离合式行星齿轮减速器的研制

针对我国大中型拖拉机及收割机现用行星齿轮减速器不能离合的现状,设计了离合式行星齿轮减速器。介绍了离合式行星齿轮减速器的设计思路、结构形式和性能参数及主要特点,重点综述了离合式行星齿轮减速器离合装置的结构设计优化及使用效果,为各种大中型拖拉机及收割机行星齿轮减速器改进设计,开创新思路。     

蓝莓喷药机器人行走机构设计

行走机构是蓝莓喷药机器人的重要组成部分.因此,根据蓝莓喷药机器人的行走要求,设计出了其行走机构,论述了行走机构的总体结构,选择了合适的动力源,计算得出大小链轮齿数比和承载轴的最小半径;介绍了行走机构的相关参数,并建立起了其运动学方程.试验证明:在转弯半径足够大时,该行走机构运行良好,能够满足蓝莓喷药机器人的运动要求,为后续研究奠定了良好的基础.     

草莓采摘机器人行走机构设计

针对现有草莓采摘机器人行走机构结构复杂的问题,研究出一种适合地垄式种植模式的草莓采摘的机器人行走机构.该行走机构采用电机驱动的轮式行走机构、四连杆转向机构,能够根据草莓采摘需要在地垄中精确启停和灵活转向.采用运动学分析软件ADAMS对草莓采摘机器人行走机构的直线行走和转弯性能进行了仿真分析.结果表明:行走机构运行平稳、...     

泵站用行星齿轮变速传动装置的设计

基于泵站的更新改造,针对目前国内泵站采用直联传动的现状,结合泵站变速调节的优点,提出了采用行星齿轮变速的泵站传动装置.该传动装置由行星齿轮变速和齿轮减速两部分组成,行星齿轮变速由一排2X-H型行星齿轮传动及控制变速器运动输入的两个离合器和两个制动器组成.通过分析行星齿轮的运动得到了变速比.通过对行星齿轮两种配齿方案的计算和分析,确定了用于泵站的行星齿轮传动变速方案：选用转速为1 500 r/min的电动机,行星齿轮变速的两种传动比为3和1.5.经过配齿设计,得出泵站所需要的输出转速为250 r/min和125 r/min.采用行星齿轮变速传动也可以满足南水北调工程泵站流量和扬程变化大的特点.     

车辆常用行星齿轮机构的闭锁设计

从2K-H型行星齿轮机构运动学关系中,分析了车辆闭锁设计的原理。以三元件力矩平衡关系为工具,用单元件力矩分析法计算单排齿圈式行星齿轮机构六种传动形式、十八种闭锁方案的闭锁力矩。在分析计算的基础上提出闭锁方案的选择原则。     

垄作草莓采摘机器人行走机构设计与仿真

【目的】现有的平铺于地垄表面的草莓采摘机械装置往往不能用于日光温室垄作草莓果实的采摘,故针对垄沟栽培环境,设计一款合理的行走机构对于草莓采摘机器人实现平稳移动和跨垄作业意义重大。【方法】研究小组提出了一种能够跨垄移动的行走机构,针对垄沟距离较长的采摘现场,可自动跨至下一垄沟进行采摘。利用运动学分析软件ADAMS对行走机构的一组支撑装置进行运动性能仿真实验,共得到了5组分析曲线。【结果】1）支撑底座Ⅰ和支撑底座Ⅱ在所设阶跃函数的驱动下,曲线变化比较平稳;2）线加速度和角加速度曲线在运行时,由于支撑底座受重力、负载等因素影响会产生突变,但在中间过程阶段受力稳定后,加速度变化也会趋于稳定。【结论】支撑底座在给定的轨迹中运行稳定,没有明显冲击,可以满足实际工作的任务要求,配合采摘机械手能够实现跨垄连续作业,从而高效率低成本地完成垄作草莓的自动化连续采摘。     

煤矿巡检救援机器人行走机构设计

通过对常见机器人行走机构特点进行分析,结合煤矿的非结构化地形特点,设计了一种平行四边形连杆机构履带巡检救援机器人行走机构,并对其进行运动特性分析和稳定性分析。研究结果表明,该行走机构具有优越的越障性能和较强的稳定性。     

步行式插秧机电控行星齿轮变速器的设计与仿真

介绍了一种可以应用与小型步行式插秧机上的蜗轮蜗杆与行星齿轮机构组合的变速传动系统,动力由行星齿轮的太阳轮作输入,行星架作输出,齿圈与蜗轮组合为一体,在电控蜗杆的作用下对行星机构做调速运动,可实现机械直接传动与电控变速与转向。为了验证机构的可行性,分析了蜗轮蜗杆与行星齿轮传动机构的模型,并通过UG实体模型和Adams运动学仿真分析,结果表明该结构合理可行。     

行星齿轮功率分流式无级变速系统

针对现有金属带无级变速器效率低,功率容量低的缺点,提出了采用行星齿轮功率分流式无级变速传动的结构,使用电机进行调速的方案,并以此为基础,探讨了其在各个工况下的运动规律。     

二阶自由非圆齿轮行星系钵苗移栽机取苗机构

为满足旱田钵苗移栽取苗机构理想鹰嘴形工作轨迹要求,提出了连续传动的二阶自由非圆齿轮行星轮系取苗机构,以实现取苗爪周期性二次不等幅摆动规律。利用曲线拟合方法构建自由传动比函数,建立机构不等速传动的数学模型,编写机构分析软件,确定传动比函数和机构参数,研制取苗机构并进行了高速录像试验。结果表明,该型取苗机构的工作轨迹和理论计算吻合,能够实现取苗深度35 mm,取苗爪在钵体中穴口小于5 mm,取苗爪入钵和出钵段姿态满足工作要求。     

大株距行星轮系蔬菜钵苗栽植机构优化设计与试验

设计了一种能适应大株距栽植的行星轮系蔬菜钵苗栽植机构,通过该机构栽植嘴能将蔬菜钵苗植入土中。构建了一种新型的非圆齿轮传动比函数,建立了机构的运动学模型,推导了栽植嘴尖点的(角)位移、(角)速度方程。基于Visual Basic开发了计算机辅助分析与优化软件,分析了非圆齿轮中心距a、角位移系数k1和k2、行星架初始安装角φ0、栽植嘴初始安装角α0、中间齿轮初始安装角γ0以及栽植嘴顶端到行星轮中心的距离S等重要参数对栽植轨迹的影响,通过人机交互方式优化出一组能够满足蔬菜钵苗栽植工作要求的机构参数(a=53 mm、k1=0.23、k2=0.03、φ0=-58°、α0=-144°、γ0=144°、S=175 mm)。根据优化所得参数建立栽植机构的三维模型并进行仿真分析,同时制作了栽植机构的样机进行田间植苗试验。试验了栽植嘴在不同时刻开启和闭合对西兰花钵苗栽植时直立度和成功率的影响,得出栽植嘴在其运动轨迹最低点上方10 mm处张开为最佳开启位置,钵苗直立度优良率达85%,栽植效率可达100株/(min·行),栽植株距达到450 mm,证明该机构适用于蔬菜钵苗的大株距栽植。     

正齿行星轮分插机构椭圆齿轮的计算机辅助设计

正齿行星轮分插机构是一种新型高速分插机构,由椭圆齿轮传动部分、正齿轮行星轮传动部分和栽植臂组成。其设计的基本思想采用椭圆齿轮副传动,选择合适的结构参数来形成插秧要求的非匀速传动比及转角关系。为此,主要论述如何利用计算机确定分插机构中椭圆齿轮的几何参数、椭圆齿轮副的传动性质,以及轮齿的齿廓在啮合过程中能保证要求的转动比、合适的压力角等。     

正齿行星轮分插机构的动力学分析

采用推导的刚体复合运动微分方程和动力学方程组逐次求解的方法对正齿行星轮分插机构进行动力学分析,建立其动力学模型,得到在插秧过程中链条、太阳轮轴心、中间轮轴心、行星轮轴心、太阳轮与中间轮啮合点和中间轮与行星轮啮合点受力与行星架转角的关系,为进一步对该机构强度分析和动力学优化提供理论基础。     

高速插秧机椭圆齿轮行星系分插机构的参数优化

椭圆齿轮行星系分插机构是高速水稻插秧机的一种旋转式分插机构，其秧针尖的运动轨迹和姿态决定了插秧机的工作性能。根据该机构运动分析所建立的数学模型，在VB6．0上编写了人机对话分析软件。该软件能够根据机构参数的变化实时地显示秧针尖的轨迹、姿态和行星轮轴心的轨迹以及这些轨迹与秧苗的位置关系，并输出计算结果。然后根据优化目标，利用该软件可以找到多组能满足机构运动要求的参数。最后用SAS软件进行正交分析找到一组最佳参数。     

非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构优化设计与试验

针对现有水稻钵苗移栽机构结构复杂、成本高或工作效率低、振动大等问题,提出一种由1个不完全非圆齿轮、6个非圆齿轮和2个移栽臂组成的非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构。分析了该移栽机构的工作机理,采用一种基于人机交互的参数优化方法,编制移栽机构的优化设计软件,得到一组实现水稻钵苗移栽较优工作轨迹和姿态的机构参数。建立移栽机构虚拟样机,研制移栽机构物理样机,开展虚拟样机运动仿真分析和物理样机高速摄影运动学试验,得到机构移栽臂的秧针尖点静轨迹和姿态。理论计算和实际测量得到的推秧角与取秧角角度差分别为53.52°与52.53°,误差为1.45%;仿真分析、试验测试结果与理论分析结果基本一致,验证了移栽机构设计方法和结果的正确性,以及机构应用于实际机器的可行性。     

行星轮系水稻钵苗移栽机构正反求设计方法研究

为了解决现有行星轮系水稻钵苗移栽机构较难同时具备理想的移栽轨迹和姿态的问题,提出了正向设计与局部轨迹微调的反求设计相结合的设计方法。以非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构的设计为例,阐述该方法的实现过程。建立行星轮系水稻钵苗移栽机构设计要求,并分析其工作原理,在前期正向设计的基础上,局部调整其移栽静轨迹,通过反求设计进一步优化设计移栽机构。进行局部反求设计的运动学分析和运动学建模,基于Matlab平台开发计算机辅助设计软件,通过人机交互的方式得到移栽机构的机构参数,使其不仅满足移栽臂移栽的姿态要求,同时获得更理想的移栽工作轨迹。根据最终得到的机构参数设计移栽机构结构,完成三维建模、虚拟仿真试验,加工、装配移栽机构物理样机,完成了高速摄像运动学试验。将移栽机构理论计算、虚拟仿真、样机试验得到的移栽静轨迹比较,同时逐一将轨迹相关参数、取秧角、推秧角、角度差等设计目标参数与相应数值化目标进行对比,结果显示,均满足要求,验证了设计方法的正确性。与以往单一的正向设计、反求设计方法相比,该方法设计的移栽机构不仅具有更优的移栽工作轨迹,也可满足较好的移栽姿态要求。     

非规则齿轮行星系扎穴机构反求设计与试验

针对现有扎穴机构存在扎穴穴口大、入出土垂直度差等问题,设计了一种深施型液态施肥机非圆齿轮行星系扎穴机构。为使扎穴机构得到满足农艺要求的入出土垂直度,提出了一种基于Matlab GUI开发平台的非圆齿轮行星系扎穴机构反求设计与运动学仿真分析方法。通过微调静轨迹曲线上的少量型值点,得到了一组机构最佳优化参数,应用Pro/E软件建立扎穴机构模型,并利用ADAMS软件对其进行模拟仿真,得到喷肥针尖点运动轨迹曲线。试验台试验结果表明:穴口宽度为30.3 mm、穴距为221.9 mm,该扎穴机构能够满足喷肥针入出土垂直度好、穴口小的设计要求。     

农用底盘轮距可调式转向机构

针对农用底盘轮距随农作物行距变化而适应性调整的技术需求,基于现有梯形转向机构、平行四边形机构,研究轮距调整联动转向原理,提出轮距调整和转向独立或同时进行的轮距可调式转向机构方案,确定关键参数和转向误差计算方法。设计了一种轮距可调式农用底盘,参照现有底盘相关参数并结合我国部分农作物行距分布情况,确定前桥轮距可调式转向机构关键参数并以最小轮距为基本轮距优化,分析不同轮距时的转向误差,计算结果表明:轮距调整后转向误差仍能满足农田作业转向要求。     

蔬菜嫁接机盘状复合凸轮机构设计研究

蔬菜嫁接繁殖既能保持接穗品种的特性,又可利用砧木的有利特性,达到提早开花结果、增强适应性和抗性的目的,是园艺植物的主要无性繁殖方法。为了减轻蔬菜嫁接的劳动强度,设计了一种结构简单、适合我国国情的蔬菜嫁接机。对贴接法蔬菜嫁接机的关键部件—盘状复合凸轮进行了研究,通过计算机辅助分析与模拟,给出了复合凸轮机构的轮郭曲线。