深施型液态施肥机扎穴机构优化设

为实现液态施肥机高速作业,设计了一种结构简单、运动平稳的椭圆齿轮行星系作为液态施肥机的扎穴机构.对该机构进行运动学分析,建立了数学模型,以穴距200mm和入土深度120～150mm为寻优目标,应用Visual Basic 6.0软件编程得出满足机构运动要求的最优参数范围为:喷肥针尖和行星轮轴连线与行星架的初始夹角-45°～-40°、行星架初始角位移40°～50°、喷肥针尖与行星轮轴心距离280～300mm,此时椭圆齿轮长半轴29.364mm、齿数23、短半轴与长半轴比0.958,正圆齿轮半径25mm.从优化工作参数中选择一组参数设计扎穴机构,应用Pro/E软件进行仿真.结果表明,根据优化参数设计的扎穴机构能够满足穴距和入土深度的设计要求.     

对称式二级摇臂喷雾机构设计及运动特性分析

为了减轻当前田间果园施药作业强度,实现高效精准喷雾,文章构建了三自由度对称式二级摇杆喷雾机构的数学模型。在ADAMS环境中创建仿真单元,根据实际约束条件对其进行参数优化和动力学、运动学仿真分析,得出喷雾点的位移和速度变化特性。研究结果表明:该仿形机构运行平稳,能实现立体高效的仿形施药。     

移栽机自适应仿形系统研究与试验

为提高移栽机的仿形精度,对其自适应仿形系统进行了设计。使用水平倾角传感器和位移传感器分别测定水平姿态和离地间隙,以电动推杆作为执行元件实现自适应仿形。为验证自适应仿形系统作业效果,设计了液压试验台并对液压系统进行了仿真,结果表明:压力补偿系统确保了液压缸的速度稳定可控。对自适应仿形系统进行了试验,结果表明:水平倾角正向最大值和负向最大值分别为1.40°和-0.86°,水平倾角误差绝对平均值为0.54°,垂向位移误差最大值为7.85mm,垂向位移误差绝对平均值为4.91mm,满足自适应仿形系统的使用要求。     

半轴套管热挤压成形工艺数值模拟

通过对半轴套管的工艺分析,基于体积不变原则,采用逆向法计算零件毛坯,确定了热挤压成形工艺方案;结合刚粘塑性有限元法基本原理,运用有限元软件对半轴套管的反挤压过程进行3-D热力耦合模拟。影响半轴套管热挤压成形的主要工艺参数有挤压温度、挤压速度、模具预热温度等。在其他条件相同情况下,分别设置不同的挤压温度、挤压速度、模具预热温度,通过对不同参数模拟结果的分析比较,得出工艺参数对半轴套管成形的影响状况,揭示热挤压成形过程中的金属流动规律。优化的成形参数,提高了半轴套管的成形性能和经济性能。     

基于本体多关节的超声检测机器人误差补偿

超声波检测对方向性有较高要求,特别对曲面型工件进行检测时,需对探头终端的位姿进行误差软件补偿来提高检测的精度.本文首先对超声检测机器人进行运动学分析,然后通过分析其检测位姿误差的来源和特点.阐述基于本体多关节误差补偿的原理和补偿模型.最后,通过实例验证了该误差补偿方法的正确性,为计算机控制超声探头进行曲面检测提供准确的控制参数,实现了曲面形工件的连续超声检测.     

基于ADAMS的果树仿形施药机构优化设计与仿真分析

针对目前果园施药喷雾器械作业效率低下、农药浪费严重和影响生态环境等问题,提出三自由度对称式两级摇杆喷雾机构。为提升工作空间和运行稳定性,构建该机构的数学模型,在ADAMS环境中创建仿真单元,根据实际约束条件对其进行喷雾参数优化和动力学、运动学仿真分析,并推导出喷雾点运动学方程。研究结果表明:仿形机构关键点所受最大力由优化前1 621.1 N减小到338.94 N,为原来的20.9%,运行平稳可靠;在此基础上,得到喷雾点在水平、竖直方向工作范围分别为1 704.5 mm、2 151.5 mm,调节幅度分别为695.4 mm、680.4 mm,完全可以满足不同果树形貌的喷雾要求,实现立体高效的仿形施药作业。     

花生播种机仿形机构的运动仿真分析——基于UG

仿形机构是播种机的重要工作机构,仿行机构工作性能的好坏直接影响到播种深度的稳定性。利用UG软件的运动仿真模块对花生播种机仿形机构进行运动学的分析,通过运动仿真动画来观察仿行机构的运动过程,利用开沟器运动轨迹曲线来研究仿形机构的运动规律,并分析影响仿行误差的相关因素,以此来验证仿形机构设计的合理性及优化的方法。     

试论超声检测中的路径受控仿形测量和曲面重构技术

在工业生产环节利用超声检测技术,能够在不增设硬件数量的前提下,实现对曲面性工件的不间断扫描与检查、测量,从而促进物体检测效率的提高。基于此,本文通过对路径受控超声检测基本原理等四大点进行主要论述作为出发点,深入分析超声检测中的路径受控仿形测量以及曲面重构技术的基本技术操作概念,以期能够在技术层面提供一定的理论参考价值,希望借此提高工业生产环节对物体的检测查验效率。     

穗茎兼收鲜食玉米收获机割台自适应仿形系统研制

为了解决穗茎兼收鲜食玉米收获机割台仿形存在的问题,基于超声测距原理,研制了一种穗茎兼收鲜食玉米收获机的割台自适应仿形系统。该系统中,超声波测距传感器安装在割台分禾器前端,用于实时检测割台分禾器与地面高度差,将高度差信号传输至玉米收获机的中心控制终端,由控制终端发出相应调整指令,控制割台调整液压系统进行割台高度调整,实现玉米收获机在作用过程中的割台自适应仿形。以190kW四行的穗茎兼收鲜食玉米收获机为样机,搭载所研制的割台自适应仿形系统,开展仿形系统验证试验,玉米机作业行走平均速度4km/h,割台转速400r/min,安装在2个超声波测距传感器,割茬高度控制在90-110mm范围内,试验结果显示,在累计作业8小时的整个过程中,割台调整平稳,割台无触地现象,试验结果验证了所研制的割台仿形系统的有效性。     

基于共形几何代数的并联机器人逆运动学分析方法

运动学分析是并联机器人运动学性能评估和结构尺寸优化的基础。现有并联机器人运动学分析方法存在几何建模与几何计算相分离的问题,本文利用共形几何代数(Conformal geometric algebra, CGA)集几何表示和计算为一体的优势,提出一种并联机器人逆运动学分析方法。根据动平台位姿参数给出动平台刚体运动算子,通过共形几何代数框架下的几何积实现动平台上任意点的刚体变换,得到任意点在运动过程中的共形几何表达式;结合机构中尺寸、几何约束,利用内积运算,建立机构运动学方程;根据运动学方程,进行运动学反解计算和速度分析。以3自由度的3-RPS并联机器人和6自由度6-UPS并联机器人为例,对所提方法进行验证,并将逆运动学推导结果与仿真软件所得结果进行了对比,验证了本文提出方法的正确性。该方法将空间向量和旋转表示等几何对象与矩阵乘法、矢量外积等计算方式相结合,使得并联机器人空间几何问题统一在一个代数系统中进行处理,因此分析过程几何直观性较强,简化了运动学逆解分析计算过程。     

薰衣草收割机切割高度可调节机构的设计及运动仿真

薰衣草生长期长达十几年,长期农机入地作业造成了地面高低不平,既要花穗收割干净,同时不能伤害保留的茎秆,确保薰衣草后续的生长。为此,设计了高度可调节机构使薰衣草切割后的茎秆保留高度一致。同时,对仿形机构进行了受力分析,确定了影响仿形性能的初始作用角度α、上仿形角α1、连杆长度L1。根据初始工作角和最大下仿形量,设计出的仿形杆长度为440mm,最大上仿形量为214mm。最后,应用仿真分析软件Adams进行运动模拟,结果表明:仿形机构可实现上下仿形和翻转,上下仿形量可达到2 9 0 mm,翻转角度达到9 0°,满足薰衣草收割机的切割仿形量。该机构为研制薰衣草收获机的研制提供了依据。     

同步转向高地隙喷雾机模糊自适应轨迹跟踪预测控制

为提高同步转向高地隙喷雾机轨迹跟踪的稳定性与鲁棒性,提出一种基于模型预测控制理论的模糊自适应轨迹跟踪方法。首先,基于刚体运动学以及几何约束推导出喷雾机的非线性运动学模型,并对该运动学模型进行简化;然后,基于简化的运动学模型建立喷雾机的状态预测模型;最后,结合实际工况设计了模糊自适应预测控制器。仿真试验表明：与传统的预测控制器相比,模糊自适应预测控制器的跟踪速度更快、稳定性更好。场地试验表明：在进行初始误差2.5、5m的直线轨迹跟踪以及无初始误差的圆形轨迹跟踪时,其平均误差分别为0.0442、0.0602、0.0901m。本文建立的喷雾机运动学模型可以很好地体现同步转向高地隙喷雾机的运动特点,设计的模糊自适应预测控制器可以保证喷雾机路径跟踪的准确性和鲁棒性。     

播种机单体两种仿形机构的研究

播种机单体仿形机构是保证播种质量的重要工作部件。为此,论述了目前广泛应用的平行四杆仿形机构的结构特点、工作原理、仿形量和连杆长度的设计方法;对研究设计的电液自控仿形机构的结构特点与工作原理进行介绍;对平行四杆与电液自控仿形机构的仿形能力、仿形精度、仿形的灵敏度与能否实现播深的精量控制等方面进行了对比分析。     

基于MATLAB的六轴工业机器人的分析

按照D-H方法建立坐标系,确定机器人的参数,进行机构的正运动学及逆运动学相关分析,继而在MATLAB中运用Robotics Toolbox工具对机构进行相关运动学的仿真,设定6个轴的关节角参数,用正运动学进行仿真,得出的末端执行器的位姿参数运用到逆运动学仿真中,得出各关节角的关节变化,在分析中同时得出相应的末端执行器的运动轨迹及相应的关节角的曲线变化,验证设计是否合理。     

橡胶履带联合收获机仿形底盘行走系统设计与仿真

随着农机化的发展,橡胶履带联合收获机的使用已较为广泛,但大部分联合收获机仍在采用传统的刚性行走底盘方案,该方案无法很好地适应田间的复杂地形,进而会对作业质量、工作效率、操作舒适性、使用寿命产生不利的影响。本文提出一种能够实现仿形行走的新型橡胶履带自走式联合收获机行走底盘方案,通过Matlab/Simulink和多体运动学分析软件RecurDyn对仿形底盘在随机路面激励和典型地形情况下的运动状态进行仿真,得出车身质心在竖直方向上的位移及加速度变化。在E级随机路面激励下,联合收获机运动至14.96 s时,Y轴正向有最大值3.578 m/s^2,运动至15.51 s时,Y轴负向有最大值-3.862 m/s^2。典型地形仿真中,质心Y向四个位移峰值分别为464.28 mm、459.27 mm、536.41 mm和514.71 mm,Y向加速度始终小于两倍的重力加速度19 600 mm/s^2,较好地验证设计方案的可靠性,为后续研究提供思路。     

基于SolidWorks的浮动仿形机构设计与试验

针对牧草收获过程中集拢成条时花叶损失多、对土地破坏大的问题,设计研制出一种左右对称布置浮动仿形机构的牧草捡拾集条机。利用SolidWorks软件建立了浮动仿形机构的三维模型,通过Motion插件对浮动仿形机构进行运动学模拟仿真,以浮动仿形机构上的浮动弹簧为主要研究对象,获取了浮动弹簧作用力、浮动弹簧位移的变化规律。为考察样机的作业性能指标,对样机进行了田间试验,将样机的相关技术指标进行测定。运动学模拟仿真与田间试验结果表明:浮动仿形机构满足设计要求,可保证整机具备良好的田间通过性,牧草捡拾集条机相关技术指标达到标准及设计任务书要求,工作性能稳定可靠。     

木薯茎秆粉碎还田机刀片离地间隙控制系统设计与仿真分析

针对木薯茎秆粉碎还田机作业效率低的问题,以木薯茎秆粉碎还田机粉碎刀片离地间隙为研究对象,设计一种基于木薯茎秆粉碎还田机的刀片离地间隙控制系统。为实现木薯茎秆粉碎还田机刀片离地间隙精确控制,设计可安装检测装置的仿形检测机构;在木薯茎秆粉碎还田机地轮支撑杆处加装液压缸,可对木薯茎秆粉碎还田机粉碎刀片离地间隙进行调控;在SolidWorks中建立木薯茎秆粉碎还田机垄面作业模型,并利用ADAMS软件对其进行运动仿真分析,结果表明:仿形检测机构仿形范围为375～500 mm时,此时仿形检测机构具有最优仿形效果,设计合理。粉碎刀片距垄面距离为228 mm,满足最优粉碎刀片离地间隙范围要求。     

方捆机捡拾器高度自动仿形装置参数分析与试验

设计了一种弹簧力平衡式方捆机捡拾器高度自动仿形装置。通过对仿形装置的静力学和运动学分析,以仿形轮在垂直方向受力和仿形误差最小作为仿形性能的评价指标,建立了捡拾器运动参数λ、铰接仿形轮的可调节摆臂长度L和起伏地面的幅值H对仿形性能的影响关系。初选多组参数,按照评价指标获得了捡拾器运动参数和仿形装置结构参数的较优组合。通过仿形装置的运动分析表明,当机组前进速度vt为5~7.9 km/h,铰接仿形轮的可调节摆臂长度L为358 mm,仿形装置能满足地形起伏幅值H为±(8~12)cm的作业要求。样机的田间测试表明,仿形装置能够适应起伏均匀的地块,使捡拾器弹齿尖端具有合适的离地高度,仿形误差可以控制在-4~18mm。     

一种压路机驱动桥半轴的改进设计

半轴是压路机驱动桥的重要零件,由于承受转矩较大,工况比较恶劣,多发生断裂故障。根据对故障件的分析,经过理论计算、对比,对半轴材料的选用及热处理做出改进,并经过实际使用,证明改进是有效的,对以后设计类似零件具有一定参考价值。     

滑块式自定心中心架的结构设计及运动学分析

轴类工件在磨削加工的过程中会产生变形,因此需要中心架来辅助加工。提出了一种滑块式自定心中心架,并对其进行结构分析,通过将该中心架的运动分解为4个过程,剖析其工作原理,同时分别分析了滑块-机爪和4个夹头的运动学原理并建立参数化设计模型。通过分析该中心架的微调结构,得到了定位中心线在垂直和水平方向偏移的微调原理,对滑块式自定心中心架的设计有一定的参考价值。