倒伞型林果采收机含间隙铰链动力学仿真与混沌响应分析

【目的】目前林果采收机主要集中于结构设计研究,并未考虑由于制造误差、摩擦磨损等原因导致的铰链间隙问题。【方法】本研究基于ADAMS动力学仿真软件,以RRR-P四杆可展机构为研究对象,建立含间隙RRR-P四杆机构动力学模型。通过Visual Studio软件的DOS窗口,结合ADAMS二次开发功能读取Fortran语言编写的间隙接触力计算子程序,将动态链接文件加载到求解库,再将间隙碰撞模型引入到RRR-P四杆机构仿真模型中,从不同间隙位置、不同间隙尺寸、不同间隙个数仿真分析含间隙RRR-P四杆机构的非线性动力学特性,并结合MATLAB利用小数据量法计算其最大Lyapunov指数定量,研究含间隙RRR-P四杆机构非线性动力系统是否具有混沌特性。【结果】1）铰链有间隙是导致RRR-P四杆机构运动不确定的根本原因。2）不同铰链位置间隙对机构末端连接处轨迹的影响各不相同,副元素间的碰撞程度随着间隙尺寸的增大越来越剧烈;铰链双间隙相比于单间隙增加了机构的非线性程度,间隙关节之间存在着间隙耦合效应,并验证了含间隙RRR-P四杆机构动力学系统中存在混沌现象。【结论】考虑铰链间隙的RRR-P四杆机构动力...     

基于ADAMS的工业大麻输送机构参数优化

为减少工业大麻机械化收割过程中工业大麻茎秆破损和折断现象,采用ANSYS软件和SolidWorks软件建立工业大麻茎秆柔性体和输送机构模型,并将其导入Adams软件中建立工业大麻茎秆-输送机构刚柔耦合模型,以最大碰撞接触力为指标,利用正交试验方法进行仿真试验,根据试验结果分析下水平输送链位置,上压簧位置,上水平输送链位置,输送速度的变化对茎秆受到输送机构最大碰撞接触力的影响显著性和影响规律,以及最优作业参数组合。结果表明：下水平输送链位置对最大碰撞接触力的影响极显著(P<0.01),显著性顺序从大到小为下水平输送链位置、上压簧位置、输送速度、上水平输送链位置、上水平输送链位置与下水平输送链位置交互和下水平输送链位置与上压簧位置交互。并且当上水平输送链位置695 mm,下水平输送链位置为270 mm,上压簧位置为380 mm,输送速度为0.9 m/s时,最大碰撞接触力最小,为123 N。     

含间隙内燃机曲柄滑声机构动力学研究

考虑到含间隙运动副副元素的碰撞接触时的边界条件，采用非线性弹簧力和非线性阻尼描述副无素的碰撞接触过程，以此为基础建立了含间隙内燃机曲柄滑块机构的动力学模型；通过数值仿真研究了运动副间隙对机构动态特性的影响，并指出在机构高运转条件下，运动副元素存在连续变形接触现象。     

考虑混合间隙的空间并联机构非线性动力学特性分析

为了掌握同时考虑球面副间隙和三维转动副间隙的空间并联机构的非线性动力学特性,研究考虑混合间隙的空间并联机构多体系统动力学特性分析方法。首先以4-UPS/RPU空间并联机构为研究对象,建立三维转动副间隙和球面副间隙的模型,推导同时考虑球面副间隙和三维转动副间隙的4-UPS/RPU空间并联机构动力学方程;然后利用龙格库塔法对动力学方程进行数值求解,分析不同间隙类型、间隙、驱动速度和摩擦因数对并联机构动力学响应的影响,通过ADAMS虚拟样机仿真验证动力学模型和数值计算的正确性;最后利用相轨迹图、庞加莱映射图和分岔图等分析考虑混合间隙的4-UPS/RPU并联机构的非线性特性。该研究为考虑混合运动副间隙的空间并联机构动力学建模和非线性动力学特性分析提供了依据。     

打结器割绳脱扣机构与绕绳机构作用分析与改进设计

针对打结器脱扣失效和刚性碰撞的问题,分析割绳脱扣机构与绕绳机构的相互作用机理,仿真刀臂的受力-形变,得到刀臂沿打结嘴轴方向的刚度为801.05 N/mm,脱扣凹槽与打结嘴的过盈量合理设计范围应为[0.38 mm,0.59 mm];同时得到最大正压力下割刀在刀臂变形后与Oxy、Oxz和Oyz平面夹角变化分别为0.659°、0.475 9°和0.455 5°,这为割刀安装补偿量提供数据支持;依据刚-柔碰撞原理,设计一种弹性化打结嘴轴系,仿真得到该轴系使脱扣凹槽-打结嘴首次接触力在脱扣和回程阶段分别比原轴系减小46.3%和83.9%,因此该方案可减轻碰撞,同时具备提升脱扣率的优点,最后成功试制样品,实际打捆试验证明了该方案的可行性。     

果树专用饼状缓释肥递肥机构设计与优化

针对现代果园生产过程中出现的化肥施用不当、浪费资源、污染环境等问题,提出果园缓释肥施肥方法。缓释肥料由于肥力释放速率、方式和持续时间已知并可控制而被推广,发展潜力大,但目前缓释肥施肥以手工施肥为主,劳动强度大,作业效率低。为解决这些问题,提出了一种缓释肥施肥机凸轮递肥机构。该机构由单片机、步进电机、凸轮、推杆及递肥盒构成,实现可控单一递肥。基于碰撞函数接触算法(IMPACT-Functionbased Contact)对不同基圆半径R的凸轮进行仿真,通过对凸轮递肥机构的仿真试验,获取凸轮机构与推杆机构之间的接触力数据及推杆运动时的加速度和速度数据。通过对所得数据进行分析,优化凸轮基圆半径,结果表明:当基圆半径为105mm时,不仅可以减少材料成本,而且凸轮与推杆之间的挤压与接触力、推杆运动的加速度和速度在要求范围内实现多目标最优。     

移栽机取苗机构行星轮系设计与动力学研究

以移栽机取苗机构的行星齿轮为研究对象,基于三维造型设计软件Solid Works设计了取苗机构行星齿轮传动系统的实体模型,并将其导入机械系统动力学仿真软件ADAMS中,设定工作参数后进行刚体动力学分析,分析行星齿轮传动时的齿轮x方向接触力和y方向接触力的变化规律及其频谱特征。经分析,仿真结果与理论值相吻合,验证了仿真的正确性。采用虚拟样机技术可提高取苗机构行星轮系的设计水平,也为后续的传动系统的优化设计提供了一种解决方案。     

残膜回收机拾膜卸膜机构运动分析及实验

根据搂草机滑道弹齿机构设计了杆齿式残膜回收机,对机构运动进行了仿真分析和正交试验。运用仿真分析得出杆齿末端的运动轨迹和不同速比下杆齿末端的加速度曲线,并利用土槽台架试验系统,对影响机具拾膜率及卸膜率的行进速度、速比(机具行进速度与杆齿轴转动线速度比)、杆齿入土深度3个主要因素进行了正交试验。试验结果表明:速比的变化对机构拾膜率的影响程度大于机具行进速度和杆齿入土深度的变化,当机具行进速度为0.85m/s、速比为1.5、托膜铲入土深度为50mm时,杆齿式拾膜机构、卸膜机构的拾膜率和卸膜率均达到优水平。     

芒果采收车的结构动力学特性分析

为解决海南地区芒果人工采收成本不断提高的问题,设计一种新型芒果采收车。论述该型芒果采收车的结构特点,分析采收车的缓冲及分类工作原理。所设计的新型芒果采收车的缓冲机构主要由滑槽、缓冲模块、驱动模块等几部分组成,驱动模块提供动力作用,保证各部分的顺利运行。重点对缓冲机构进行动力学分析,模拟芒果在下滑过程中的速度变化情况,结果表明该结构既实现了芒果的顺利掉出,又缩短返程时间提高了效率,论证了结构设计的合理性。并对芒果采收车的缓冲机构进行碰撞动力学分析,通过分析得到芒果在碰撞过程最大的接触力为59.03 N,而一般芒果的表面承受力可以达到73.5 N,论证该芒果采收车的缓冲机构在采摘过程中不会损伤芒果,进而验证了设备设计的可靠性。     

基于EDEM的薯土分离机构数值分析与模拟

为寻找甘薯收获机薯土分离机构的最佳设计及运动参数,基于对4GS-1500型链杆式升运器薯土分离机构损伤机理的研究及薯土混合物料和链杆式升运器的运动特点,将薯土混合物视为颗粒流,利用离散单元软件EDEM(Engineering Discrete Element Method)进行仿真分析,从其损伤机理出发,以甘薯与机具碰撞所受法向力、碰撞次数及工作效率作为指标,分析甘薯在不同条件下的损伤程度的变化。仿真结果表明:链杆线速度与工作效率及甘薯损伤率不成线性关系,线速度为2.1m/s时工作效率较高,且损伤程度较低;杆直径为16mm、链杆间距为75mm时,甘薯碰撞受力较小,薯土分离效果良好;添加对链杆升运器倾斜角度的多水平仿真分析,并得到倾角在24°时伤薯状况较好。仿真模拟结果与试验结果基本吻合,表明了利用EDEM对薯土分离机构进行数值模拟的正确性和可行性,并为今后甘薯收获机械的发展提供一种有效的模拟手段。     

一种补偿分插机构非匀速齿轮传动侧隙的机构设计

针对高速插秧机非匀速齿轮传动型分插机构存在齿轮侧隙,导致栽植臂出现晃动影响取秧和插秧准确性的问题,通过将盘形凸轮与行星轮固结于一体在行星轮轴上,利用弹簧将铰接在行星架上的摆杆进行力封闭,设计了一种补偿分插机构非匀速齿轮传动侧隙的摆动从动件凸轮机构。通过静力矩分析得出摆动凸轮机构在行星架中的安装条件,估算了非匀速齿轮传动的侧隙和侧隙引起的行星轮转角误差。利用ADAMS软件仿真了分插机构各级齿轮啮合的接触力变化情况和行星轮轴力矩特性曲线。结果表明,在栽植臂阻力矩和惯性力矩的反驱动作用下,该侧隙补偿机构始终施加给予行星轮转向相反的补偿力矩,能使各级齿轮啮合力不为0,始终保持轮齿接触,不发生齿轮倒转引起的冲击,保证了栽植臂取秧位置稳定、插秧位置准确和分插机构的运行的稳定性。     

基于Creo设计的脱粒间隙调整机构的仿真与分析

脱粒装置是联合收割机的重要工作部件,由高速旋转的滚筒和凹板筛组成,它的功用是对各种谷物进行脱粒,对机器的分离清选、脱粒质量和生产效率有很大的影响。而滚筒和凹板形成的脱粒间隙大小是脱粒装置效果好坏的一个主要原因,不同谷物和不同脱粒湿度对应有不同的出、入口间隙,将脱粒间隙设计成可调机构,可以实现更好的脱粒效果。文章主要用Creo软件设计了一种脱粒间隙的可调机构,并设置入口间隙的轨迹,用Creo软件仿真反求出口间隙的轨迹。     

水稻钵苗移栽秧针尖点运动分析——基于五杆机构

建立了双曲柄五杆机构的数学模型,并进行相关的运动学分析;推导出双曲柄五杆机构水稻钵苗移栽的秧针尖点位置、秧针尖点速度和秧针尖点加速度表达式.运用ADAMS软件对五杆机构进行仿真及分析,通过对五杆机构参数化建模,得到秧针尖点位移、速度和角度随时间变化图像,找出影响秧针尖点的轨迹形成的主要影响因素.     

复合连杆机构输出运动与动力学分析

文章分析了一种基于平面六杆机构复合机构的输出运动和动力,讨论了该机构的输出行程,建立了两种不同情况时输出行程的计算模型。利用ADAMS软件对ABCE为曲柄摇杆机构时的输出行程进行了模型的仿真分析,仿真结果与模型计算结果完全一致。从仿真得到的机构速度和加速度结果可以看出该机构运动平稳性好,将该机构运用于实现工件的塑性挤压成形,相较于普通的挤压成形工件,精度有了很大提高。     

三自由度并联机构位置和运动分析及仿真

分析了一种两平移一转动三自由度并联机构,得到该机构位置正反解析解,采用求导法得到其一阶和二阶运动影响系数。利用运动影响系数对该机构进行了速度和加速度分析,并在ADAMS软件上进行仿真,验证了该理论分析的正确性。同时,提供了该机构在中医推拿方面的具体应用实例。     

人体肘关节及腕关节康复机构的性能分析

本文设计出一种能够帮助患者实现肘关节与腕关节康复的曲柄摇杆康复机构。首先建立肘关节与腕关节康复机构的构型,并对其工作原理进行运动学分析,在此基础上对其进行了运动学仿真,得出位置作用点的速度和加速度曲线,分析了曲柄摇杆机构应用于肘关节及腕关节康复训练的可行性[1]。仿真分析的结果为人机作用点的选择、康复训练方式的制定及其相应的控制方式的选择提供了理论依据[2]。     

3-SPR并联机构运动学分析

针对一种3-SPR并联平台机构,依据机构的数学模型建立了机构的位置逆解模型,在此基础上推导出各支链的速度映射模型,通过算例和运动学仿真软件CosmosMotion的仿真结果对比分析验证了该速度模型正确有效,并通过利用SolidWorks软件进行虚拟机构的建模,对其工作空间进行仿真,得到机构工作空间的几何形状。     

基于ADAMS的播种机仿形机构运动仿真

仿形机构是播种机的重要工作机构.为此,介绍了利用ADAMS软件建立平行四连杆仿形机构仿真模型的过程,并对前仿形和后仿形运动情况进行了仿真分析.结果表明,运行结果与理论分析一致,对播种机仿形机构的设计具有指导意义.     

4-UPS-RPS空间5自由度并联机构运动学分析

提出了能实现三维转动和二维移动的4-UPS-RPS空间5自由度并联机构,并对该机构进行了运动学分析。4-UPS-RPS并联机构包含5条分支,其中4条分支为U-P-S（虎克铰-移动副-球副）型结构,1条分支为R-P-S(转动副-移动副-球铰)型结构。建立了该机构的位置反解数学模型,推导出了该机构的速度雅可比矩阵和加速度分析表达式,求解了该机构的位置反解、速度和加速度,并采用ADAMS软件对机构的运动学进行模拟仿真,仿真结果表明理论分析结果完全正确,为该并联机构的实际应用奠定了理论依据。     

2T1R弱耦合并联机构的运动学和奇异性分析

提出了一种弱耦合空间三自由度并联机构,机构动平台具有二维移动和一维转动自由度,3个主动副均位于静平台上.分析了其位置的正、逆解析解,建立了机构驱动关节速度和动平台速度之间的矩阵映射关系,并对位置和速度的逆解进行了仿真.根据机构奇异性分类,讨论了各种奇异位形存在的条件.