草方格铺设机器人多体动力学仿真与试

采用Pro/E和ADAMS软件相结合的方法,建立了草方格铺设机器人动力学模型,同时探讨了二者联合建模仿真的一般步骤.模型添加必要的边界条件后,对纵向压轮和横向插刀正常动作时的草方格铺设机器人振动状态进行了仿真.通过仿真,得到了牵引车、纵向铺设机构、横向铺设机构、纵向压轮和横向插刀质心的位移、速度以及加速度曲线.分析了这些曲线出现波动的原因,为进一步的优化提供了数据.通过试验,得到实际状态下的试验曲线,并与仿真曲线进行对照,证实了草方格铺设机器人仿真模型和仿真结果的合理性和可靠性.     

防风固沙草方格铺设机的设计

根据草方格的铺设特点,并考虑设备工作的地理环境影响,设计了一种全新的草方格铺设机。该装置由压草装置、输送装置、监测反馈装置、电控装置、履带行走装置组成,能够实现草方格的送料、铺设到最后填埋加固的一整套自动化操作,极大减轻人员的工作强度,提高生产效率,为大面积、低成本的土地荒漠化治理打下良好的基础。     

防风固沙草方格铺设机器人总体设计

为有效治理沙漠、减少沙漠化的危害,设计了防风固沙草方格铺设机器人。该机器人由WTC5120TSM型轮式牵引车与草方格铺设机组成。牵引车上安装有控制系统、发电机组和水箱;铺设机由纵向压草机构、横向插草机构、液压站、气泵、监控系统等组成。该机器人可一次性连续铺设间距为1m,总宽为3m的草方格。与人工铺草作业相比,可提高铺设效率161倍,降低铺设成本80%左右,并适合在恶劣的沙漠环境下工作。     

基于ADAMS的多功能种草机的设计研究

土地沙漠化已严重影响我国乃至全世界的生态环境建设和发展,为了提高荒漠化治理效果,课题组设计了一款多功能的种草机。本装置采用集草方格铺设技术、草籽播撒、自动浇水于一体的模式,其结构更加科学合理,其中铺草模块的收放功能和横向破土功能有效解决了目前市面上种草机功能单一、损耗高、受场地限制等问题。基于ADAMS软件,课题组对本装置的重要零部件进行了动力学分析。仿真结果表明,该装置实现了草方格铺设的可控化、参数化、智能化、集成化,简化了工作流程,提高了铺设效率,延长了设备的使用寿命。     

一种遥控多功能草方格铺设履带车的设计

【目的】铺设草方格是防沙固沙的有效方法之一,但现有重型草方格铺设设备无法铺设沙漠腹地及沙丘坡面的问题有待解决。【方法】课题组设计了一种能够远程遥控的多功能草方格铺设履带车,首先,利用SolidWorks软件完成了履带车整体结构的三维建模。其次,在履带车控制系统设计中采用INFINEON/英飞凌SAK-TC264D-40F200W为主控芯片,采用DRV8701电机驱动板为履带车行走机构和液压系统的驱动单元。最后,完成了草方格铺设履带车的主控电路设计和驱动电路设计,并利用PWM控制技术设计了履带车的行走电机和蒲草压刀执行单元的控制算法。【结果】该设备以履带作为行走装置,采用远程遥控行进的方式铺设草方格,一次行进可以完成铺草、播种和撒种等工作,能够较好地降低工人工作强度,有效规避工人在陡峭位置铺设草方格时的风险。【结论】本设计能较好地弥补当前草方格铺设设备工作中的不足,在荒漠化防治方面具有重要现实意义和广阔应用前景。     

多杆件横向推草装置设计与分析

立体固沙设备可实现秸秆沙障自动铺筑，横向推草装置是草方格横向铺设装置中重要的组成部分。针对草方格铺设装置所要完成的任务，设计一套既适合工作环境，又能完成推草任务的新型机构。利用计算机仿真技术，运用惯性力平衡原理对推草机构的翻草板进行改进设计，并用Adams软件对推草机构进行动力学仿真，结果表明，优化后的结构比优化前在受力上得到了改善。样机试验结果表明，该装置满足强度和设计功能要求。      

防风固沙草方格铺设机器人通过性研究

在沙漠沙土物理性能试验的基础上,对轮胎与沙土相互作用力进行计算,得到沙漠牵引车在行驶过程中产生的驱动力,进行了纵向铺草机构滚轮压草阻力试验,依据汽车地面力学理论对草方格铺设机器人的通过性进行了研究,结果表明所设计的机器人在沙漠中具有良好的通过性。     

基于SolidWorks的草方格铺设机器三维建模

课题组设计了一台能代替人工作业铺设草方格的机器。前期通过并行设计、因果异同联想创新、还原创新原理和功能集成等现代设计方法在设计原则的约束下对产品进行功能分析,并进行整体模型设计。将产品分解成推土、送料、压草三个功能,并使用双电机驱动控制,电磁换向阀搭配液压缸等等。设计好各尺寸后通过SolidWorks软件进行各零件的建模,中途不断改进优化,最终得到理想的模型。仿真结果表明,该机器能自动完成草方格沙障的铺设作业,在解放劳动力的同时提高了治沙速度和质量,小巧灵活便于运输的同时降低了成本。     

基于TRIZ理论的草方格沙障铺设机器人设计

为解决现有人工或大型机械铺设草方格沙障劳动强度大、效率低和运行不灵活问题,运用TRIZ理论中因果链分析寻找问题根源和改进方向,确定具体方案后绘制功能模型图,发现方案的不足和技术矛盾;通过物-场模型和标准解完善方案,将方案具体化后形成草方格铺设机器人的实际运用方案;利用建模软件完成虚拟样机和外观设计,对关键部件进行分析计算。所设计的草方格沙障铺设机器人对推进沙漠化防护具有积极意义。     

基于ADAMS的多功能防风固沙种草机的结构设计

土地沙漠化是我国乃至全世界面临的一个非常突出的环境问题,严重影响了我国生态环境建设和社会经济发展,危害极大。为实现可持续化发展,改善我国土地沙漠化的现状,必须科学有效地治理土地沙漠化,因此课题组设计了一款集草方格铺设技术、撒草籽、浇水于一体的多功能防风固沙种草机,在功能不断完善的同时,也让机器的结构设计更加科学合理。同时,课题组借助机械系统动力学自动分析软件ADAMS对铺草模块进行虚拟样机动力学分析,以保证设备安全稳定。仿真结果表明,该装置可以顺利地对预期过程进行仿真,结果符合设计要求,可以很好地实现应该具备的功能;该装置有效降低了使用难度,自动化程度高,极大地提高了工作效率。     

可变直径轮全地形车辆越障性能分析

阐述了后轮驱动及四轮驱动两种驱动方式下可变直径轮全地形车辆的越障性能.首先在RecurdynV7R5软件中建立可变直径轮与普通轮胎模型,并对其越障特性进行了分析.以此为基础建立了后驱及四驱车辆前后轮径变化对越障性能影响的力学模型,进行了理论计算,结果表明车辆驱动方式以及车辆轮径的变化对车辆的越障性能具有很大影响.又在RecurdynV7 R5软件中建立了后驱及四驱2种驱动方式下的整车模型,调整车轮直径模拟分析其越障性能,并与理论计算进行了对比.最后,实验验证了理论计算与仿真分析的结果是可信的.     

协拨组合式玉米条带秸秆清理装置设计与试验

针对现有条带秸秆清理装置集行效果差、秸秆清理率低等问题，提出了一种协拨组合式条带秸秆清理方案，从力学角度对比分析不同齿形清秸轮拨送秸秆的过程，设计了一种径向锐化协拨清秸轮，清秸轮半径为162.5 mm、齿数为12、齿长为65 mm。开展了协拨组合式条带秸秆清理装置的仿真试验，以径向锐化清秸轮的工作参数为影响因素，秸秆清理率为指标，开展离散元仿真试验，分析了清秸轮工作过程中秸秆运动、土壤扰动及秸秆清理率的变化。结果表明，试验因素对秸秆清理率的影响由大到小为侧倾角、前进速度、前倾角，当机具前进速度为7.8 km/h、清秸轮前倾角为31.7°、侧倾角为13.4°时，秸秆清理率最高为91.62%。开展了协拨组合式条带秸秆清理装置和整机的作业性能田间试验，结果表明协拨组合式条带秸秆清理装置工作稳定，秸秆清理率为87%～90%,实现了条带秸秆清理装置的设计目标。     

农用柔性底盘前轮转向动力学研究

农用柔性底盘通过偏置转向轴转向,4个独立的电动轮既要用于行进,又要驱动转向,控制难度大.为探明柔性底盘前轮转向过程的转向特性,建立了7自由度整车动力学模型,并通过Matlab/Simulink软件建立相应的交互控制仿真模型,进行了不同车速下单轮驱动转向与双轮比例控制转向的仿真与分析,根据仿真结果制定了控制策略;在此基础...     

四轮独立转向系统控制策略与试验

提出了一种通过独立控制后轮转向以提高车辆操纵稳定性和机动灵活性的方法。具体阐述了四轮独立转向控制系统的总体结构。根据独立转向控制策略,建立了四轮独立转向汽车数学模型,推导出独立后轮转角的函数表达式。分析了四轮独立转向模型仿真结果与四轮独立转向样车道路试验结果,并验证了四轮独立转向理论的有效性与可行性。     

基于空间曲线啮合轮的六足机器人结构设计与分析

为减小六足机器人的体积及优化其结构,设计一种基于空间曲线啮合轮的六足机器人。详细介绍空间曲线啮合轮传动机构及执行机构的特点及设计思路．对机器人的受力情况进行分析。新型机器人结构简单,体积小且成本低。     

铝合金车轮冲击特性有限元分析

铝合金车轮在使用前必须进行冲击试验,本文以某款规格"18×7 J"车轮为例介绍有限元技术在分析冲击问题中的应用。在有限元分析时建立包括冲击块、车轮、轮胎、安装底座在内的完整力学模型。通过对整个冲击过程的数值模拟,得到车轮各时刻的应力分布云图和冲击块的速度与位移变化曲线。考虑冲击载荷对材料性能的影响,对车轮进行性能评估,分析结论得到了台架试验验证。     

四轮驱动电动汽车差动助力转向系统联合仿真与试验

基于AMESim软件建立了四轮独立驱动电动汽车动力学仿真模型,并应用Matlab/Simulink建立了差动助力转向控制系统模型,在此基础上研究了旨在降低转向盘手力和辅助转向轮回正的左右前轮转矩分配控制策略,并采用后轮差动实现车辆横摆校正。联合仿真结果表明,该差动助力转向控制策略在满足转向轻便性、路感回馈及辅助回正基本要求的同时,还可以补偿前轮差动驱动对车辆稳定性的影响,提高了差动助力转向技术的实际应用能力。通过差动助力转向控制系统的快速原型实车双移线道路试验进一步验证了该系统的转向助力可行性和路感保持能力。     

汽车ESP液压控制系统的仿真研究

ESP是汽车全新的主动安全控制系统,其液压控制系统是保证汽车行驶稳定性的重要执行机构。本文通过研究ESP液压系统的工作原理,并结合液压的基本原理,分别对主/被动制动下的增压、减压状态下的制动轮缸压力进行数学建模,使用Matlab/Simulink软件对上述状态搭建模块图,得到了ESP液压系统仿真模型,并对ESP液压系统进行仿真。本文建立的主要模块的数学模型,为ESP液压控制单元的设计和匹配提供了依据。     

果园秸秆覆盖机宽幅覆土装置设计与试验

针对果园机械化土壤-秸秆分层覆盖中大幅宽、均匀薄层覆土要求,设计了与果园秸秆覆盖机配套的覆土装置,主要由取土螺旋、抛土轮、集土箱和覆土螺旋组成。取土螺旋取土幅宽1.5m,为秸秆层铺设提供平整地基,保证了秸秆层覆盖平整和薄土层均匀度;取土螺旋两侧的抛土轮向后抛送土壤到集土箱,避免了碎石等异物导致的装置卡死问题。经离散元仿真优化,确定取土螺旋采用末段双螺旋结构,抛土轮叶片数量为10,叶片偏角为10°,提高了覆土均匀性并降低了作业功耗。田间试验表明,装置覆土宽度为1.5m,覆土厚度为20.8~31.7mm;建立了覆土厚度标准差回归模型,其决定系数为0.9342,模型误差为1.8%;以覆土厚度标准差为响应值,确定的最优作业参数组合为：抛土轮转速300r/min、抛土角40°、取土深度20mm。该组合下覆土厚度22.9mm,覆土厚度标准差3.7mm,满足大幅宽、均匀薄层覆土要求。本研究实现了果园土壤-秸秆分层覆盖农艺的机械化作业,为旱区果园管理提供了新方法和新装备。