基于Matlab的開閉壟行走法工作行程率的研究

張俊

【摘 要】機(jī)組在作業(yè)行走時(shí)，一個(gè)重要的行走方式是直行法中的開閉壟行走法。本文用Matlab軟件繪制了當(dāng)機(jī)組幅寬Bz為2，5，7m時(shí)，工作行程率與作業(yè)小區(qū)長(zhǎng)度L、寬度C和長(zhǎng)寬比k之間的關(guān)系圖，擬對(duì)機(jī)組在采用開閉壟行走法在田間行走時(shí)對(duì)作業(yè)長(zhǎng)寬的取值來(lái)提高其工作行程率。

【關(guān)鍵詞】開閉壟行走法；工作行程率；Matlab

0 引言

到目前為止，田間耕作方面的農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)用，犁耕仍然占有很大的比例。并且在犁耕作業(yè)中，其犁耕力較大且功率的消耗也非常大。而工作行程率表示機(jī)組總行程中有效工作行程的利用程度，所以確定好小區(qū)長(zhǎng)寬關(guān)系，對(duì)于開閉壟行走法工作行程率的提高有很大的影響。

文獻(xiàn)[1]對(duì)犁耕機(jī)組作業(yè)行程率進(jìn)行了理論計(jì)算及試驗(yàn)驗(yàn)證[1]，說(shuō)明了工作幅寬下犁耕作業(yè)的行程率與小區(qū)長(zhǎng)度與寬度的某些關(guān)系，并得出了相應(yīng)的關(guān)系曲線，在試驗(yàn)中對(duì)之進(jìn)行了驗(yàn)證。而在本文中，將基于Matlab軟件說(shuō)明在不同的幅寬下的作業(yè)行程率與小區(qū)長(zhǎng)度，寬度及長(zhǎng)寬比的關(guān)系。

1 開閉壟行走法工作行程率

機(jī)組在作業(yè)行走時(shí)有不同的行走方式，有直行法，繞行法及斜行法等，而直行法中，又有梭形法和開壟閉壟法[2]。開壟法也叫外翻法，是機(jī)組從小區(qū)長(zhǎng)邊入?yún)^(qū)，耕完第一犁到地頭線時(shí)向左轉(zhuǎn)彎空行到小區(qū)另一邊進(jìn)行第二犁，逆時(shí)針?lè)谰€由小區(qū)外邊逐漸向小區(qū)中心進(jìn)行，土垡都向小區(qū)外側(cè)翻，在中央呈現(xiàn)一條溝，與之相對(duì)應(yīng)的是閉壟法，也叫內(nèi)翻法，是機(jī)組從中心左邊入?yún)^(qū)作業(yè)，完成第一犁后順時(shí)針?lè)较蜃饕挥协h(huán)節(jié)轉(zhuǎn)彎，再進(jìn)行第二犁，土垡都向小區(qū)內(nèi)側(cè)翻，耕后小區(qū)中央出現(xiàn)一條壟[3]。

而工作行程率：機(jī)組在作業(yè)小區(qū)上的工作長(zhǎng)度與相應(yīng)的總行程長(zhǎng)度之比。由于總行程長(zhǎng)度等于總工作長(zhǎng)度∑Lz與總空行長(zhǎng)度∑Lk之和，工作行程率可用公式（1）表示：

由公式知，工作行程率隨著小區(qū)長(zhǎng)度L的增加而增加，隨著轉(zhuǎn)彎半徑R、作業(yè)幅寬Bz和出線長(zhǎng)度e的增加而減少，并且與小區(qū)寬度C也有一定的關(guān)系。

2 基于Matlab的工作行程率圖的實(shí)現(xiàn)

作業(yè)長(zhǎng)度L。設(shè)此時(shí)的作業(yè)寬度C為200米，長(zhǎng)度變化為600到1800米，得到此時(shí)的工作行程率大于0.8，隨著作業(yè)長(zhǎng)度L增加工作行程率也增加，到某一長(zhǎng)度時(shí)，其影響程度越來(lái)越小。而不同的幅寬對(duì)作行程率幾乎沒(méi)影響。

作業(yè)寬度C。設(shè)此時(shí)的作業(yè)長(zhǎng)度L為1000米，寬度變化為50到250m，得到隨著作業(yè)寬度C增加工作行程率呈線性遞減，而不同的幅寬對(duì)作行程率幾乎沒(méi)影響。

小區(qū)長(zhǎng)寬比k。設(shè)小區(qū)長(zhǎng)度L變化為600到1800m，控制長(zhǎng)寬比k為1到12，得圖1所示圖形。從下圖可以看出，不同的長(zhǎng)寬比下，工作行程率變化也不同，比值越大，行程率越大，當(dāng)k大于8后，變化程度減小，行程率可達(dá)到0.95左右。

3 結(jié)論

仿真運(yùn)行結(jié)果如圖1所示，當(dāng)?shù)匦^(qū)長(zhǎng)度L在600-1800m內(nèi)變化時(shí)，其工作行程率呈上升變化；工作行程率隨小區(qū)寬度C的增加，呈線性關(guān)系遞減；對(duì)于長(zhǎng)寬比k，工作行程率的變化則在2-8時(shí)上升變化很快，在8-12時(shí)上升變化緩慢。當(dāng)在選擇作業(yè)小區(qū)時(shí)，長(zhǎng)度少于1600m，長(zhǎng)寬比為8的時(shí)工作行程率較大，幾乎接近于1。對(duì)小區(qū)選取有一定的意義。

【參考文獻(xiàn)】

[1]田志宏，張桐華，朱瑞祥，等.犁耕機(jī)組作業(yè)行程率的計(jì)算及試驗(yàn)驗(yàn)證[J].西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1996，24（2）：51-55.

[2]丁顏真，機(jī)械化田間作業(yè)行走方法的探討[J].農(nóng)機(jī)使用與維修，2012（4）：148.

[3]俞虹，淺議犁耕機(jī)組田間耕地方法[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2012（10）：42-43.

[4]陳忠慧、吳士澌.農(nóng)業(yè)機(jī)器運(yùn)用管理學(xué)[M].農(nóng)業(yè)出版社，1993：51-53.

[責(zé)任編輯：曹明明]