本发明涉及一种基于温室农业自动化作业的行走机构的设计方法，属于农业自动化技术领域。
背景技术：
温室农业作为农业生产的高级生产方式，是人类利用自然、创造自然从事高效农业生产的有效手段，是人类在发展过程中为解决自身问题的创造和发明，已经成为农业生产的重要组成部分，它可以摆脱时间、地点和气候的影响，延长或缩短作物的生长周期，进行不间断的耕作、生产、收获，最大限度的提高单位土地面积的产量，提高农产品质量，节约生产成本，降低农产品价格，提高人民生活水平；温室农业是提高农业生产效率的最有效途径，现已经广泛应用于园艺植物和重要经济作物生产，并且应用范围日益广；但在温室农业环境自动化控制技术高速发展的同时，由于温室农业自身特点等因素的影响，自动化作业生产技术发展比较缓慢，设计研发出的比较成熟的自动化作业系统有限，成为制约温室农业快速发展的瓶颈。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提出了一种基于温室农业自动化作业的行走机构的设计方法，以土耕种植蔬菜为作业对象，实现对作物种植过程中的整地、播种、间苗、灌溉、施肥和收获等一系列作业，实现一台多用，降低成本。
本发明的基于温室农业自动化作业的行走机构的设计方法，所述方法包括以下步骤：
第一步，首先介绍温室农业的发展概况，研究国内外温室农业自动化作业技术发展状况；阐述针对目前国内温室农业自动化作业技术发展状况，提出研制适合自动化作业平台的重要性和必要性，并确定主要对其行走机构及导引控制方式的关键技术进行深入研究；
第二步，根据温室农业作业特点和自动化作业平台功能要求，用solidworks2007三维软件构建出自动化作业平台原理样机；对样机做整体设计，确定自动化作业平台的主要支撑架尺寸和材料，确定其主要组成部分和各个部分的功能作用；确定农业温室自动化作业平台的行走方式、工作原理和行走机构部分要求具备的功能；确定农业温室自动化作业平台的农艺作业方式和农具挂接机构部分所要具备的功能作用；
第三步，对作业平台行走动力源的确定、受力分析及行走传动方式进行研究设计；分析农业机械行走装置的种类及特点，研究行走轮用轮胎花纹的种类及特点，确定自动化作业平台行走轮用轮胎的花纹种类及尺寸；对自动化作业平台分别悬挂旋耕机作业和悬挂犁铧作业进行了受力分析，得出设计时注意的安全事项，并为确定电机功率和后续设计分析奠定基础；计算确定自动化作业平台行走所需要的动力源的形式，动力源的大小；分析常用机械传动方式的功能特点，确定自动化作业平台行走系统传动方案，并对传动系统中关键的传动部件进行设计；
通过分析研究，确定自动化作业平台行走系统的相关参数和条件，行走系统的动力源选取为普通鼠笼式三相380v交流电机，额定转速，1440rpm，额定功率为4.0kw；传动方式采取一级减速器和链传动传动；变速调节采用变频器进行；当车体挂接如旋耕机等具有动力输出型农具时，保证农具的工作速度和温室自动化作业平台的前进速度保持一致；
第四步，对行走转向执行机构进行研究设计；行走转向执行机构是自动化作业平台的关键零部件，决定着行走转向功能的实现；介绍自动化作业平台的转向原理及工作方式，通过比较现有大角度位移传动联轴器装置的种类、特点，提出自动化作业平台转向联轴机构采用可以实现90°以上的转角的空间rccr机构；研究空间rccr机构的组成特点及运动特性，确定采用等偏距同转向空间rccr机构，对等偏距同转向空间rccr机构进行了动力学分析，并用solidworks软件插件cosmosmotion对其进行动力学仿真分析，验证动力学分析的正确性，得出等偏距同转向空间rccr机构传动过程中存在死点的现象并提出了解决思路；根据实际使用环境设计出等偏距同转向空间rccr机构实体，对行走转向机构进行三维建模和动力学仿真分析，分析自动化作业平台匀速工作和输入恒转矩两种情况时两组空间rccr联轴器的受力情况和运动特点，结果显示符合使用要求；
第五步，研究分析温室自动化作业平台全自动导引行走过程控制，确定温室自动化作业平台将采用电磁技术导引方式和电磁屏蔽的定位方式，并用ansys有限元分析软件进行了仿真分析，验证其可行性；介绍模糊控制的原理，结合温室作业特点，提出采用模糊控制理论对自动化作业平台导引行走进行控制；并根据使用要求，对自动化作业平台建立了模糊控制系统，应用matlab软件simulink工具包建立温室自动化作业平台车运动模糊控制模型，并进行仿真，由仿真结果可知该模糊控制系统精度较高，抗干扰能力较强，稳定性较好，可以满足使用要求。
本发明与现有技术相比较，本发明的基于温室农业自动化作业的行走机构的设计方法，以土耕种植蔬菜为作业对象，实现对作物种植过程中的整地、播种、间苗、灌溉、施肥和收获等一系列作业，实现一台多用，降低成本；作业平台能够以手动控制和全自动控制两种方式在温室中往复作业，行走机构能够原地转动90°，以直角转弯的方式代替常见的圆弧转弯方式，实现横移转入下一栋作业。
具体实施方式
本发明的基于温室农业自动化作业的行走机构的设计方法，所述方法包括以下步骤：
第一步，首先介绍温室农业的发展概况，研究国内外温室农业自动化作业技术发展状况；阐述针对目前国内温室农业自动化作业技术发展状况，提出研制适合自动化作业平台的重要性和必要性，并确定主要对其行走机构及导引控制方式的关键技术进行深入研究；
第二步，根据温室农业作业特点和自动化作业平台功能要求，用solidworks2007三维软件构建出自动化作业平台原理样机；对样机做整体设计，确定自动化作业平台的主要支撑架尺寸和材料，确定其主要组成部分和各个部分的功能作用；确定农业温室自动化作业平台的行走方式、工作原理和行走机构部分要求具备的功能；确定农业温室自动化作业平台的农艺作业方式和农具挂接机构部分所要具备的功能作用；
第三步，对作业平台行走动力源的确定、受力分析及行走传动方式进行研究设计；分析农业机械行走装置的种类及特点，研究行走轮用轮胎花纹的种类及特点，确定自动化作业平台行走轮用轮胎的花纹种类及尺寸；对自动化作业平台分别悬挂旋耕机作业和悬挂犁铧作业进行了受力分析，得出设计时注意的安全事项，并为确定电机功率和后续设计分析奠定基础；计算确定自动化作业平台行走所需要的动力源的形式，动力源的大小；分析常用机械传动方式的功能特点，确定自动化作业平台行走系统传动方案，并对传动系统中关键的传动部件进行设计；
通过分析研究，确定自动化作业平台行走系统的相关参数和条件，行走系统的动力源选取为普通鼠笼式三相380v交流电机，额定转速，1440rpm，额定功率为4.0kw；传动方式采取一级减速器和链传动传动；变速调节采用变频器进行；当车体挂接如旋耕机等具有动力输出型农具时，保证农具的工作速度和温室自动化作业平台的前进速度保持一致；
第四步，对行走转向执行机构进行研究设计；行走转向执行机构是自动化作业平台的关键零部件，决定着行走转向功能的实现；介绍自动化作业平台的转向原理及工作方式，通过比较现有大角度位移传动联轴器装置的种类、特点，提出自动化作业平台转向联轴机构采用可以实现90°以上的转角的空间rccr机构；研究空间rccr机构的组成特点及运动特性，确定采用等偏距同转向空间rccr机构，对等偏距同转向空间rccr机构进行了动力学分析，并用solidworks软件插件cosmosmotion对其进行动力学仿真分析，验证动力学分析的正确性，得出等偏距同转向空间rccr机构传动过程中存在死点的现象并提出了解决思路；根据实际使用环境设计出等偏距同转向空间rccr机构实体，对行走转向机构进行三维建模和动力学仿真分析，分析自动化作业平台匀速工作和输入恒转矩两种情况时两组空间rccr联轴器的受力情况和运动特点，结果显示符合使用要求；
第五步，研究分析温室自动化作业平台全自动导引行走过程控制，确定温室自动化作业平台将采用电磁技术导引方式和电磁屏蔽的定位方式，并用ansys有限元分析软件进行了仿真分析，验证其可行性；介绍模糊控制的原理，结合温室作业特点，提出采用模糊控制理论对自动化作业平台导引行走进行控制；并根据使用要求，对自动化作业平台建立了模糊控制系统，应用matlab软件simulink工具包建立温室自动化作业平台车运动模糊控制模型，并进行仿真，由仿真结果可知该模糊控制系统精度较高，抗干扰能力较强，稳定性较好，可以满足使用要求。
上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。