本文關鍵詞：具有變胞功能的新型人力驅動甘蔗裝載機構設計與研究

  更多相關文章： 變胞機構 再生運動鏈 運動學 低序體陣列

【摘要】：甘蔗裝載機是甘蔗生產及加工過程中的一種重要機械,在甘蔗生產中,甘蔗收割后的裝車運輸是一項勞動強度大且工作條件十分艱苦的工作。廣西是國內最大的甘蔗種植地以及蔗糖生產基地,廣西地區(qū)地貌復雜,丘陵環(huán)繞,蔗農多將甘蔗種植在丘陵,每戶的甘蔗產量低,傳統(tǒng)大型柴油動力的液壓驅動式甘蔗裝載機難以推廣。 變胞機構是一類具有多階段性功能變化、多拓撲結構變化、多自由度變化的新型機構,尤其適應于不同工作階段完成不同工作任務等要求,由于其具有自適應性和可重構性等優(yōu)點,這一概念自提出以來,一直是國內外機構學界的研究熱點,有關研究工作及成果多集中在理論研究,可供工程實際應用的具體機構構型研究較少。 針對以上所述各問題,本文將多自由度可控機構理論及變胞機構理論引入甘蔗裝載機設計過程,研究面向任務的變胞機構創(chuàng)新設計方法,對人力驅動式甘蔗裝載機進行創(chuàng)新設計,展開了以下工作： (1)面向具體任務,應用多自由度可控機構理論,設計出一種人力驅動甘蔗裝載機,運用運動鏈再生法和胚圖插點法相結合的方法對完成設計的甘蔗裝載機構進行創(chuàng)新設計,得到51種人力驅動甘蔗裝載機的新構型,為機構選型及后續(xù)設計工作提供基礎。 (2)面向任務,應用變胞機構理論,設計出一種具有變胞功能的人力驅動甘蔗裝載機,運用鄰接矩陣和拓撲圖描述各工作階段機構的拓撲結構變化,分析其工作原理和構態(tài)轉化特點,再根據變胞機構基因建模理論,對各自工作階段構型單元進行進化計算,得到變胞源機構基因模型,進而分析該機構變胞進化生長過程,以及不同工作階段構態(tài)演化特點,為進一步的設計和分析工作提供基礎。 (3)對所設計的人力驅動甘蔗裝載機建立了運動學模型,運用閉環(huán)矢量法建立約束方程,求解機構運動學正、逆解,然后通過虛擬樣機模型進行運動學仿真,再用數學模型與仿真結果綜合分析人力驅動甘蔗裝載機的運動規(guī)律。 (4)對所設計的具有變胞功能的人力驅動甘蔗裝載機建立了運動學模型,運用Huston低序體陣列與齊次變換矩陣結合的方法進行了運動學求解,針對具有變胞功能的可控機構的特性,以及該機構閉環(huán)運動鏈的特點,建立各構件的低序體陣列,再參照低序體陣列推導出相鄰構態(tài)下執(zhí)行機構桿件的齊次變換矩陣,推導出機構的運動學模型,然后通過虛擬樣機模型對各構態(tài)進行運動學仿真分析,通過數學模型與仿真結果綜合分析變胞人力驅動甘蔗裝載機的運動規(guī)律。
【關鍵詞】：變胞機構 再生運動鏈 運動學 低序體陣列
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH243
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 課題來源及提出11
• 1.2 平面機構型綜合研究現狀11-13
• 1.3 變胞機構研究現狀13-14
• 1.4 本文研究的意義及內容14-16
• 1.4.1 本文研究意義14
• 1.4.2 本文研究內容14-16
• 第二章 面向任務的機構設計與型綜合16-36
• 2.1 引言16-17
• 2.2 人力驅動甘蔗裝載機的創(chuàng)新設計17-21
• 2.2.1 功能分析18-19
• 2.2.2 工作機理19
• 2.2.3 工藝動作過程19
• 2.2.4 執(zhí)行動作19-20
• 2.2.5 求得執(zhí)行機構20
• 2.2.6 人力驅動甘蔗裝載機工作過程20-21
• 2.3 甘蔗裝載機的型綜合21-35
• 2.3.1 相關連桿類配22-24
• 2.3.2 胚圖插點24-27
• 2.3.3 運動鏈的轉化27-29
• 2.3.4 運動鏈的特定化29-32
• 2.3.5 運動鏈的具體化32-35
• 2.4 本章小結35-36
• 第三章 具有變胞功能的人力驅動甘蔗裝載機設計與構態(tài)進化分析36-52
• 3.1 引言36
• 3.2 具有變胞功能的人力驅動甘蔗裝載機創(chuàng)新設計36-39
• 3.2.1 功能分析36
• 3.2.2 工作機理36-37
• 3.2.3 工藝動作過程37
• 3.2.4 執(zhí)行動作37
• 3.2.5 求得執(zhí)行機構37-38
• 3.2.6 變胞甘蔗裝載機工作過程38-39
• 3.3 機構的拓撲結構分析39-47
• 3.3.1 變胞源機構39-41
• 3.3.2 甘蔗抓取階段41-42
• 3.3.3 甘蔗舉升階段42-43
• 3.3.4 甘蔗運輸階段43-44
• 3.3.5 甘蔗下降階段44-46
• 3.3.6 甘蔗釋放階段46-47
• 3.4 基因建模與變胞過程分析47-51
• 3.4.1 變胞源機構基因建模47-48
• 3.4.2 各工作階段機構基因建模48-49
• 3.4.3 進化過程49-51
• 3.5 本章小結51-52
• 第四章 人力驅動甘蔗裝載機的運動學建模與仿真52-65
• 4.1 引言52
• 4.2 位置分析52-60
• 4.2.1 位置正解52-57
• 4.2.2 位置逆解57-60
• 4.3 速度分析60-62
• 4.4 加速度分析62
• 4.5 仿真分析62-64
• 4.6 本章小結64-65
• 第五章 具有變胞功能的人力驅動甘蔗裝載機的運動學建模與仿真65-79
• 5.1 引言65
• 5.2 運動學建模65-75
• 5.2.1 機構的低序體陣列66-67
• 5.2.2 齊次變換矩陣67-75
• 5.3 仿真分析75-77
• 5.3.1 抓取階段76-77
• 5.3.2 舉升階段77
• 5.4 本章小結77-79
• 第六章 總結與展望79-81
• 6.1 總結79-80
• 6.2 展望80-81
• 參考文獻81-85
• 致謝85-87
• 攻讀學位期間發(fā)表論文情況87-88

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 李瑞琴,鄒慧君;可控機構的分類及應用[J];機械設計與研究;2002年04期

2 李威,逯經遠,劉喜梅,何偉;一種新型變胞快速夾緊裝置[J];機械設計與研究;2005年02期

3 金國光,高峰,丁希侖;變胞機構的分類及其構態(tài)分析[J];機械科學與技術;2005年07期

4 顏鴻森;顏氏創(chuàng)造性機構設計（四）機構的特定化[J];機械設計;1996年04期

5 顏鴻森;顏氏創(chuàng)造性機構設計　（五）應用實例[J];機械設計;1996年05期

6 高峰;機構學研究現狀與發(fā)展趨勢的思考[J];機械工程學報;2005年08期

7 姚郁;張義鳳;;基于逆向運動學的6自由度并聯機構尺度綜合[J];機械工程學報;2009年01期

8 張利萍;王德倫;戴建生;;變胞機構的基因進化綜合理論[J];機械工程學報;2009年02期

9 林貴瑜;連晉華;;機械式挖掘機設計與發(fā)展的幾個問題探討[J];礦山機械;2006年12期

10 潘宇晨;蔡敢為;王紅州;高德中;戴建生;;具有變胞功能的電動裝載機構構態(tài)進化拓撲結構分析與基因建模[J];機械工程學報;2014年01期

，

本文編號：1095486