置固定塊、46.右噴桿、47.主桿斜度調(diào)節(jié)螺栓、48. 主桿固定螺栓圖5 噴桿調(diào)節(jié)裝置 Fig5 Spray rod adjusting device 噴桿的實物圖如下 圖6 丘陵履帶式噴霧機噴桿外形 Fig6 The shape of Hills crawler sprayer spray rod 5.2 噴桿系統(tǒng)的設(shè)計計算5.2.1 噴頭 選用單孔噴嘴的遠射程噴槍，設(shè)計射程，大噴槍為30m，小噴槍為24m。根據(jù)射程計算的經(jīng)驗公式 ; (1) 式中：S噴頭靜止時的射程（m）； dc噴嘴的孔徑（mm）； hf=fQ/dL； (2) P噴嘴處工作壓力（kPa）； 系數(shù)，約為1.35。 由此計算出大、小噴嘴的工作壓力為：1618 kPa、1635 kPa。5.2.2 噴管 軟管的水頭損失根據(jù)經(jīng)驗公式： 式中： hf軟管沿程水頭損失（m） f軟管沿程水頭損失系數(shù)，塑料管為0.948105 m流量指數(shù)，塑料管為1.77 b管徑指數(shù)，塑料管為4.77 Q流量，m3/h d管徑，mm L管長，m 計算得大、小管沿程水頭損失分別為：47.70 m、65.18 m。局部水頭損失按沿程水頭的10%計算，這樣總水頭損失分別為，52.47 m、71.70 m，換算為壓力分別為514.2 kPa、702.7 kPa。5.2.3 輸送泵 輸送泵的壓力選擇有前兩項計算結(jié)果可知，要保證噴嘴處壓力1635 kPa，輸送泵的壓力必須有大于1618+514.2 = 2131.8 kPa；1635+702.7 = 2337.3 kPa；所以選擇三缸隔膜泵 壓力：20583920 kPa； 轉(zhuǎn)速：8001200r/min； 流量：4575L/min； 配套功率：57.5kW。5.3 液壓泵的選用 由于活塞式隔膜泵具有流量較大、壓力較高、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、耐腐蝕能力較強、操作和維修方便、能經(jīng)受短時脫水運轉(zhuǎn)、適用范圍廣等特點。它可與多種動力設(shè)備（以小型發(fā)動機、電動機、手扶拖拉機、中小型輪式拖拉機、汽車等等）配套，組成各種型式的噴霧機及彌霧機。廣泛適用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)及城市園林防病蟲害，噴灑液態(tài)化學(xué)肥料和除草劑，也可用于工業(yè)清洗、衛(wèi)生消毒、建筑噴漿、化工輸液、環(huán)境保護等工業(yè)領(lǐng)域，是目前一種新型的工農(nóng)業(yè)用的理想液泵?；钊礁裟け玫慕Y(jié)構(gòu)及工作原理如下圖所示：電動機通過減速機驅(qū)動曲柄滑塊機構(gòu)，將旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)榛钊闹本€運動，帶動活塞往復(fù)運動，活塞借助油介質(zhì)使橡膠隔膜凹凸運動，在隔膜室腔內(nèi)的礦漿容積周期性變化，完成藥液輸送。由于隔膜將藥液與油介質(zhì)分隔開來，活塞、缸套、活塞桿等運動部件不與藥液直接接觸，避免了藥液腐蝕泵結(jié)構(gòu)零件，保證了這些運動部件的使用壽命。就可以保證較高的連續(xù)運轉(zhuǎn)率和較低的運行成本。 1.活塞泵 2.導(dǎo)桿 3.探頭 4.隔膜 5.進出料閥 圖7 隔膜泵工作原理圖 Fig7 Diaphragm pump working principle diagram6 各關(guān)鍵傳動件強度計算6.1 變速箱軸強度計算 軸上受力如下圖圖7所示4，由于皮帶輪輸入功率為動力功率的20%，所以：皮帶輪接受輸入功率： N輸入=12.1320%0.78=2.43kw（效率) 轉(zhuǎn)速n2=135/2102200=1414rpm故皮帶輪上受到的輸入扭矩： （3） 對皮帶輪的松邊和緊邊張力分別為F1和F2，且F1=2F2則： （4）即： （5）軸上齒輪受到嚙合力 Fp齒輪分度圓直徑 d1 =593.5= 206.5 mm 列平衡方程，求軸上所有未知力： （6） 求解得： 根據(jù)受力可畫出彎矩圖和扭矩圖，從圖可知：危險截面位B截面。 按第三強度理論校核有：查表知20CrMn滲碳鋼的許用應(yīng)力：可見，軸的強度是符合設(shè)計要求的。 圖8 軸的力學(xué)分析圖 Fig8 Shaft mechanics analysis diagram6.2 級V帶傳動計算 （1）已知 選擇工作情況系數(shù) 計算功率 （7） （2）帶型選擇B型V帶 （3）取主動輪基準直徑 則從動輪基準直徑 驗算帶速 （8） （4）確定V帶的基準長度和傳動中心距 根據(jù)，初定中心距， 計算所需的基準長度 （9） 取V帶基準長度 計算實際中心距： （5）驗算主動輪上的包角 故主動輪上的包角合適。 （6）確定帶的根數(shù) （10） 式中：包角系數(shù)， 查表得 Ka=0.96KL； 長度系數(shù)， 查表得 KL=0.90； 計入傳動比的影響時，單根V帶額定功率的增量，查表得 P0=0.79； 單根V帶的基本額定功率，查表得 ； 由公式 Z = Pca/(P0+P0)KaKL； （11） 求得 Z=1.89， 取Z=2。7 噴霧機其他部件的選用7.1 標準件的選用7.1.1 軸承選用 對于輪芯1，主要受徑向力的作用，可采用一對深溝球軸承，根據(jù)受力分析，可選用61909 GB/T276-94型軸承5。輪芯2上軸承可選61906 GB/T276-947.1.2 螺母選用 根據(jù)軸芯1的尺寸，確定蝸輪軸心1螺紋端所選配套螺母為GB/T 61712000 M3027.1.3 墊圈選用 根據(jù)軸徑尺寸選用墊圈為GB97.185 30140HV7.2 隔膜泵配套電機的選擇 根據(jù)液壓泵的性能參數(shù)，所需電機工作方式為連續(xù)工作，溫升可達穩(wěn)定值，屬變轉(zhuǎn)矩性質(zhì)，所需功率小，初步選用Y100L24型三相異步電動機其主要參數(shù)為： 額定功率：3 KW 額定轉(zhuǎn)速：1430 r/min 效率：0.825 凈重：38 kg7.3 空氣濾清器選用 空氣濾清器可以用來維持藥箱里與外界大氣壓力平衡，同時預(yù)防灰塵從外部飄入箱體，保持箱體內(nèi)的藥液干凈。在此選用由CM12空氣濾清器。其大體尺寸如下圖9 空氣濾清器尺寸 Fig 9 The size of the Air filter7.4 過濾器選用 過濾器的作用是清除藥液中的各種雜質(zhì)，以免其劃傷、磨損，甚至卡死有相對運動的零件，或堵塞零件上的小孔及縫隙，影響系統(tǒng)的正常工作，降低液壓元件的壽命，甚至造成液壓系統(tǒng)的故障。 根據(jù)設(shè)計要求，過濾器選用WU63180螺紋連接型網(wǎng)式過濾器，其主要參數(shù)如下過濾精度：180,壓力損失：0.01 MPa流量：63 L/min,通徑 ：25 mm7.5 藥箱設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求，藥箱選用400L容量的規(guī)格，邊長尺寸為所選材料為工程塑料尼龍1010，它與不銹鋼相比，它具有如下優(yōu)點：(1)比重輕，便于攜帶。 (2)加工性比不銹鋼好，可大批采用注塑成型。 (3)成本比金屬低。 (4)耐腐蝕性能好。7.6 膠管選用 選用由鹽城華興液壓機械有限公司生產(chǎn)的膠管總成，其型號為GB965.3-88-25其具體參數(shù)如下: 膠管內(nèi)徑：25mm ； 通徑：25mm； I層工作壓力：8MPa； II層工作壓力：10MPa； III層工作壓力：13MPa。8 安全設(shè)計以及照明法案8.1 安全設(shè)計 (1)所有能夠運動的運動件都應(yīng)該列為危險物件，還有所有能夠旋轉(zhuǎn)的工作部件、外露的部件都要安裝安全防護的裝置。 (2)在發(fā)動機排氣管以及水箱加水口處應(yīng)該設(shè)置有效的防護裝置，從而防止工作人員的燙傷。 (3)在任何可能發(fā)生人身安全傷害事故的機械部位和附近要明顯設(shè)置安全標志。 (4)在噴霧機上可以配置滅火器，要安裝在容易取卸的位置上。8.2 蓄電池、發(fā)電機及照明設(shè)計方案的確定本履帶式噴霧機可用于白天以及夜間同時進行工作，根據(jù)在果林內(nèi)晚上作業(yè)照明的要求，噴霧機上附帶配置功率為150W的永磁發(fā)電機、24V的蓄電池以及工作100W的照明燈，以及照明電路所需要的啟動開關(guān)、安培表、電位開關(guān)和線路等元件。8.3 噴霧機的操作注意事項 (1)在打農(nóng)藥前要穿戴嚴實。戴口罩，手套，穿長袖衣服和長褲。 (2)在打農(nóng)藥前先仔細查看農(nóng)藥標簽的說明，農(nóng)藥標簽上都有解毒方法。 (3)要仔細了解農(nóng)藥毒性。高度和劇毒農(nóng)藥需要嚴格按照標簽說明使用。操作人員必須帶好防護用品。入口罩、手套、長衫、長褲等。嚴禁超量使用。 (4)操作人員必須清楚的知道，即使中低毒農(nóng)藥也必須按照標簽嚴格使用，要嚴防安全事故的發(fā)生。 (5)操作人員應(yīng)該盡量少的直接接觸農(nóng)藥，在施藥作業(yè)的時候切記勿飲食、飲水、吸煙。并且施藥時站在上風處使自己處于一個相對安全干凈的環(huán)境。 (6)打完農(nóng)藥后操作人員應(yīng)該第一時間打開打藥車的洗手箱，使用普通（堿性）肥皂情洗手或者其它身體部位，下班后應(yīng)該立即洗澡洗澡。 (7)工作人員應(yīng)該時刻記住無論任何時候不要污染打藥車洗手箱，時刻保證洗手箱的水是充足和干凈的。 (8)操作人員在洗完手時同時別忘記也把水龍頭清洗干凈，做到手和身體干凈，水龍頭開關(guān)和嘴部同樣干凈，這樣便可以避免不必要的污染。 (9)在后備箱里帶一塊普通堿性肥皂，已用于更快地去除掉手上殘留的農(nóng)藥。9 結(jié)論通過大四最后幾個月的時間，在得到畢業(yè)設(shè)計選題后，結(jié)合大學(xué)間所學(xué)的課程理論以及實踐知識進行了一次大應(yīng)用。對于丘陵式履帶式噴霧機的設(shè)計的過程中，我不斷的學(xué)習(xí)新知識和回顧以往學(xué)過的內(nèi)容。在學(xué)習(xí)的過程中得到很多寶貴經(jīng)驗。在這幾個月畢業(yè)設(shè)計過程中，我通過閱讀瀏覽大量的資料，其中很多是以前學(xué)過的專業(yè)課本，加深了我對專業(yè)基礎(chǔ)知識的印象。在畢業(yè)設(shè)計中，常常會遇到很多問題。這時候要學(xué)會獨立思考，在資料，書本中去找到相關(guān)內(nèi)容，要學(xué)會使用各種工具書。在本次設(shè)計中，我遇到了很多的問題，比如說液泵的選擇等我就查閱了各種泵的優(yōu)缺點，再結(jié)合自己設(shè)計的需要來進行選擇從收到履帶式噴霧機的課題后，我自己通過圖書，以及上網(wǎng)去查閱了很多關(guān)于該機械種類的文件和資料，比如履帶底盤的設(shè)計，噴霧機噴桿的研究，以及各種發(fā)動機，如汽油發(fā)動機，柴油發(fā)動機之間的差異和比較，然我收獲了很多額外的知識和內(nèi)容。 合理利用電腦以及Auto CAD等畫圖等電腦軟件來輔助畢業(yè)設(shè)計，對產(chǎn)品的數(shù)據(jù)分析優(yōu)化，使自己的設(shè)計過程更加方便。 再有對設(shè)計機械的經(jīng)濟性能的調(diào)查，我們設(shè)計一個產(chǎn)品的目的就是創(chuàng)造價值，讓這個世界更加美好，同時帶動經(jīng)濟的發(fā)展和社會以及科學(xué)技術(shù)的進步，這個目的是乃至我們?nèi)祟惖墓餐康暮拖Ｍ?。設(shè)計的產(chǎn)品要能夠更好的提升我們的生活品質(zhì)。在畢業(yè)設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)我國果園機械化程度低缺乏大型高效的果園作業(yè)機械。果園多項作業(yè)大都主要依靠人工完成生產(chǎn)效率低、勞動強度大、生產(chǎn)成本高、由于農(nóng)忙時節(jié)的勞動力緊缺而造成的損失很大。國內(nèi)現(xiàn)有的果園管理機械多以手扶式、手持式和背負式等微小型機為主。在這15些微小型機具中，部分機具可實現(xiàn)一機多用，如可以實現(xiàn)開溝、培土、起壟、旋耕等多功能的果園微耕然而在作業(yè)效率方面，微小型機不能與國外大型機具相提并論。在了解到中國的機械發(fā)展現(xiàn)狀下，我們這一輩更需要加大努力去為自己國家的農(nóng)用機械的進步而奮斗。 參考文獻1 曹洪.農(nóng)業(yè)機械設(shè)計手冊(上)M.機械工業(yè)出版社，2000: 80-102.2 雷天覺.液壓工程手冊M.機械工業(yè)出版社，1999: 52-58.3 吳尚斌.公差配合使用技術(shù)手冊M.遼寧: 科學(xué)技術(shù)出版社，1987: 41-56.4 孫恒，陳作模，葛文杰.機械設(shè)計M.高等教育出版社，2005: 97-108.5 劉鴻文，黃毅.材料力學(xué)M. 高等教育出版社，1991: 37-42.6 劉鴻文，黃毅.高等材料力學(xué)M.高等教育出版社，1991: 56-72.7 湯興初.畫法幾何及工程制圖M.高等教育出版社，1998：13-24. 8 周宏平.噴霧機的研究與發(fā)展J.農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2000.11（15）. 9 王力軍.噴霧機設(shè)計中噴頭的選型J.農(nóng)機化研究，2005，5（2):32-33.10 王守城，段俊勇.液壓元件及選用M.化學(xué)工業(yè)出版社，1998: 46-47.11 王旭編.影響噴霧機工作性能的因素J.現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，1996.7:15-1612 譚建榮，張樹有，陸國棟，施岳.圖學(xué)基礎(chǔ)教程M.高等教育出版社，1987: 43-52.13 凌學(xué)勤.往復(fù)式活塞隔膜泵的技術(shù)參數(shù)及核心技術(shù)J. 機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2006.6：12-15.14 王榮編.植保機械學(xué)M.機械工業(yè)出版社，1999: 1-6.15 周弘平.液壓與氣壓M.高等教育出版社，1997：20-22. 16 劉延俊.液壓與氣壓傳動M.機械工業(yè)出版社， 2006.12:69-7817 濮良貴.機械設(shè)計M.高等教育出版社，2006.5：275-31318 徐雪林.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)M.湖南大學(xué)出版社，2009.7：54-6719 Aghion P,Howitt P. A model of growth through creativedestructionM. Econometrica 2009:32335120 DaimlerChrysler AG. Fgevorrichtung. Offen-legungsschrift M. World Dev 2007:22-26致 謝在論文完成之際，我首先向關(guān)心幫助和支持我的指導(dǎo)老師李明老師表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！在農(nóng)大四年的學(xué)習(xí)生活即將畫上一個句號，不過這也是我走向社會的一個新的起點?；仡櫵哪陙淼膶W(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對現(xiàn)在的收獲，我感到無限感激。在論文工作中，遇到了許許多多這樣那樣的問題，有的是專業(yè)上的問題，有的是論文格式上的問題，一直得到李明老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，使我的論文可以又快又好的完成，李明老師以其淵博的學(xué)識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實的工作作風和他敏捷的思維給我留下了深刻的印象，不僅是在學(xué)術(shù)上給與我?guī)椭?，同時在做事做人上給予了我更多的啟迪，再一次向他表示衷心的感謝。大學(xué)即將結(jié)束之際，我要把最真摯的祝福祝愿給養(yǎng)育我的父母們，沒有他們幾十年來孜孜不倦的教誨和養(yǎng)育，就沒有我的今天，所以我所取得的所有成果都有他們的莫大功勞，再此，對我的父母真摯的說一聲，謝謝！同時以后我會用自己的行動為社會創(chuàng)造價值，報答家人，報效社會。其次，對一直支持陪伴我的親戚和好朋友們也表示衷心的感激，你們一直是我成長路上的重要伴侶，沒有你們，我的生活將暗淡無光。值此論文完成之際最后，在對百忙之中評閱論文和參加答辯的各位專家、教授表示感謝，謝謝你們！附錄附錄1: 裝配圖附錄2：帶輪附錄3：六角頭螺栓1附錄4：減速箱箱體1附錄5：減速箱箱體2附錄6：液壓圖 附錄7：軸軸芯附錄8：軸軸芯附錄9：減速箱箱蓋1附錄10：減速想箱蓋2附錄11：支重輪附錄12：支重輪端蓋附錄13：藥箱附錄14：噴管部件圖附錄15：噴桿附錄16：噴桿支架支撐桿附錄17：噴管支撐桿24 為農(nóng)業(yè)機械提供位置數(shù)據(jù)測量 Herman Speckmann 原文來源:Federal Agricultural Research Centre Braunschweig (FAL), Institute for Biosystems Engineering, Bundesallee 50, D-38116 Braunschweig, Germany 摘要農(nóng)業(yè)機械、車輛需要位置數(shù)據(jù)來指導(dǎo)和控制執(zhí)行最佳工作位置。位置數(shù)據(jù)也被需要用在像精細農(nóng)作這樣的應(yīng)用上。位置數(shù)據(jù)的必要的準確性、分辨率和頻率依照不同的應(yīng)用而變化。只有一個系統(tǒng),安裝在中央車輛(例句、拖拉機),應(yīng)該提供對每項任務(wù)的位置數(shù)據(jù)。提出的關(guān)于中央系統(tǒng)的基本概念是位置數(shù)據(jù)按照特定應(yīng)用程序計算并且直接被傳送到它需要被應(yīng)用到的那個點上。這片論文闡述了測量的基本原理和位置數(shù)據(jù)的計算，還對現(xiàn)有的傳送數(shù)據(jù)的農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)進行了簡要介紹。它集中建議了一個提供和轉(zhuǎn)移位置數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。被討論的解決方案是以農(nóng)業(yè)BUS（總線）系統(tǒng)為基礎(chǔ)(DIN 9684, ISO 11783). 2000 Elsevier Science B.V. 版權(quán)所有.1.前言 位置指導(dǎo)的目的是給生長在農(nóng)田里一個固定的區(qū)域上的莊稼帶來增產(chǎn)的方法。莊稼或者它們在農(nóng)田里所處的位置是指導(dǎo)的重要參照。位置數(shù)據(jù)被用來指導(dǎo)農(nóng)用車、實現(xiàn)控制和支持精耕農(nóng)業(yè)。準確性、分辨率和頻率取決于他們的具體應(yīng)用。必須強調(diào)的是本文沒有合適的解決這個問題的傳感器來產(chǎn)生數(shù)據(jù)。更確切的說,這里研究的問題是參照移動單位的一定的位置進行了一個位置信號產(chǎn)生,但是這個位置和需要的位置數(shù)據(jù)并不是完全一致的。此外，位置信息有可能在同一時間被需要用于幾種目的， 車輛和工具組合的結(jié)構(gòu)可能會經(jīng)常改變。正如 Freyberger 和 Jahns (1999), Wilson (1999)所提到的， 測量系統(tǒng)可以是一個絕對定位系統(tǒng),比如Bell(1999)描述的衛(wèi)星系統(tǒng)，或者是一個相對的系統(tǒng)，比如Debain et al. (1999), Hague et al. (1999)描述的機器視覺系統(tǒng)。它可能也包括輔助傳感器。傳感器只有在參考具體位置情況下測量位置，比如相機的安裝點、天線的底部。在接下來的描述中，這個位置被稱為測量點。由于各種原因,這位置測點的是預(yù)先設(shè)定好的，意味著衛(wèi)星天線將盡可能安裝在拖拉機的車頂上以便減少測量不到的區(qū)域。攝像機將會安裝在有保障最佳視覺的位置。粗糙或傾斜的表面引起的運動可能導(dǎo)致測量位置和運動表面的位置不同。例如，一輛車頂上裝有衛(wèi)星天線的車輛，大約3.5m，駕駛在10的斜坡表面，傾斜方向造成的區(qū)別相差60cm。圖1闡述了這個情形。在這個例子中，計算一個參考點的位置可能更適當一些。貝爾(1999)提出把拖拉機的后方軸的中點作為參考點。表面上的一個點，例如，后方軸中間的下垂直面似乎顯得更適合與某些應(yīng)用。像一些應(yīng)用，比如控制實現(xiàn)，工具的一定點的位置可能最終重要。這個點將被稱作目標點。在某些情況下位置數(shù)據(jù)需要用于不同的目的，分別為每個目的以一種獨立的測量系統(tǒng)測量位置不是很有效。當位置測量只有一次時多個硬件可以避免,同時工具上其他點的位置或者工具也被計算。假如位置和方法被測量，實驗測量和空間向量之間的地點測點的計算是眾所周知的，那么這種情況是可能的。如果兩個點嚴格耦合,這意味著兩點都在拖拉機上、兩點之間的向量是常數(shù),一個簡單的矩陣運算就能產(chǎn)生結(jié)果。如果這些點沒被嚴格耦合,這意味著,例如,一處拖拉機,另一個是在附加工具上，矢量是可變的。額外的測量成為必要用來建立兩點之間的向量或必須應(yīng)用其他原理計算目標點的位置。2.數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移通過計量點上的測量位置和方法，在車輛或工具上任何點的位置數(shù)據(jù)可以被計算出來。計算結(jié)果可以被測量系統(tǒng)(中央數(shù)據(jù)處理)或由請求目標位置數(shù)據(jù)的各個系統(tǒng)(分布式數(shù)據(jù)處理)計算出來。2.1 分布式數(shù)據(jù)處理在分布式數(shù)據(jù)的情況下，測量系統(tǒng)僅作為智能傳感器服務(wù)。它測量需要的位置和計算，和提供這些未經(jīng)處理的數(shù)據(jù)。頻率和精度等特點取決于請求的單位。這個單位執(zhí)行所有處理來計算位置。單位必須知道測點的位置和各有關(guān)參數(shù)。這樣處理的好處是測量裝置可以相對簡單。另一方面,每個請求的單位需要的充分的能力來履行這一運算。2.2 中央數(shù)據(jù)處理測量單位被擴展包括計算目標位置的各個組件。這個測量和處理系統(tǒng)形成了一個所謂的位置和導(dǎo)航服務(wù)的單元，這個單元提供任何目標點的最終位置數(shù)據(jù)。在這種情況下,只有一個測量與處理系統(tǒng)是必要的，即使位置數(shù)據(jù)必須被更多的用戶要求。這樣做，只有PNS必須知道所有相關(guān)的參數(shù)來進行計算。2.3 數(shù)據(jù)傳送 無論數(shù)據(jù)在哪里處理，一個數(shù)據(jù)傳輸是必要的。對于這樣一個數(shù)據(jù)傳輸，一個標準的網(wǎng)絡(luò)是適當?shù)?。為了用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,存在一個在移動單位和固定農(nóng)場電腦之間傳輸數(shù)據(jù)的汽車。農(nóng)業(yè)總線系統(tǒng)(LBS)也已被標準化以便能在網(wǎng)路的各個電子單元（LBS節(jié)點或BUS節(jié)點）之間進行信息交換。這個標準定義了物理層網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，系統(tǒng)管理，數(shù)據(jù)對象和常見任務(wù)的服務(wù)程序（Speckmann andJahns, 1999）。LBS以DIN9684(DIN,19891998)作為標準。目前,正在努力建立一個國際標準(Nienhaus,1993)，ISO 11783，為了這個目的，像LBS，ISO 11783也將定義一個農(nóng)業(yè)BUS作為一個農(nóng)業(yè)機械交換數(shù)據(jù)的開放系統(tǒng)，特別是在拖拉機-執(zhí)行工具的組合和從移動單位到靜止不動的農(nóng)場計算機。這個標準是基于控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)協(xié)議(CAN; BOSCH, 1991)。市場上有相應(yīng)的硬件設(shè)備。在LBS中,為一般位置數(shù)據(jù)(地理位置:經(jīng)度、緯度、高度,或軌道位置)的傳輸定義了數(shù)據(jù)對象。這標準允許定義的額外的數(shù)據(jù)對象,例如多維的距離，方向和速度。沒有幾何實施參數(shù)的數(shù)據(jù)對象目前存在在LBS中。ISO 11783提供，在第7部分(信息實現(xiàn)應(yīng)用層），實施航行偏移的第一個定義?，F(xiàn)行標準沒有定義數(shù)據(jù)在哪里進行處理。因此，關(guān)于BUS中哪個單元計算目標點的數(shù)據(jù)，哪個或那些單元測量數(shù)據(jù)不具體。LBS提供所謂的LBS服務(wù)來執(zhí)行常見任務(wù)。LBS服務(wù)是為LBS的參與者頻繁地執(zhí)行復(fù)發(fā)的任務(wù)的功能單元。LBS用戶站就是這樣的一項服務(wù)。這是一個為用戶提供輸入和輸出BUS上節(jié)點(BUS參與者)處置的數(shù)據(jù)中央接口。另一項服務(wù)提供在移動單位和固定的電腦，農(nóng)場的電腦之間的數(shù)據(jù)交換。一些服務(wù)在LBS中被定義但尚未有詳細的標準，例如診服務(wù)斷或“Ortung und Navigation”（位置和導(dǎo)航），將在下面作為PNS被討論。在圖2中，一個典型的農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)的簡化方案展示了一個拖拉機-噴霧器的組合。這個圖表包括物理BUS線路，即骨干網(wǎng)絡(luò)。在這個BUS上，參與單元如拖拉機的電子控制單元(ECUs)、霧化器被連接協(xié)作起來。另外，兩項LBS服務(wù)也被連接到BUS上。一項服務(wù)代表LBS用戶站。另外一項是位置和導(dǎo)航服務(wù)，即位置數(shù)據(jù)的測量和處理系統(tǒng)。2.4 分布式和中央數(shù)據(jù)處理的比較一個分布式數(shù)據(jù)處理，農(nóng)業(yè)BUS，根據(jù)DIN 9684 或者ISO 11783， 定義了在測量系統(tǒng)和任何參賽者之間必要的數(shù)據(jù)交換；獨自地，任何一個ECU。每一個ECU怎樣得到計算機位置數(shù)據(jù)計算必要的幾何和運動參數(shù)的問題保持開放。每一個ECU知道從各自的結(jié)合點到目標點的參數(shù)，但它不知道從結(jié)合點到測量點的參數(shù)。這些參數(shù)必須由其他ECU提供。沒有標準定義相應(yīng)的數(shù)據(jù)對象或請求數(shù)據(jù)的程序。對于分布式數(shù)據(jù)處理，這些定義必須補充。另外,對于中央數(shù)據(jù)處理，一定要知道測量點和目標點之間所有的運動參數(shù)。此外，方法必需被定義以便使用中央服務(wù)計算目標點的位置數(shù)據(jù)。一個位置和導(dǎo)航服務(wù)需要擴展標準，但以下的優(yōu)點在實際使用中是至關(guān)重要的。 為了確定目標點的位置數(shù)據(jù),相應(yīng)的控制單元(ECU)只有一個對話伙伴網(wǎng)絡(luò)。它獨立工作于各自的網(wǎng)絡(luò)配置，僅僅發(fā)送自己的參數(shù)和只接受它特定位置數(shù)據(jù)。 PNS從所有的ECU上接受參數(shù)。它知道所有一切幾何條件和車輛-工具組合的運動參數(shù)。因此，任何目標點位置的確定是可能的。 這個標準的定義了計算程序和明確的提出了目標點的位置數(shù)據(jù)。 計算位置數(shù)據(jù)的計算性能完全由PNS提供。沒有計算能力需要用于這個目的。在前一節(jié)提到，提供位置和導(dǎo)航數(shù)據(jù)的服務(wù)已經(jīng)在LBS的計劃中。在下文中，將提到PNS的一個試例解決方案。3.一項定位和導(dǎo)航服務(wù)的提議此時，應(yīng)當指出，下面的PNS的介紹是一項建議。它提供了一個平臺進行討論，這可能導(dǎo)致這個服務(wù)標準化。3.1 PNS的主要特征PNS的特征首先依賴于它的使用目的。從前面所講的，很明顯的是，測量的位置數(shù)據(jù)在一個地點，用在不同的地點。為了提供需要的數(shù)據(jù)來指導(dǎo)車輛，控制工具的位置和協(xié)助任何一種精耕農(nóng)業(yè)，下面的條件必須滿足： PNS提供有關(guān)測量點的數(shù)據(jù)。 PNS提供有關(guān)參考點的數(shù)據(jù)。 PNS提供有關(guān)目標點的數(shù)據(jù)。這項服務(wù)的特點如下：1.數(shù)據(jù)的請求和傳播的方式已經(jīng)標準化，數(shù)據(jù)被LBS (DIN 9684)定義和將被ISO 11783標準化。因此，它將不會在此討論。在下面,LBS將作為一種標準化的農(nóng)業(yè)BUS系統(tǒng)被使用。2.數(shù)據(jù)的容量、準確性、頻率和范圍是由數(shù)據(jù)的目的決定的。3.滿足這些要求的硬件和軟件不應(yīng)被規(guī)范,應(yīng)該取決于生產(chǎn)廠家。3.2關(guān)于位置數(shù)據(jù)測量和計算方法標準的影響各種測量系統(tǒng)和PNS中用于決定位置數(shù)據(jù)的方法不再標準的范圍之內(nèi)?；谛l(wèi)星,機器視覺、慣性導(dǎo)航、地磁或這些情況的組合可能被應(yīng)用。作為一種結(jié)果,生產(chǎn)企業(yè)可以決定如何產(chǎn)生位置數(shù)據(jù)，只要他滿足了規(guī)定的要求和準確性。3.3 PNS在農(nóng)業(yè)BUS系統(tǒng)中的整合在LBS中整合定位和導(dǎo)航服務(wù)存在一些好處，因為許多特性已經(jīng)被定義。LBS已經(jīng)包括在PNS的選項作為試驗的標準。它允許實現(xiàn)服務(wù)作為一個獨立的物理單位或者為另外一個物理單位的邏輯單位。BUS接口和BUS協(xié)議的物理性能(DIN 9684, part 2)已經(jīng)被標準定義。為LBS中服務(wù)的集成，系統(tǒng)的功能的定義是果斷的(DIN 9684，part3)。他們在LBS中定義節(jié)點的性能。第三部分也給了LBS服務(wù)一般的定義。一項LBS服務(wù)形成與LBS參與者點對點的連接。LBS參與者使用服務(wù)時不會被其它使用者影響，一個LBS參與者也不能影響其他參與者對服務(wù)的使用。所有進一步PNS的定義還不規(guī)范。3.4 PNS操作的一般模式PNS設(shè)計應(yīng)用以下的基本假設(shè)：1.每一個ECU的只知道它自己的參數(shù)，包括參考點、目標點、結(jié)合點位置、車輛類型或軸距的坐標和數(shù)量。2.只有ECU根據(jù)工作條件可以定義必要的時間間隔,準確度和位置數(shù)據(jù)的分辨。3.每一個ECU的可以選擇不同的任意時刻的位置數(shù)據(jù)。4.參數(shù)和計算和提供的位置數(shù)據(jù)的方法將會在田野機械開始運作過程之前被定義。5.PNS提供了一些程序為實施標準和車輛類型計算位置數(shù)據(jù)。6.位置數(shù)據(jù)自動（周期性）地或根據(jù)需求被提供。 為了滿足這些要求,服務(wù)窗口提供適當?shù)墓ぞ?，同時 ECUs 決定如何使用及使用哪個工具。這意味這它們定義一個或者多個任務(wù)。這樣一項任務(wù)基本上代表了一個命令表，包括激活具體工具使用的命令。這些任務(wù)被送到PNS，隨后PNS執(zhí)行這些任務(wù)。一個ECU的不同的任務(wù)相互獨立的被執(zhí)行。圖3闡明了PNS與一個ECU之間的數(shù)據(jù)傳遞。同時，也顯示了PNS的主要部分。PNS的這些工具包括位置測量系統(tǒng)和測量點的數(shù)據(jù)，以及一系列處理這些數(shù)據(jù)的程序方法。程序如下：1. 計算位置數(shù)據(jù)(位置程序)；2. 計算位置數(shù)據(jù)值的平均值,最大值、最小值和積分的方法(算術(shù)程序)；3. 輸入和輸出數(shù)據(jù)(傳輸程序)；4. 傳遞數(shù)據(jù)到ECU（傳遞程序）；5. 控制數(shù)據(jù)處理（數(shù)據(jù)控制程序）；為了這些方法的執(zhí)行，ECU必須定義相應(yīng)的參數(shù)。它同時也定義位置數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)對象。PNS的主要工具是一項執(zhí)行ECU定義的任務(wù)的程序系統(tǒng)。簡而言之，程序系統(tǒng)解釋任務(wù)指令，調(diào)動相應(yīng)的方法，計算要求的位置以及把數(shù)據(jù)送到ECU（電子控制單元）。為了一項任務(wù)的定義，ECU生成一個任務(wù)庫。一個務(wù)庫主要是一系列調(diào)動PNS的程序法或者調(diào)動內(nèi)嵌的任務(wù)庫的指令。各種參數(shù)被定義并且放置在參數(shù)庫里。為了存儲被計算的位置數(shù)據(jù)，ECU必需定義數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫必需在激發(fā)相應(yīng)任務(wù)程序之前通過BUS從ECU傳送到達PNS。3.5 PNS預(yù)定義的程序PNS預(yù)定義的程序是一些處理位置數(shù)據(jù)或者控制數(shù)據(jù)處理的程序。不同的程序執(zhí)行不同的功能。不同的程序被一些獨特的標識符區(qū)別。這些程序被稱為“內(nèi)部任務(wù)”（任務(wù)庫）。他將會成為標準的一部分用來定義標識符，功能規(guī)格和調(diào)用程序規(guī)格。3.5.1 位置程序位置程序（計算位置數(shù)據(jù)的程序）是計算目標點位置數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。這些方法計算從最初的位置(輸入位置數(shù)據(jù)、資料的參考點的數(shù)據(jù)或以前計算的數(shù)據(jù)）到一種新的點的位置(輸出的位置數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的目標點或作為中間結(jié)果)。位置程序能夠滿足不同結(jié)構(gòu)位置的計算（考慮一、二或三維模型，嚴格耦合點，幾個基本類型車輛的不嚴格耦合點，工具和車輛-工具的結(jié)合）。這些程序從有關(guān)ECU執(zhí)行定義的參數(shù)庫得到他們的實際參數(shù)(目標點的坐標,車輛的長度、寬度、高度、類型或軸距)這是確定的有關(guān)實施ECU的。圖4顯示了使用一個位置程序的一段任務(wù)庫。PNS的程序系統(tǒng)執(zhí)行這個程序庫。在任務(wù)庫的某一點上，它發(fā)現(xiàn)調(diào)用位置程序的指令。這個調(diào)用指令包括特定程序的標識符和有關(guān)參數(shù)庫的引用。這時，程序系統(tǒng)擁有由以上的操作產(chǎn)生的實際位置數(shù)據(jù)。現(xiàn)在它使用這些實際數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù),和引用參數(shù)庫用于位置程序。然后，它執(zhí)行特定的程序。該程序使用指定的參數(shù)計算輸出的位置數(shù)據(jù)。然后，它返回到程序系統(tǒng)。位置程序的輸出數(shù)據(jù)成為新的實際位置數(shù)據(jù)。程序系統(tǒng)繼續(xù)執(zhí)行下面的指令。3.5.2 算術(shù)程序算術(shù)方法被用來計算位置數(shù)據(jù)的平均值,最大值、最小值或者積分值。一個算術(shù)程序從程序系統(tǒng)的實際位置數(shù)據(jù)或從特定數(shù)據(jù)庫得到位置輸入數(shù)據(jù)。它使用在調(diào)用指令里決定的參數(shù)庫中的參數(shù)計算輸出位置數(shù)據(jù)。然后，計算結(jié)果數(shù)據(jù)被存儲在一個被定義的數(shù)據(jù)庫里。圖5展示了一個算術(shù)程序使用的例子。在任務(wù)庫的某一點上，它發(fā)現(xiàn)調(diào)用算術(shù)程序的指令。這個調(diào)用包括具體程序的標識符,一個有關(guān)參數(shù)庫的引用,一個目的數(shù)據(jù)庫的引用和源數(shù)據(jù)庫選擇性的引用。這個程序系統(tǒng)采用實際數(shù)據(jù)和參考數(shù)據(jù)用于程序計算。根據(jù)調(diào)用規(guī)格,算術(shù)程序從程序系統(tǒng)(沒有定義的數(shù)據(jù)庫參考)或一種數(shù)據(jù)資源(數(shù)據(jù)資源I)得到輸入數(shù)據(jù)。它計算被要求的值并把計算結(jié)果存儲在一個數(shù)據(jù)庫里（數(shù)據(jù)庫II）。計算參數(shù)是從定義的參數(shù)庫中得到的。程序發(fā)揮到程序系統(tǒng)并繼續(xù)執(zhí)行。實際的位置數(shù)據(jù)沒有被改變。3.5.3 傳輸程序 PNS定義了三種類型的傳輸程序。輸入程序是用來裝載作為實際位置數(shù)據(jù)的確定的數(shù)據(jù)庫位置數(shù)據(jù)到PNS的程序系統(tǒng)。輸出程序存儲實際位置數(shù)據(jù)到一個在調(diào)用指令里預(yù)先定義了的數(shù)據(jù)庫。輸入/輸出程序被用來從一個源數(shù)據(jù)庫到目的數(shù)據(jù)庫之間傳輸數(shù)據(jù)。 圖6顯示了一個使用輸入和輸出程序的例子。輸入程序的調(diào)用指令包括具體程序的標識符和源數(shù)據(jù)庫的引用。在執(zhí)行輸入程序之前，程序系統(tǒng)為程序提供源數(shù)據(jù)庫的引用。然后，程序執(zhí)行和得到位置數(shù)據(jù)，并將它作為實際位置數(shù)據(jù)返回給程序系統(tǒng)。以前的實際位置數(shù)據(jù)被損壞。系統(tǒng)繼續(xù)進行。對于輸出程序的使用，實際位置數(shù)據(jù)與目的位置數(shù)據(jù)庫提供參考。輸出程序?qū)嶋H數(shù)據(jù)放到目的數(shù)據(jù)庫并返回到程序系統(tǒng)。實際位置數(shù)據(jù)仍然有效。3.5.4 傳遞程序 傳遞程序發(fā)送具體的位置數(shù)據(jù)到ECU。源數(shù)據(jù)在調(diào)用指令(或一個數(shù)據(jù)庫或程序系統(tǒng)的實際數(shù)據(jù))里被定義。當執(zhí)行一個傳遞程序時，它得到具體的位置數(shù)據(jù)并傳送到ECU。3.5.5 數(shù)據(jù)控制程序數(shù)據(jù)控制程序控制一個任務(wù)庫的執(zhí)行。程序流程是控制時間或距離。PNS的程序系統(tǒng)調(diào)查任務(wù)庫。假如確定的時間間隔已過期或已超出距離限制，程序?qū)?zhí)行下列指令。否則，程序系統(tǒng)跳到數(shù)據(jù)庫的結(jié)尾。