基于有限元的树木移植机铲刀挖掘力分析

铲刀是树木移植机的关键部件,其结构直接影响到树木移植机的工作性能.根据树木移植机工作特点,对铲刀受力情况进行理论分析,建立相关的力学模型;基于ANSYS/LS-DYNA建立菱形铲刀与土壤相互作用的虚拟仿真模型,分析切削过程中土壤的应力变化情况及铲刀受力变化情况;分析不同切削角度下铲刀受土壤反作用力的变化情况,为铲刀进一步设计提供理论依据.     

便携式林业机械与软轴传动

我国南方林区的地形主要以山地和丘陵地为主,林业机械中的自走式机械、牵引式机械和悬挂式机械均受到该地形的限制。因而,随着林业机械的发展,到目前为止我国已涌现出了一批背负式弥雾喷粉机、割灌木机、手提式挖坑机、振动采种机、风力灭火机、打枝机、链锯等小动力林业机械,这类机械统称便携式林业机械。尽管这些机械都还有待于进一步地完善,但它们现在仍然是我国南方林区林业生产中的主要作业机械,并正在发挥着其力所能及的作用。     

基于Pro/ENGINEER的伐木机起重臂虚拟样机设计

起重臂作为伐木机的重要工作装置,决定了伐木机的作业能力与作业范围。本研究利用Pro/ENGINEER软件强大的三维实体建模功能和机构运动仿真与分析功能,实现伐木机起重臂从三维模型设计、建模、装配到运动仿真的全过程,完成伐木机起重臂虚拟样机的设计。由运动仿真结果,得出伐木机起重臂作业范围及其最大作业半径(带伐木头)为9 435mm,最大作业半径(不带伐木头)为7 349mm。通过静态与动态干涉检查,最终结果无干涉现象发生,表明设计可靠。整个虚拟样机设计研究过程,有效地避免了实体样机研发过程存在的缺陷,明显缩短产品的研发时间,有效地降低设计成本。     

基于ADAMS的推台锯主机翻转机构仿真与分析

介绍数控推台锯MJK6140主机翻转结构的工作原理,并利用虚拟样机技术进行建模及运动仿真,对机构具体结构形状及运动关系加以分析,简化出样机模型;根据其运动方式及各部件连接关系,合理的抽取出其在三维模型中的约束关系及原动件运动方程;分析测量出其工作过程中锯片摆角与相应部件间运动参数关系。通过示例可以证明,利用虚拟样机技术并借助ADAMS软件这种设计方法可大大减少设计工作量、缩短设计周期并且结果准确。     

基于ADAMS的步行爬坡机仿真分析

在山林地区复杂环境中进行运输作业大多使用轮式或履带式大型机械设备,这些设备普遍存在功率消耗大、机动性差、工作效率低,自身平衡性差、越障和爬坡能力不足等问题。为解决这些问题,设计了一种新型的步行爬坡机,并利用Pro/E建立其虚拟样机,采用ADAMS对其运动过程进行仿真,仿真结果验证了设计的可行性。     

基于ADAMS的烟草移栽机用双曲柄连杆机构运动仿真分析

分析了烟草移栽机双曲柄连杆机构的工作原理,建立了该机构的运动学模型,采用ADAMS软件建立了该机构的虚拟样机模型,并测试其重要连杆和重要点的合成运动特性。仿真实验结果显示,双曲柄连杆机构的运动特性能够满足烟草移栽机的移栽运动要求。     

基于SolidWorks的伐根清理机器人虚拟设计与运动仿真

通过使用SolidWorks软件的机械系统虚拟设计和运动仿真的基本方法,综合运用SolidWorks的参数化、变量化建模技术以及自上向下的设计思路,完成伐根清理机器人及其行走底盘的虚拟建模,并对由于行走底盘的改变而重新设计的接口和机械臂采用最新的COSMOSMotion2006软件进行了运动仿真和参数优化,以确定其机构可用性,有利于缩短产品的开发周期和减少开发费用.     

基于Pro/ENGINEER的伐木头进料辊设计

近年在森林抚育采伐中,联合伐木机伐木头进料辊存在进料不稳的缺点.利用Pro/ENGINEER（CAD/CAM/CAE一体化的三维软件）对联合伐木机伐木头进料辊进行三维建模,并通过虚拟装配和运动仿真,完成对该进料辊的虚拟样机设计.最后确定进料辊的齿轮辊套的圆周工作面采用弧形齿凹形表面结构,在齿轮辊套和辊轴本体之间设有压缩弹簧.多面实体运动包络模型最大长度1 308 mm,最大宽度645 mm,最大高度706 mm,两个进料辊在采伐作业过程中无碰撞.结果表明,该进料辊设计结构合理并且能解决进料不稳的缺点,缩短装备开发周期和减少研发费用,并为后续研究提供良好基础.     

基于ADAMS/Cable的烟草打顶机钢丝绳升降系统的动力学仿真

针对ADAMS传统方法难以高效、精确地进行大变形柔性体钢丝绳的建模与仿真问题,提出了利用ADAMS Machinery/Cable模块创建烟草打顶机打顶装置、驱动液压缸、升降运动导轨、钢丝绳、滑轮的刚柔耦合多体系统动力学模型的方法,并对其虚拟样机模型进行了动力学仿真分析。结果表明：利用Cable建模向导能够快速、精确地创建钢丝绳系统,仿真速度更加迅速,为深入分析烟草打顶机打顶升降装置的振动稳定性、运行安全性及疲劳特性等奠定了基础,也为各种钢丝绳吊装系统的建模提供了一种全新的思路。     

山地自行升降式采种机仿真与初步试验

针对当前林木种子采收环节效率低下的情况,分析采种作业的特点及其对相关采种设备的特殊要求。设计3种不同的结构方案,并结合实际确定出最终的设计方案加以实施,生产出实体样机并进行山地环境下的性能及工作能力测试,检验该采种机设计的合理性和性能。     

基于联合仿真的林业采育作业模拟系统研究

为解决大型林业装备操作训练复杂的问题,优化驾驶与作业,提高森林资源利用率,本文提出基于分布式系统,对采育作业环境进行视景模拟的虚拟现实作业操作模拟器。系统利用虚拟现实软件Unity3D系统,能够模拟车辆行驶与工作的动力学模型,实时运动仿真包括底盘系统与地面的交互作用,机械臂作业运动以及伐木头作业操作运动,使操作人员能够更快地适应熟悉驾驶和采育作业,减少安全隐患和装备损耗,提高装备作业安全性及效率。     

采伐联合机机械手运动学分析及雅可比矩阵求解

介绍了采伐联合机的基本结构和工作原理,分析其关节式机械手各杆件之间的位置关系,建立了机械手坐标系统及运动学模型,并求出了运动学正解和逆解。在此基础上推导了雅可比矩阵及笛卡尔空间与关节空间的坐标变换关系,为机械手运动控制系统的设计提供了依据。     

A method for estimating tree composition and volume using harvester data

This research article introduces a method that can be used to estimate tree composition and volume of arbitrary subdivisions of a logged stand. The method uses spatial data that is generated with a harvester to simulate individual tree locations. The simulation uses two probability density functions: the distance and the angle from the harvester at which the tree is cut. The average estimated volume root mean squared error varied from 4% for 0.4 ha subregions to 29% for 0.03 ha subregions. The stand subdivision method affected the accuracy of volume estimation only in the smallest subregions. Compared with the use of harvester data as such, i.e. without tree location simulation, the improvement in total and species-wise volume estimates varied between 5 and 35%. The data produced by the method can be used as a field data source for remote sensing methods as well as a verification data set for field inventories. However, a question remains over the generality of the model parameters used.     

Continuous felling of small diameter trees in boom-corridors with a prototype felling head

Abstract

Simulations of the continuous felling of trees in boom-corridors have suggested that it may be possible to increase harvester productivity by a factor of 2.4 when thinning young dense stands. A prototype boom-tip mounted felling head for harvesting in this fashion was therefore built and tested in the field. Using the new head, stands with a density of 10,000 trees ha^?1 and a mean diameter at breast height (dbh) of 7 cm were felled at a speed of 0.4 m s^?1, with an efficiency of 3.5 s tree^?1. The felling speed was limited by the speed of movement of the harvester crane's boom. However, additional tests suggested that the new head could be operated at felling speeds of up to 1.3 m s^?1 when cutting trees with dbh values of up to 8 cm. The simulation that prompted this study focused on multiple felling with the crane in continuous motion at speeds of 1 m s^?1; the results obtained in this work suggest that the new felling head is capable of sustaining these speeds and so further technical development of the design (e.g. to incorporate accumulating functionality) is warranted.     

长条薄片刨花加工过程动态仿真技术研究

提出了动态仿真系统的总体结构和工作流程,简要叙述了基于数字图像处理技术对长条薄片刨花进行三维重建的方法,给出了从图像坐标系到OpenGL纹理坐标系的变换公式.提出了刨花图形在三维坐标系的运动模型,给出了该模型的输入输出参数和详细计算过程,并利用该模型实现了刨花运动的位置控制.最后,结合OpenGL图形接口对系统进行了实现,仿真效果与实际系统相似度很高.     

公路边坡落石运动特征的研究

对落石的运动路径和落石的速度进行研究.并且利用Rock fall模拟落石下落,得到运动速度、弹跳高度、运动轨迹等.对现场试验与数值模拟的落石运动特征进行比较分析,总结落石下落的运动形式、落石路径、碰撞次数、落石运动速度的特点,Rockfall数值模拟能够反映现场落石的真实情况,在不同坡段上的运动方式相同,特点相似,得出的速度范围结果相近,因而,通过现场试验与数值模拟相结合,为落石特征的研究提供更加可靠的依据.     

无刷直流电机的控制及其建模仿真

在对无刷直流电机进行假设以后进行分析,分别列出了无刷直流电机的电压方程,电机运动方程和电磁转矩方程。然后分析各个方程式之间的关系,建立了MATLAB仿真模型,分别是机械运动模块,本体模块,速度控制模块和电磁转矩模块等,建立无刷直流电机的控制模型图,并进行仿真。通过仿真可知,BLDCM模型仿真速度较快,具有一定的实际应用价值,为以后的无刷直流电机的控制及其建模仿真提供一定的思路。     

基于ADAMS的采伐联合机臂系运动学仿真分析

对于多自由度机器人的运动学分析,一般采用D-H方法,但其计算复杂,准确度不高。采用先进的运动学分析软件ADAMS,对设计的采伐联合机臂系建模并进行运动学分析,研究采伐机在工作过程中整个臂系的运动状况,以及伐木头的运动轨迹和速度的变化情况,为研究采伐联合机臂系是否会发生干涉碰撞和样机的调试奠定理论基础。     

基于蠕动原理拱泥仿生机器人运动轨迹仿真研究

介绍了拱泥仿生机器人的基本组成和工作原理,并根据其运动特点建立了拱泥仿生机器人的运动轨迹数学模型,利用 MATLAB进行其沿预定轨迹运动的轨迹仿真,通过轨迹仿真,可以直观显示拱泥仿生机器人运动时的位姿变化情况,为拱泥仿生机器人虚拟样机研究工作和工程样机的路径规划奠定了理论基础.