本文以油茶果為例調(diào)查了林果的生長環(huán)境及采摘特性,研究分析了振動采摘機工作原理及工作能耗,針對南方地區(qū)的林果采收作業(yè)環(huán)境提出了振動式林果采摘機的設(shè)計要求。根據(jù)設(shè)計要求完成了適合油茶果采收的振動式林果采摘機整機結(jié)構(gòu)設(shè)計,并對關(guān)鍵部件如行走機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)、振動機構(gòu)等進行了分析探討。應(yīng)用Pro/E軟件建立振動式林果采摘機各主要零部件（底盤、采摘臂、采摘頭）的三維實體模型,并根據(jù)采摘機機械系統(tǒng)各工作機構(gòu)零部件的相對位置關(guān)系,完成模型的虛擬裝配,得到振動式林果采摘機的虛擬裝配模型。然后將Pro/E軟件建立的虛擬樣機模型導入到ADAMS軟件中,根據(jù)設(shè)計的物理樣機的選材編輯動力學模型的物理屬性。最后通過分析各構(gòu)件在作業(yè)中的實際運動情況,添加相應(yīng)的運動副、驅(qū)動、工作載荷等。完成上述操作后,通過模型的正確性驗證,最終得到振動式林果采摘機的動力學仿真模型。通過變量求導方法,推導出了采摘臂的拉格朗日動力學方程。首先根據(jù)D-H坐標法,建立振動式林果采摘機采摘臂關(guān)節(jié)參考坐標系；然后分析采摘臂各桿件的位置,得到位置變換矩陣；最后計算采摘臂各桿件及關(guān)節(jié)的動能和勢能,得到采摘臂動力學方程。應(yīng)用機械系統(tǒng)動力學仿真軟件AD... 

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 研究目的和意義
    1.3 振動式林果采摘技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 振動式林果采摘機國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 振動式林果采摘機國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 我國振動式林果采摘機存在的主要問題和發(fā)展方向
    1.4 本課題研究主要內(nèi)容及項目來源
        1.4.1 課題研究主要內(nèi)容
        1.4.2 項目來源
2 振動式林果采摘機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.1 振動式林果采摘機工作特性分析
        2.1.1 工作原理
        2.1.2 振動需要的能量分析
    2.2 油茶果樹種植區(qū)地形特點及油茶果樹植株物理特性
        2.2.1 油茶果樹樹冠部分形態(tài)結(jié)構(gòu)
        2.2.2 油茶果樹根部形態(tài)結(jié)構(gòu)
    2.3 振動式林果采摘機設(shè)計技術(shù)要求
    2.4 振動式林果采摘機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.4.1 振動式林果采摘機運動分析
        2.4.2 振動式林果采摘機典型工況分析
        2.4.3 振動式林果采摘機整體結(jié)構(gòu)
    2.5 振動式林果采摘機關(guān)鍵部件設(shè)計
        2.5.1 底盤設(shè)計
        2.5.2 采摘臂設(shè)計
        2.5.3 激振機構(gòu)設(shè)計
        2.5.4 夾持機構(gòu)設(shè)計
        2.5.5 接載裝置設(shè)計
    2.6 本章小結(jié)
3 振動式林果采摘機虛擬樣機建立
    3.1 虛擬樣機技術(shù)的應(yīng)用
        3.1.1 虛擬樣機技術(shù)簡介
        3.1.2 虛擬樣機技術(shù)特點
        3.1.3 虛擬樣機技術(shù)在林業(yè)上的應(yīng)用
    3.2 采摘機的三維建模
        3.2.1 基于采摘機特征的零件設(shè)計
        3.2.2 采摘機的虛擬裝配設(shè)計
    3.3 振動式林果采摘機虛擬樣機采摘臂動力學模型
        3.3.1 ADAMS軟件簡介
        3.3.2 模型導入
        3.3.3 編輯動力學模型物理屬性
        3.3.4 添加運動副
        3.3.5 施加驅(qū)動
        3.3.6 施加摩擦力及工作載荷
        3.3.7 模型校驗
    3.4 本章小結(jié)
4 振動式林果采摘機采摘臂剛體動力學分析及仿真
    4.1 振動式林果采摘機采摘臂多剛體動力學分析
        4.1.1 拉格朗日方程
        4.1.2 連桿的動能
        4.1.3 采摘臂的勢能
        4.1.4 動力學方程
    4.2 振動式林果采摘機運動位置分析
        4.2.1 D-H建模
        4.2.2 采摘臂齊次變換矩陣
    4.3 振動式林果采摘臂剛體動力學方程建立
        4.3.1 等效化慣量計算
        4.3.2 采摘臂動力學方程慣量矩陣計算
        4.3.3 向心加速度系數(shù)與哥氏加速度系數(shù)計算
        4.3.4 重力項計算
        4.3.5 采摘臂剛體動力學方程
    4.4 采摘臂剛體動力學仿真及結(jié)果分析
        4.4.1 工況一采摘頭定位過程動力學分析
        4.4.2 工況二振動采收過程動力學分析
        4.4.3 仿真值檢驗
    4.5 本章小結(jié)
5 振動式林果采摘臂剛?cè)狁詈蟿恿W分析與仿真
    5.1 多柔體動力學分析
    5.2 柔體動力模型建立
    5.3 采摘臂的剛?cè)峄旌蟿恿W仿真
        5.3.1 工況一采摘頭定位過程剛?cè)狁詈蟿恿W分析
        5.3.2 工況二振動采收過程動力學分析
    5.4 采摘臂的剛?cè)峄旌蟿恿W仿真與剛體動力學比較
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論及展望
    6.1 主要研究工作
    6.2 研究展望
參考文獻
附錄 攻讀學位期間的主要學術(shù)成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[10]基于區(qū)域適應(yīng)性的特色林果業(yè)發(fā)展探討[J]. 李金葉,袁強,蔣慧.  新疆農(nóng)業(yè)科學. 2010(04)

博士論文
[1]番茄采摘機器人真空吸持系統(tǒng)分析與優(yōu)化控制研究[D]. 劉繼展.江蘇大學 2010

碩士論文
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[2]基于ADAMS的焊接機器人動力學仿真研究[D]. 陳魯剛.江南大學 2012
[3]蔬菜缽苗移栽機關(guān)鍵部件的參數(shù)優(yōu)化、數(shù)字化設(shè)計及研制[D]. 王俊軍.浙江理工大學 2010
[4]林用履帶機器人虛擬樣機研究[D]. 趙青.中南林業(yè)科技大學 2009
[5]基于虛擬樣機技術(shù)的鍛造操作機動力學仿真研究[D]. 張計磊.東北大學 2008
[6]串聯(lián)多關(guān)節(jié)機械臂設(shè)計與分析[D]. 郭炬.華中科技大學 2008
[7]40t臥卷夾鉗虛擬樣機與動力學仿真[D]. 何麗君.武漢科技大學 2008
[8]小型甘蔗收獲機傳動系統(tǒng)的動力學建模及仿真研究[D]. 寧際恒.廣西大學 2007
[9]并聯(lián)機器人設(shè)計若干關(guān)鍵問題的VP解決方法研究[D]. 王輝.湖南大學 2005



本文編號：3726498