滚齿式株间除草机构的设计与仿真

发布时间：2021-08-14 08:58

　　为了实现精细化农业作业以及减少除草剂使用,各国开始寻求新的除草方式,其中随着机械化程度的普及,机械除草方式得到了大力的发展。针对目前苗圃育苗中除草的需求,设计了一种适用于苗圃田间的除草机器。本文参考国内外除草机械,提出了适用于株间除草的结构方案。除草机构设计主要包括移动平台、株间除草机构以及行间除草机构。在株间除草机构设计中,通过对刀具的运动过程进行研究,其运动规律符合余摆线规律；与此同时分析刀具的关键参数对除草效果的影响,得到了最佳除草效果时刀具的旋转速度。为了解决除草设备在田间的转弯问题,根据移动平台的转向特性提出了两种不同的田间转弯方案：一种以差速转向方式完成移动平台的转弯；一种基于原地转向与直线运动的混合运动来实现移动平台的转弯。通过ADAMS对两种转弯方式进行运动学仿真分析,其转弯方式满足田间行驶要求。针对株间除草机构在苗圃里除草问题,对除草机构的运动学进行仿真分析,除草刀具能够顺利的在株间行走,刀具除草的过程中不会伤害到苗木,满足其除草需求。最后,采用ANSYS软件对整个系统的关键零部件进行了有限元分析,校核了其强度和刚度,通过分析,结果表明本文的设计满足力学要求。 

【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1. 绪论
    1.1. 论文研究的目的和意义
        1.1.1. 论文研究的目的
        1.1.2. 论文研究的意义
    1.2. 国内外研究现状
        1.2.1. 除草技术的研究现状
        1.2.2. 机械除草技术的研究现状
    1.3. 论文的主要内容和研究方法
    1.4. 本章小结
2. 移动平台的方案及结构设计
    2.1. 移动平台的设计指标
        2.1.1. 移动平台的结构参数
        2.1.2. 移动平台的质量参数
        2.1.3. 移动平台的性能参数
    2.2. 移动平台的驱动及转向方式
        2.2.1. 驱动电机的选择
        2.2.2. 传动方案的设计
    2.3. 移动平台的Pro/E实体模型
    2.4. 本章小结
3. 除草系统的机构设计
    3.1. 株间除草装置的结构设计
        3.1.1. 株间除草装置的方案确定
        3.1.2. 驱动部件、传动部件主要参数的选择
        3.1.3. 株间除草刀片的设计
        3.1.4. 刀片的运动学分析
    3.2. 行间除草机构的设计
    3.3. 本章小结
4. 移动平台在苗圃行驶及除草工作过程的仿真分析
    4.1. 移动平台在行驶过程中仿真分析
        4.1.1. 移动平台行驶过程中的速度分析
        4.1.2. 不同行驶路径的ADAMS仿真分析
    4.2. 株间除草机构运动仿真分析
    4.3. 本章小结
5. 主要零部件有限元分析
    5.1. 车架的有限元分析
        5.1.1. 车架的静载荷分析
        5.1.2. 车架的动载荷分析
        5.1.3. 车架的模态分析
    5.2. 支架的有限元分析
    5.3. 导轨2的有限元分析
    5.4. 本章小结
6. 结论与展望
    6.1. 结论
    6.2. 展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]智能锄草机器人系统设计与仿真[J]. 张春龙,黄小龙,耿长兴,张俊雄,李伟.  农业机械学报. 2011(07)
[2]八爪除草机构的设计与实验——基于虚拟样机技术[J]. 周恩权,毛罕平,陈树人.  农机化研究. 2011(02)
[3]农用车底盘车架有限元分析[J]. 王善军,余其霞.  湖南农机. 2010(09)
[4]弹齿式苗间锄草机的改进设计[J]. 刘天祥,张颖,韩霞,郭占斌.  农机化研究. 2010(02)
[5]双电机独立驱动电动车辆电子差速控制[J]. 谭国俊,钱苗旺,赵忠祥,赵忆.  微特电机. 2009(06)
[6]轮式车辆差速转向分析及应用[J]. 陈劲.  四川兵工学报. 2008(06)
[7]直角坐标机器人简述及其应用介绍[J]. 李刚,周文宝.  伺服控制. 2008(09)
[8]步进电机的选型与计算[J]. 范超毅,范巍.  机床与液压. 2008(05)
[9]非化学方法在农田杂草防治中的应用[J]. 白勇,王晓燕,胡光,张有度.  农业机械学报. 2007(04)
[10]基于机器视觉的作物对行喷药控制的研究[J]. 饶洪辉,姬长英.  南京农业大学学报. 2007(01)

硕士论文
[1]高效智能除草机器人结构设计与仿真[D]. 孙曼丽.南京林业大学 2010
[2]移动机器人行走系统的运动学分析和稳定性研究[D]. 侯国庆.河北工业大学 2007
[3]基于虚拟样机技术农业轮式移动平台的机械子系统研究[D]. 闫树兵.南京农业大学 2007
[4]滚切式除草机的研究[D]. 李江国.河北农业大学 2006
[5]全向移动平台的设计与控制[D]. 海丹.国防科学技术大学 2005



本文编号：3342172