基于最小切块应力的西兰花切块加工刀具参数优化研究

为了给西兰花切块机的设计提供理论依据,获得最佳切块效果,该文以收获期的西兰花作为切块对象,选择西兰花切块位置、刀具刃角、刀具结构以及入切角为影响因素,在万能材料试验机上进行了单因素与多因素的切应力试验,单因素试验结果表明:切块位置为距离花蕾顶端40 mm、光刀、入切角为60?、刀具刃角为5?~10?之间时切应力最小。多因素试验结果表明:影响切应力的因素主次次序依次是切块位置、刀具结构、刀具刃角、入切角;切块位置为距离花蕾顶端40mm、刀具结构为球形刀、刀具刃角为8?、入切角为90?时切块效果最佳。根据试验优化结果设计了西兰花切块刀具,并在自制的切块样机上进行了切块试验,切块效果良好,切块成功率达到91%,验证了刀具参数优化的合理性。研究结果可为后续西兰花切块机切块刀具的设计提供参考。     

三关节位姿约束单驱动非圆齿轮五杆手指机构研究

为了克服传统多杆手指机构的不足并且满足更多仿生手指的应用要求,本文提出一种基于三关节位姿约束的单驱动非圆齿轮五杆手指机构设计方法。根据手指实际尺寸以及运动位姿,建立n位姿点约束条件,采用运动学映射理论以及矩阵奇异值分解法求解了满足给定约束条件的铰链点曲线,进一步根据两个驱动输入杆转角关系设计满足位姿点要求的非圆齿轮副,并推导单驱动非圆齿轮五杆手指机构的IO方程。在此基础上,以三关节的5位姿约束条件为例,并根据杆长、误差、铰链点选取范围、非圆齿轮传动等其他约束条件,确立铰链点A和B的可行曲线解域,并最终得到满足全部约束条件的单驱动非圆齿轮五杆手指机构参数,设计了手指机构样机并进行相关试验。该试验样机表明本文提出的设计方法是正确和有效的。     

基于大蒜根盘特征的精确切根机构优化设计

为了实现切须后大蒜的精准切根、减少大蒜浪费,在分析直径范围φ42~φ56 mm大蒜根盘特征得出理想切根轨迹的基础上,提出了一种基于大蒜根盘特征的精确切根机构,并建立了该机构运动学分析模型,编写了切根机构分析软件,分析了若干关键参数对切根效果的影响。以理想根盘特征为目标,建立了切根机构参数优化目标函数,优化得到了满足切根轨迹要求的机构参数。根据最佳参数进行切根机构与切根装置整机的结构设计,完成了大蒜切根装置整机的研制和试验,试验结果和理想轨迹基本一致,验证了大蒜切根机构设计的合理性和优化的正确性。切根试验结果表明:在输送线速度为0.15 m·s^-1、切根电机转速为65 r·min^-1时,大蒜切根成功率达86%,大蒜损失率为8.01%,切根效率可达100头·min^-1,满足市场上大蒜的加工要求。