毕业设计（论文）·文献综述

抗风测试装置综述

1.引 言

天线升降杆是为升降天线而设计，随着机动车载天线需求量的增加，天线升降杆已经得到广泛应用。但为填补目前升降杆测试设备的空白，提升升降杆测试水平，充分保障测量过程中人员及设备的安全，提高测试数据准确性，加快新产品研制速度，更好地占领市场，综合测试装置的研制工作已迫在眉睫。

本文就是在此基础上，针对这一要求而设计一种专用于测试升降杆各种抗风性能的测试塔。

在设计过程中，考核升降装置抗风能力的主要指标一个是机构的自身强度和刚度，另一个是其有效的迎风面积。其中关键的测试项目有：可靠性测试、水平载荷测试、最大允许倾角测试、升降风速测试、防风稳定性及抗风强度测试等等。

2.国内外研究进展与现状

近年来，国内一些主要的升降杆生产厂家竞相建造和完善其测试平台，但受国内行业整体技术水平的制约，这些测试平台的综合性能不高，技术水平参差不齐，与国外升降杆生产厂家相比存在较大差距。国内比较有代表性的测试平台有：

（1）铁岭长天机电有限责任公司的升降杆测试设备

这种装置主要用于升降杆的可靠性测试和风荷测试。其优点在于一旦测试过程中出现意外情况导致升降杆不能工作，维修人员可攀爬至测试塔圆形平台处实时观察升降杆故障并进行一定程度的维修。该平台缺陷是：圆形平台在测试塔上的位置固定，因此灵活性不高，无法针对升降杆任意位置的故障进行及时维修。

进行风荷测试时将升降杆水平放置并进行升降，在每节杆体上加挂一定重量的砝码以模拟升降杆架设时所受的风荷，此方法在一定程度上可模拟升降杆所承受的风荷。其缺陷在于升降杆不是正常架设，在试验过程无法模拟升降杆正常架设时升降杆自重和承载重量所产生的偏距，因此测试结果存在较大的误差，同时该测试设备的自动化、智能化程度不高。

（2）南京俊东机电升降杆测试设备

这种测试塔可完成升降杆各项风荷模拟测试，如：防风稳定性和抗风强度等。在风荷试验时将升降杆每节杆体所受的风荷折算成其顶端所受的水平载荷，将此载荷换算成一个水平拉力作用于升降杆顶端，在模拟不同的风荷时施加大小不同的侧向力，通过测量在该力作用下升降杆顶端的偏移量来确定升降杆的抗风能力。此测试方法的缺点在于：实际使用中升降杆每节杆体形状有差异，导致各节杆体所受风 1

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荷也各不相同，如果简单地将这些力进行叠加再作用于一点，所得的测试结果与将实际情况产生较大差异；此外，如果测试中升降杆出现意外情况，无法及时处理故障，且该测试设备的自动化、智能化程度低，对测试人员和设备没有足够的安全保护措施。

3.未来展望与设计理论

（1） 目前通信系统使用的天线升降测试装置有多种类型，从起升结构形式上分大概有三种，即圆柱形、方柱形和人字塔形。从驱动形式上分有气动型、液压型、电动型。不同形式的升降测试装置有其各自的特点，根据使用条件、使用要求的不同有着各自的适应范围。

圆柱形升降装置有气压驱动，液压驱动和电驱动三种形式。

在计算升降杆的抗风能力时必须对现有的升降杆的性能有比较清楚的了解，才能设计出符合要求的测试装置。

承载能力

从应用于通信天线升降的角度来看，目前的升降杆利用了自身相对起升重量较大，自身重量相对较轻的优势。目前用于天线升降起升高度15ｍ，起升重量320kg，侧拉100kg的试验均已完成。

抗风能力

现有升降机构本体多为特殊铝合金材料，它的刚度与钢材相当。它的比重要比钢材轻约三分之二。这样在满足升降装置强度和刚度要求的同时，也大大降低了其自身重量，又由于其型材特殊的断面形状和定位机构形式，其迎风面积较小，而且也满足承受较大风载的要求，这样对风荷反应较小。

目前国外通信车天线升降设备多为小型设备且价格也较高，不能完全满足我国现有条件的要求。从目前国内现有技术水平看，人字形升降装置技术是成熟的，并已有大量实验数据证明和成功使用的范例，适合当前通信天线的升降要求，是一种性能价格比较好的产品。

所以本文设计的测试装置要求充分考虑国内不同产品的差异，适应性强。

（2） 空气动力学实验分实物实验和模型实验两大类 。实物实验如飞机飞行实验和导弹实弹发射实验等，不会发生模型和环境等模拟失真问题，一直是鉴定飞行器气动性能和校准其他实验结果的最终手段，这类实验的费用昂贵，条件也难控制，而且不可能在产品研制的初始阶段进行，故空气动力学实验一般多指模型实验。

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空气动力学实验按空气（或其他气体）与模型（或实物）产生相对运动的方式不同可分为3类：

①空气运动，模型不动，如风洞实验 。

②空气静止，物体或模型运动，如飞行实验、模型自由飞实验（有动力或无动力飞行器模型在空气中飞行而进行实验）、火箭橇实验（用火箭推进的在轨道上高速行驶的滑车携带模型进行实验）、旋臂实验（旋臂机携带模型旋转而进行实验）等。

③空气和模型都运动，如风洞自由飞实验（相对风洞气流投射模型而进行实验）、尾旋实验（在尾旋风洞上升气流中投入模型，并使其进入尾旋状态而进行实验）等。

风洞和风洞实验 风洞是进行空气动力学实验的一种主要设备，几乎绝大多数的空气动力学实验都在各种类型的风洞中进行。通过测量作用在模型上的空气动力，观测模型表面及周围的流动现象。根据相似理论将实验结果整理成可用于实物的相似准数。风洞实验的主要优点是：

① 实验条件（包括气流状态和模型状态两方面）易于控制。

② 流动参数可各自独立变化。

③ 模型静止，测量方便而且容易准确。

④ 一般不受大气环境变化的影响 。

⑤ 与其他空气动力学实验手段相比，价廉、可靠等。

缺点是难以满足全部相似准数相等，存在洞壁和模型支架干扰等，但可通过数据修正方法部分或大部克服。

风洞实验的主要项目有测力实验、测压实验、传热实验、动态模型实验和流态观测实验等。测力和测压实验是测定作用于模型或模型部件（如飞行器模型中的一个机翼等）的气动力及表

（3） 在设计测试装置前，必须计算升降杆的模拟受力大小，也就是必须对升降杆进行受力分析。而正确的受力分析方法有以下几步：

第一步：隔离物体。

第二步：在已隔离的物体上画上重力和其它已知力。

第三步：查找接触点和接触面。

第四步：分析弹力(拉力、压力、支持力)。

第五步：分析摩擦力。。

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4.参考文献

[1] 百度网站，关键字：升降杆，风洞，受力分析。

[2] 冯一东．数字阀插装阀并联电路系统rJ3．液压与气动，1996(4)：28．

[3] 李玉贵．高速开关阀在高速带钢纠偏系统中的应用[J]．山西机械，2000(2)：11-12．

[4] Weisman,J,and,Kang,S,Y,1981,”Flow Pattern Transitions in Vertical and Upwardly

Inclined Lines”Int,J,Multiphase Flow,7.pp.271-291

[5] Ayukawa,K,Ochi,J,and Niina,S,1969,”Effects of Pipe Diameter and Liquid Desity On

Setting Velocity of Solid Particles In a Pipe(in japanese)”Japanese Journal of Mechanical Engineers Series 2.35.pp.2357-2364

[6] 李廉锟，结构力学[M]，北京，高等教育出版社，2004.

[7] 苏翼林，材料力学[M]，天津，天津大学出版社，2001

[8] 顾常衍，机械制造工艺学，西安，陕西科学技术出版社，1998

[9] 康小明，大型整体结构件加工变形问题研究，[博士出站报告]，杭州，浙江大学，

2002

[10] 机械设计手册1-6卷，机械工业出版社，2004

[11] 孙恒，陈作模，机械原理，北京，高等教育出版社，1989（4）

[12] 哈尔滨工业大学理论力学教研室编，理论力学，上册，北京，高等教育出版社，

1981.375~378

[13] 田绪东，Pro/ENGINEER Wildfire 2.0,机械工业出版社，2006

[14] 李建勇 《机电一体化技术》 科学出版社 2004 ．

[15] 刘助柏 《知识创新思维方法论》机械工业出版社 1999

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第二篇：机械文献总结

【1】杨文强，张飞.2YB-1 型智能烟苗移栽机机械手运动分析与仿真.主要研究烟草移植机的核心部件机械手。本文对基于人机协作思想设计的智能型烟苗移栽机械手进行运动学分析，并建立了相应的数学模型，并得到了运动学正解(正解运算简便，缩短了机械手位置和姿态的判断时间，降低了机械手的控制难度)和逆解。通过对移栽机的机械手进行运动学仿真和分析，观察机械手操作的难度和避障能力，实现了预期规划轨迹和机械手在运动过程中各关节角变化平缓、无剧烈振动。

【2】燕亚民.2YZS型自走式烟草移栽机移栽部分的研究.主要阐述自走式烟草移植机吊篮式移栽部分的结构和工作原理。根据我国的烟草种植区的特点和种植农艺要求情况研究设计出移栽机构的主要部件驱动盘、移栽器、打开装置和定位机构等，并确定其具体结构，完成主要部件的布局和设计。本设计的特点在于保苗率高，均匀度高，深浅一致性好，栽植定向性好。解决了现在人工移栽存在的工作强度大，劳动效率低，移栽苗保苗率低，移栽均匀度差和成活率低等一系列问题。

【3】2ZJ_2型多功能移栽机.该移栽机的特点在于：1.实现作物移栽、覆膜一次性完成；2.可调节株距，实现一次成行投放9株幼苗；3.地膜打孔与株距联动，不会漏打或错位；4.可选装铺设滴灌管部件；5.育苗效率高，营养钵根系完整、不串根、不散坨；同时，作物的缓苗期较短。

【4】秦宏.2ZY_1型烟草移栽机的研究与设计.本文旨在设计一款由机架、地轮、刨坑施肥机等组成的烟草移栽机。主要创新设计在于采用牙嵌式离合器、刨坑施肥器、水箱及注水控制连动机构。此款设计可一次完成刨坑、施肥浇水、移栽等多种作业，并且保证移栽均匀，深度一致，株距一致，成活率高，移栽速度快，操作方便，节省了大量的人力物力和时间。本文主要介绍了各部件的结构和工作原理。

【5】都基建、刘洪发.2ZY_1型烟草移栽机研究与设计.本文同样介绍了2ZY_1型烟草移栽机的主要结构和工作原理，比较上文（秦宏.2ZY_1型烟草移栽机的研究与设计），更加详细的阐述了传动系统的传动比与齿数参数。

【6】邓向春、孙松林、石峰、王金葵.2ZY_1型烟草移栽机移栽立苗试验研究.本文主要研究影响烟苗立苗角度的主要因素。通过2ZY_1型烟草移栽机进行试验，得知对烟苗立苗角度影响程度从大到小分别为：移栽深度，土壤含水率，移栽速度，烟苗高度。并通过正交试验得知最优方案。

【7】吴畏.2ZY_1型烟草移栽机栽植器的优化设计.本文主要研究曲柄连杆栽植器如何设计以实现烟草移植时的零速垂直投苗。对2ZY_1型烟草移栽机栽植器进行运动学分析，通过参数化建模对其进行结构优化，得出最优设计参数实现烟草移植时的零速垂直投苗。

【8】董哲、林选知、张瑞勤、殷寿安、张汝坤、毛文菊.导苗管式移栽机的烟苗移栽质量影响因素分析.本文主要讲述导苗管式移栽机的结构与工作原理，其相对于链夹式和钳夹式移栽机等具有不伤苗的特点，更适合烟苗的移栽工作。影响烟苗移栽质量的因素有：地轮滑移率、导苗管的倾斜角度和移栽机的行进速度。

【9】蔡树检，方文熙，张德晖，吴传宇，唐莉娜，吕泉渠.东南烟区烟叶钵苗移栽机投苗成穴机构设计. 针对东南烟区烟叶钵苗的特性、移栽农艺要求和作业环境,通过对影响移栽株间距、栽直率、移栽坑深度等因素的分析,探讨适用于东南烟区烟叶钵苗移栽机的投苗轨迹和零速移栽原理。在借鉴吸收国内外钵苗移栽技术和成果的基础上,结合已研发的多功能底盘;阐述设计移栽机的主体结构,并运用CATIA软件,设计投苗机构、移栽成穴组件等移栽机关键部件。为东南烟区烟叶钵苗移栽机的设计、优化,提供一定的参考依据。此款移栽机适用于东南烟区丘陵山地的作业环境，具有较高的工作效率，具有较高的适用性。但对土壤质地、湿度要求较严格。

【10】多功能烟草移栽机获国家专利. 多功能烟草移栽机适用于膜上及膜下移栽，可一次完成修垄、移栽、浇水、施肥、覆膜等作业。该机可以通过其自身的调节装置， 满足多种作物移栽的需要，适用于多种作物和我国大多数烟区。该机不但可以实现烟草机械化和标准化轻简移栽作业，还可以大大降低劳动强度。实现了移栽过程关键环节的“六个一致”，并完全解决了部分移栽机栽后烟苗歪斜，浇水施肥不精确等问题。

【11】富来威2ZQ型烟草移栽机.此款移栽机生产效率高于人工的4-5倍，适用性广，可用于裸苗和钵苗移栽，可调节行距，株距，栽植深度和行数。采用特殊开沟器，立苗率、成活率高。可实现开沟、栽植、覆土、镇压、浇水、施肥、铺膜等用途。

【12】卢璋焕.关于钵苗移栽机几个问题的初步探讨.本文主要讲述：1.移栽机工作速度的选定；2.保证钵苗落地不倾斜或倒翻确定传动比。采用改变传动比（不宜过大）或者增减筐篮数目调整株距。3.对栽植器、开沟器和覆土器进行分析。最后提出问题：机械自动分苗准确性差，续苗和运苗工作量大，机器重量大。同时也提出应考虑耕作改制问题，采用专用育苗设备等。

【13】马启武、杨永发、孙有祥.基于ADAMS的烟草移栽机用双曲柄连杆机构运动仿真分析. 本文利用ADAMS对移栽机的双曲柄连杆机构的工作原理进行了动力学仿真分析，建立了其多体动力学系统的仿真模型并进行分析，结果分析得速度和加速度变化符合轨迹要求，且它们的曲线无急速拐点，对实现机构运动的平滑性和减震有利。

【14】肖名涛，孙松林，蒋蘋，谢方平，惠东至.烤烟烟苗物理特性与自动取苗方案分析.本文主要分析：1.烤烟烟苗断裂拉力和拔苗拉力试验，结果分析得选择一定摩擦系数的夹具可实现机械夹苗和拔苗。2.机械手夹土取苗、夹苗取苗和自动排苗方案分析。分析得机械手夹苗方案难以正确定位不易采用;机械手夹土取苗方案夹持机构结构简单,工作可靠可实现机械化取苗;自动排苗方案结构紧凑,一体化程度高,但自动排苗系统结构复杂,成本高。

【15】李明.烤烟移栽关键技术..本文主要对起苗、运苗、栽植三个关键技术进行分析。1.起苗方法以挖苗效果最好，撬苗次之，拔苗最差。起苗注意精选大小一致的健壮苗。2.运苗中注意烟苗排放方法，避免日晒，尽量随栽随撒。3.移栽要注意选择适宜天气，天气情况不同有不同的栽种要求。栽后注意覆盖烟苗和查苗补苗。

【16】石峰，孙松林，邓向春，王金葵.偏心圆盘指夹式幼苗移栽机栽植机构运动轨迹分析. 通过分析2ZY–1型偏心圆盘指夹式幼苗移栽机栽植机构的运动规律,设计了Visual Basic程序分析栽植轨迹,结合VB中对轨迹参数的输入、输出数据,得出适合移栽的较理想栽植机构相关参数范围,通过对烟草幼苗的栽植试验分析,得出在吊杯数为4个、转速为11.25 r/min、回转半径为0.360 m的情况下,特征参数λ取1.125时,有利于提高栽植质量和满足农艺要求。

【17】刘家平，王笛.曲柄摇杆式移栽机的研制.本文主要讲述曲柄摇杆式移栽机的主要机构设计：1.投苗机构，8个投苗斗，降低劳动强度，降低和杜绝漏苗情况；2.栽苗器，曲柄摇杆机构；3.供水机构，曲柄摇杆机构上下摆动实现气阀的吸排水；4.覆土机构，八字形覆土轮。该机可以一次性完成挖穴、栽苗、浇水、覆土等多项功能，株距、栽苗深度均匀一致，秧苗的成活率高,并可与目前保有量最高的小四轮拖拉机配套动力。但是仍旧需要人工投苗，工作效率和经济效益相对较低。

【18】肖卫兵、孙松林.我国烟草移栽机械现状及发展趋势.本文先对国内外烟草移栽机的研究现状作分析,在研究和应用方面还存在许多有待解决的问题。根据移栽机的现状总结出我国烟草移栽机的发展方向和研究重点,研究全自动移栽机,重点推广导苗管式移栽机,研发喂苗机,提高移栽机对多种作物的适应性。

【19】孙松林.小型烟草移栽机试验研究.主要介绍了一种小型烟草移栽机的总体构造、垄高自适应调节机构、自动导向机构及左右平衡机构, 该机器机型小巧, 转弯轻松、灵活, 单人轻松独立操纵, 移栽效率高, 烟苗栽植的深度随垄高变化保持一致稳定, 直立度高, 基本解决了南方烟苗机械化栽植所存在的主要问题。

【20】刘斌、战丽.新型烟草移栽机栽植与轴承部件的设计及分析.本文主要对移栽机的栽植部件结构设计和工作原理作简要分析，再对运动中受力关键部件轴承进行盈利和应变分析，确保运动过程关键部件的稳定性和可靠性，为同类产品提供理论参考依据。

【21】李卫华.烟草漂浮育苗技术研究进展.本文主要讲述漂浮育苗技术主要优点即育苗苗期短，抗性好，产量高，质量好，管理方便。再介绍现如今的研究动态，可利用减耗增温解决育苗成本过高和早春低温等问题，新研发的基质材料可培育无毒壮苗，减低成本，适宜的营养液浓度可满足烟苗的生长发育需要，剪叶、剪根等技术手段调整烟苗生长状况。

【22】朱晓东.烟草移栽机链箱的计算机设计与制造.主要讲述利用UG、AUTOCAD完成烟草移栽机链箱设计，再通过计算机辅助加工和人工编程结合加工出实物。为类似产品的设计及制造提供借鉴。

【23】王俊豪.烟草移栽机人机接口的设计. 烟苗的株距和倾斜度直接影响烟草移栽的后期生长,所以就需要能够通过人机接口清楚地监控烟苗的株距和倾斜度,利用AT89C52单片机设计了一个人机接口和交互的界面。为了减小系统的复杂性,对人机接口进行了模块化的设计,将键盘、LCD、外围接口全部固化到模块中, 可直接通过键盘输入调整株距,由于它承担了3个专用接口芯片的工作，因此可以降低成本,优化硬件结构。

【24】张亮亮.烟草移栽机烟苗株距的控制. 移栽是烟叶生产的关键工序之一,而影响烟草移栽的主要因素是移栽的烟苗疏密不一。为了解决这一问题,本文利用AT89s51系列单片机对烟草移栽机的机械投苗系统进行了改造。并详细介绍了烟草移栽机电控部分整体设计及软件系统设计。该系统通过传感器把烟苗的株距的数值反馈给控制系统,再通过执行来进行投苗。我们通过实验数据分析可以看出,该系统的株距都平均在500mm左右,株距均匀统一,符合农民要求,因此使用该系统不仅提高了移栽的稳定,而且提高了烟苗前期的育苗质量。

【25】杨文强.烟草栽苗直立度的设计研究_基于HT46R24单片机控制.论述了一种鸭嘴式烟草移栽机栽苗直立度的测量方法。该方法利用单片机HT46R24控制和力学原理,将荷重元的输出电压转换成角度,并显示在LCD板上,很快地测出烟苗的倾斜的角度。量测的角度范围可以到达1800,以数字输出的方式显示,提高了角度测量精度,并缩短测量时间,利用电子信号输出来控制移栽机的行进速度和鸭嘴驱动盘的回转速度,以达到自动化调控的功能。

【26】封俊.一种烟草移栽机械简介.本文介绍了一种导苗式移栽机，该机适用于营养钵培养的烟苗移栽，移栽过程中在30-60cm范围内可调株距，行距可调至大于80cm。具备适应性好，移栽质量好，移栽速度快，调整使用方便几个特点。

【27】许艳华.自走式烟草移栽机投苗相对位置检测系统设计. 论述了2YZS自走式烟草移栽机投苗装置相对位置检测系统的设计。利用红外光电传感器检测投苗口位置,并由89C51单片机控制投苗盘位置,设计出了高精度相对位置控制器,应用于烟草移栽机的投苗系统中。该系统能够自动检测移栽器的位置,并将测量的信号回馈给控制系统,由控制系统内部做出分析判断并适时发出指令,进而调整投苗装置的位置和动作,实现投苗快速性和准确性。可以随时调整延时时间，大大降低了排除和修复故障的时间。可创新点：移栽机落苗检测系统中设计一个自动补苗系统以提高工作效率。

【28】韩冰冰.自走式移栽机的关键部件设计与建模.本文介绍一款自走式烟草移栽机，主要阐述移栽机的关键部件：栽植器、打开装置、投苗装置和浇水装置。该自走式移栽机配套动力小，工作效率高，运行平稳，噪声小，易于操作和调整，各项性能指标均满足设计和农艺要求，作业性能稳定可靠，作业质量好。