發(fā)布時間：2020-11-16 09:02

　　 隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的快速建設(shè)發(fā)展,使得我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢更加精細(xì)、高效化,設(shè)施農(nóng)業(yè)是繼農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)變革之后的再一次大升級,給傳統(tǒng)植保機械帶來了更多挑戰(zhàn)。移動機械底盤是植保機械的核心部件,其結(jié)構(gòu)決定了整個系統(tǒng)的機動性和平穩(wěn)性,同時影響系統(tǒng)能否在特定的空間內(nèi)順利完成植保任務(wù)�；趯β膸У妆P的設(shè)計理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí),本文設(shè)計出微型交叉式獨立懸掛移動履帶底盤系統(tǒng),并借助Matlab和新一代Recurdyn多體動力學(xué)仿真軟件,對本文設(shè)計的溫室用履帶底盤的虛擬樣機進行了全面的動力學(xué)與運動學(xué)仿真分析,并運用Recurdyn軟件對懸掛總成主要參數(shù)進行設(shè)計優(yōu)化。首先,本文基于對溫室工況充分調(diào)研的條件下,對底盤整體布局、履帶系統(tǒng)、輪系統(tǒng)和懸掛總成進行了設(shè)計,確定了底盤主要參數(shù),計算分析了懸掛的安裝角與動行程之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,為履帶底盤的動力學(xué)深入研究提供了基礎(chǔ)理論。同時,對底盤的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎性能進行了詳細(xì)的分析計算,理論上保證了整個底盤模型的轉(zhuǎn)向性能。本文基于Matlab軟件對溫室三維隨機路面進行建模,并運用Matlab/simulink模塊仿真路面譜函數(shù),從而驗證路面模型;基于底盤機構(gòu)特點,對溫室底盤模型進行合理的簡化,得到底盤近似動力學(xué)數(shù)學(xué)模型,并利用Matlab對數(shù)學(xué)模型進行了動力學(xué)仿真,獲得底盤垂向加速度的初始仿真值,為后期優(yōu)化提供理論基礎(chǔ),同時驗證了簡化模型的合理性。根據(jù)設(shè)計要求,對建立好的幾何模型添加各部件約束、驅(qū)動關(guān)系,在模型調(diào)試后進行實驗仿真,并細(xì)化得到整個底盤物理模型,進而對底盤牽引性能、轉(zhuǎn)向性能和穩(wěn)定性進行仿真分析,獲得了驅(qū)動輪驅(qū)動力矩、底盤質(zhì)心垂向位移和轉(zhuǎn)彎半徑等重要仿真數(shù)據(jù),驗證了理論設(shè)計,為樣機試制提供了理論基礎(chǔ)。同時,基于Recurdyn多體動力學(xué)仿真技術(shù),利用DOE模塊的元模型優(yōu)化算法,對懸掛系統(tǒng)主要參數(shù)進行設(shè)計優(yōu)化,獲得更優(yōu)減振效果。綜上所述,本文基于溫室特殊工況環(huán)境,設(shè)計出履帶移動底盤主要機構(gòu),經(jīng)仿真軟件驗證,滿足了底盤的動力性能、運動性能的設(shè)計要求,同時對交叉式獨立懸掛總成進行了數(shù)學(xué)模型的建立和主要參數(shù)設(shè)計優(yōu)化,為后續(xù)的樣機試制提供了充分的理論準(zhǔn)備。
【學(xué)位單位】：揚州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S49
【部分圖文】：

套產(chǎn)品存在嚴(yán)重浪費農(nóng)藥、水資源，目前溫室施藥、灌溉等完全靠人工，勞動強度大且效??率低，底盤大多粗略地模仿國外的機型，并且存在底盤裝置振動、噪聲大、機動性差等問??題，傳統(tǒng)溫室植保機械如圖１－１所示。隨著噴霧技術(shù)和路徑識別技術(shù)的發(fā)展，與之相關(guān)的??噴桿、噴頭和底盤導(dǎo)航的研宄較多，與之配套的通用搭載底盤卻相對落后，不能達到精準(zhǔn)??對靶噴霧和精確導(dǎo)航的要求。％國外研究表明，底盤振動是造成噴藥均勻性的重要因素，??并且不均勻性影響程度很大，霧滴量在０％—８００％，當(dāng)噴桿振幅達到３００ｍｍ時，霧滴量會超??出額定２倍。目前溫室搭載底盤不僅不能滿足農(nóng)戶的要求，也不能滿足溫室特殊作業(yè)環(huán)境??植保機械的作業(yè)要求，阻礙了農(nóng)作物實現(xiàn)全程機械與自動化的發(fā)展進程，迫切需要研發(fā)出??穩(wěn)定性好、機動性能強的移動搭載底盤。［７＜???圖ｉ－ｉ傳統(tǒng)溫室植保機械底盤??

搖桿懸吊式懸架是一個無彈性元件的懸掛系統(tǒng)，由四組轉(zhuǎn)向節(jié)兩兩并排對稱分布底盤??兩側(cè)，一個主搖桿臂和一個從搖桿臂連接每個轉(zhuǎn)向副，車體由差速齒輪連接于行駛系統(tǒng)，??車體的振動就轉(zhuǎn)化為兩副轉(zhuǎn)向節(jié)的俯仰，結(jié)構(gòu)如圖１－５所示。??２００３美國宇航局（ＮＡＳＡ）發(fā)射的火星探測器的搭載系統(tǒng)利用六輪搖桿懸吊式懸架底??盤，該底盤就采用六輪獨立驅(qū)動，前后四輪獨立轉(zhuǎn)向，增加了系統(tǒng)的越障和減振性能，減??小了底盤的空間布局，使得搭載系統(tǒng)處于一個平穩(wěn)的平臺，增強了底盤機動性能，如圖所??二?［１１－１２］??７Ｊｎ〇??圖丨－４六輪搖桿結(jié)構(gòu)圖?圖１－５?ＭＥＲ月球車??１．２．３履帶式移動底盤??履帶式移動底盤具有其它類型移動底盤無法逾越的優(yōu)點，由于其接地面積大，接地壓??比小，越障能力強，具有良好的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)履帶底盤結(jié)構(gòu)由四輪一帶組成，驅(qū)動輪與履??帶嚙合，在驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩的作用下驅(qū)動輪不斷的把履帶卷起，由地面對接地履帶的作用力推??動底盤向前行駛％。??幽．??圖１－６?Ｐａｃｋｂｏｔ履帶底盤?圖１－７變形履帶底盤??國外對履帶式移動底盤開始進行開發(fā)研究可以追溯到２０世紀(jì)末，經(jīng)過多年的研究，??取得了很好的研究成果。比較著名的為美國的Ｐａｃｋｂｏｔ機器人底盤如１－６圖所示，該底盤??采用了雙節(jié)履帶

搖桿懸吊式懸架是一個無彈性元件的懸掛系統(tǒng)，由四組轉(zhuǎn)向節(jié)兩兩并排對稱分布底盤??兩側(cè)，一個主搖桿臂和一個從搖桿臂連接每個轉(zhuǎn)向副，車體由差速齒輪連接于行駛系統(tǒng)，??車體的振動就轉(zhuǎn)化為兩副轉(zhuǎn)向節(jié)的俯仰，結(jié)構(gòu)如圖１－５所示。??２００３美國宇航局（ＮＡＳＡ）發(fā)射的火星探測器的搭載系統(tǒng)利用六輪搖桿懸吊式懸架底??盤，該底盤就采用六輪獨立驅(qū)動，前后四輪獨立轉(zhuǎn)向，增加了系統(tǒng)的越障和減振性能，減??小了底盤的空間布局，使得搭載系統(tǒng)處于一個平穩(wěn)的平臺，增強了底盤機動性能，如圖所??二?［１１－１２］??７Ｊｎ〇??圖丨－４六輪搖桿結(jié)構(gòu)圖?圖１－５?ＭＥＲ月球車??１．２．３履帶式移動底盤??履帶式移動底盤具有其它類型移動底盤無法逾越的優(yōu)點，由于其接地面積大，接地壓??比小，越障能力強，具有良好的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)履帶底盤結(jié)構(gòu)由四輪一帶組成，驅(qū)動輪與履??帶嚙合，在驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩的作用下驅(qū)動輪不斷的把履帶卷起，由地面對接地履帶的作用力推??動底盤向前行駛％。??幽．??圖１－６?Ｐａｃｋｂｏｔ履帶底盤?圖１－７變形履帶底盤??國外對履帶式移動底盤開始進行開發(fā)研究可以追溯到２０世紀(jì)末，經(jīng)過多年的研究，??取得了很好的研究成果。比較著名的為美國的Ｐａｃｋｂｏｔ機器人底盤如１－６圖所示，該底盤??采用了雙節(jié)履帶
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本文編號：2885908