单人林业挖坑机测试装置设计开题报告

1. 研究目的与意义

挖坑机是营林机械的一种，主要用来植树前的穴状整地工作，也可用于挖追肥穴或埋桩柱的坑等作业。挖坑机的动态力学参数（扭矩和入土阻力）与其影响因素（钻头转速、钻头进给速度、土壤质地、土壤硬度、土壤湿度）以及工作部件结构参数之间的关系，是一项重要的基础理论研究。测试装置是进行研究的必备条件，为此本文设计单人林业挖坑机测试装置。该测试装置根据试验要求，改变各影响因素值，采用传感器电测方法，通过计算机数据采集系统，在挖坑作业全过程中，实现对力学参数的动态实时记录，在营林机械有关挖坑机的研究领域是一项创新。

2. 国内外研究现状分析

单人林业挖坑机在我国刚刚崭露头角，主要适用于家庭或地形复杂地区的小面积植树造林，也可用于打桩和树木追肥挖坑。与国内的情况相比较，国外的研究状况要好一些。日本生产的AG531型单人林业挖坑机，采用G5K型发动机，其功率是1.6kw，重9.9kg，适用于专大型孔和植树。欧洲国家一般采用双人手提式挖坑机。美国和加拿大生产的手提式挖坑机，发动机与钻头采用分离式，通过液压传动驱动钻头工作。

目前，国内的一些林业高等院校和科研院所也对挖坑机进行了一些研究分析，关于挖坑机的论文大约有几十篇，涉及钻头升土理论及钻头临界转速的研究、钻头螺旋面强度的分析以及螺旋升角的选择问题，还得出了在不同条件下的挖坑机的动态力学参数，指出了钻头转矩的主要影响因素，对挖坑机的一些结构参数的确定起到了指导作用，为国内挖坑机的优化设计提供了理论支持。其中北京林业大学的刘会敏、茅也冰、王乃康教授进行过对于单人挖坑机的测试装置进行了深入研究，利用先进的测试手段,通过电测方法和计算机数据采集系统进行试验，搞清挖坑机的动态力学参数(如钻头的工作扭矩和入土阻力等)与工作装置结构参数(如钻尖型式、刀片型式与角度、螺旋翼片型式与升角等)、作业参数(如钻头转速、进给速度等)，以及土壤条件(如土壤质地、土壤湿度、土壤硬度等)的相互作用关系，并从相互作用的普遍性原则出发，建立定量化的数学模型，这将对挖坑机的结构参数、作业参数的优化设计、生产率和机器适用性的提高起到重要作用。

3. 研究的基本内容与计划

设计内容：本课题研究设计单人林业挖坑机测试装置，主要包括信息测试和采集装置、实验台架的设计，并加工制作相应的主要部件，搭建完整系统。

研究计划:（1）第1周第2周准备工作。

（2）第3周第4周确定设计方案。

4. 研究创新点

1.所设计的挖坑机测试装置可以在实验室测试完成。

2.基于计算机系统的数据采集系统能够比较准确的得出各动态力学参数对挖坑机的影响因素。

3.采用的各种传感器能准确的显示出数据值的大小变化情况，便于随时改变各影响因素。