發(fā)布時(shí)間：2020-11-16 09:02

　　 隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速建設(shè)發(fā)展,使得我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)更加精細(xì)、高效化,設(shè)施農(nóng)業(yè)是繼農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)變革之后的再一次大升級(jí),給傳統(tǒng)植保機(jī)械帶來了更多挑戰(zhàn)。移動(dòng)機(jī)械底盤是植保機(jī)械的核心部件,其結(jié)構(gòu)決定了整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)性和平穩(wěn)性,同時(shí)影響系統(tǒng)能否在特定的空間內(nèi)順利完成植保任務(wù)�；�于對(duì)履帶底盤的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí),本文設(shè)計(jì)出微型交叉式獨(dú)立懸掛移動(dòng)履帶底盤系統(tǒng),并借助Matlab和新一代Recurdyn多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件,對(duì)本文設(shè)計(jì)的溫室用履帶底盤的虛擬樣機(jī)進(jìn)行了全面的動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析,并運(yùn)用Recurdyn軟件對(duì)懸掛總成主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。首先,本文基于對(duì)溫室工況充分調(diào)研的條件下,對(duì)底盤整體布局、履帶系統(tǒng)、輪系統(tǒng)和懸掛總成進(jìn)行了設(shè)計(jì),確定了底盤主要參數(shù),計(jì)算分析了懸掛的安裝角與動(dòng)行程之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,為履帶底盤的動(dòng)力學(xué)深入研究提供了基礎(chǔ)理論。同時(shí),對(duì)底盤的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎性能進(jìn)行了詳細(xì)的分析計(jì)算,理論上保證了整個(gè)底盤模型的轉(zhuǎn)向性能。本文基于Matlab軟件對(duì)溫室三維隨機(jī)路面進(jìn)行建模,并運(yùn)用Matlab/simulink模塊仿真路面譜函數(shù),從而驗(yàn)證路面模型;基于底盤機(jī)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)溫室底盤模型進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化,得到底盤近似動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型,并利用Matlab對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了動(dòng)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(shí)驗(yàn)證了簡(jiǎn)化模型的合理性。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,對(duì)建立好的幾何模型添加各部件約束、驅(qū)動(dòng)關(guān)系,在模型調(diào)試后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真,并細(xì)化得到整個(gè)底盤物理模型,進(jìn)而對(duì)底盤牽引性能、轉(zhuǎn)向性能和穩(wěn)定性進(jìn)行仿真分析,獲得了驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)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(yàn)證了理論設(shè)計(jì),為樣機(jī)試制提供了理論基礎(chǔ)。同時(shí),基于Recurdyn多體動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù),利用DOE模塊的元模型優(yōu)化算法,對(duì)懸掛系統(tǒng)主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)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(jì)出履帶移動(dòng)底盤主要機(jī)構(gòu),經(jīng)仿真軟件驗(yàn)證,滿足了底盤的動(dòng)力性能、運(yùn)動(dòng)性能的設(shè)計(jì)要求,同時(shí)對(duì)交叉式獨(dú)立懸掛總成進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型的建立和主要參數(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化,為后續(xù)的樣機(jī)試制提供了充分的理論準(zhǔn)備。
【學(xué)位單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)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(fèi)農(nóng)藥、水資源，目前溫室施藥、灌溉等完全靠人工，勞動(dòng)強(qiáng)度大且效??率低，底盤大多粗略地模仿國(guó)外的機(jī)型，并且存在底盤裝置振動(dòng)、噪聲大、機(jī)動(dòng)性差等問??題，傳統(tǒng)溫室植保機(jī)械如圖１－１所示。隨著噴霧技術(shù)和路徑識(shí)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(duì)落后，不能達(dá)到精準(zhǔn)??對(duì)靶噴霧和精確導(dǎo)航的要求。％國(guó)外研究表明，底盤振動(dòng)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(dá)到３００ｍｍ時(shí)，霧滴量會(huì)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(jī)械的作業(yè)要求，阻礙了農(nóng)作物實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械與自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程，迫切需要研發(fā)出??穩(wěn)定性好、機(jī)動(dòng)性能強(qiáng)的移動(dòng)搭載底盤。［７＜???圖ｉ－ｉ傳統(tǒng)溫室植保機(jī)械底盤??

搖桿懸吊式懸架是一個(gè)無彈性元件的懸掛系統(tǒng)，由四組轉(zhuǎn)向節(jié)兩兩并排對(duì)稱分布底盤??兩側(cè)，一個(gè)主搖桿臂和一個(gè)從搖桿臂連接每個(gè)轉(zhuǎn)向副，車體由差速齒輪連接于行駛系統(tǒng)，??車體的振動(dòng)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(guó)宇航局（ＮＡＳＡ）發(fā)射的火星探測(cè)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(dú)立驅(qū)動(dòng)，前后四輪獨(dú)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(gè)平穩(wěn)的平臺(tái)，增強(qiáng)了底盤機(jī)動(dòng)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(dòng)底盤??履帶式移動(dòng)底盤具有其它類型移動(dòng)底盤無法逾越的優(yōu)點(diǎn)，由于其接地面積大，接地壓??比小，越障能力強(qiáng)，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(dòng)輪與履??帶嚙合，在驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩的作用下驅(qū)動(dòng)輪不斷的把履帶卷起，由地面對(duì)接地履帶的作用力推??動(dòng)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(guó)外對(duì)履帶式移動(dòng)底盤開始進(jìn)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(guó)的Ｐａｃｋｂｏｔ機(jī)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(gè)無彈性元件的懸掛系統(tǒng)，由四組轉(zhuǎn)向節(jié)兩兩并排對(duì)稱分布底盤??兩側(cè)，一個(gè)主搖桿臂和一個(gè)從搖桿臂連接每個(gè)轉(zhuǎn)向副，車體由差速齒輪連接于行駛系統(tǒng)，??車體的振動(dòng)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(guó)宇航局（ＮＡＳＡ）發(fā)射的火星探測(cè)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(dú)立驅(qū)動(dòng)，前后四輪獨(dú)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(gè)平穩(wěn)的平臺(tái)，增強(qiáng)了底盤機(jī)動(dòng)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(dòng)底盤??履帶式移動(dòng)底盤具有其它類型移動(dòng)底盤無法逾越的優(yōu)點(diǎn)，由于其接地面積大，接地壓??比小，越障能力強(qiáng)，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(dòng)輪與履??帶嚙合，在驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩的作用下驅(qū)動(dòng)輪不斷的把履帶卷起，由地面對(duì)接地履帶的作用力推??動(dòng)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(guó)外對(duì)履帶式移動(dòng)底盤開始進(jìn)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(guó)的Ｐａｃｋｂｏｔ機(jī)器人底盤如１－６圖所示，該底盤??采用了雙節(jié)履帶
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2885908