多杆步进式并联横向插草系统研究
发布时间：2021-11-20 23:22
随着荒漠化现象的日益严重,治理荒漠化成为当务之急。所在课题组研发了牵引式固沙装备,在沙地中实现机械化铺设草方格沙障来有效治理荒漠化。针对固沙车的工作环境以及理论计算的要求,本文完成了横向插草系统中横向输送草机构,多杆横向推草机构、多杆步进式并联横向插草机构的设计和横向插草系统中液压系统的设计,所设计横向插草系统能够实现草的传输、推送和插入,最终形成草沙障。本文重点叙述了多杆横向推草机构和多杆步进式并联横向插草机构的研究成果以及液压系统的设计仿真。本文利用Creo2.0三维建模软件,构建了多杆横向推草机构的虚拟样机模型,采用质量平衡原理,对翻草板进行了优化设计,并用动力学仿真分析了翻草板优化前后的受力特性。本文利用杆组矢量法,建立了插刀六杆机构的数学模型,推导了六杆机构的运动学公式,并用Matlab非线性求解理论,进行了运动学模型的求解,根据实际工作对插草轨迹的要求,利用Matlab软件对插刀六杆机构末端执行元件进行轨迹规划研究,揭示了该型六杆机构各参数对末端执行元件的影响规律,实现了对多杆步进式并联横向插刀轨迹的优化,根据优化后的插刀机构,采用拉格朗日方程法,建立了多杆步进式并联横向插...
【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】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３防风固沙草方格??Ｆｉｇ．?１－３?ｓａｎｄ－ｂｉｎｄｉｎｇ?ｓｔｒａｗ??
????备是一种多功能智能型草沙障铺设设备，该车具有平沙、限深、改变草沙障铺设??规格等功能，该车底盘采用铰接式越障底盘，大大增加此牵引式固沙装备的越障??性和通过性。该固沙装备的的原料为稻草、麦草等秸杆的草捆，输草技术不同于??散草输送，该固沙设备上安装了全新输送草机构，改进了输送草技术，将机械与??控制技术相结合，能够将草连续均匀的输送至沙地表面，且草捆密度大，与原先??采用散草的方式相比，在有限的空间内，装载了更多质量的草，一次性上装的秸??杆，可用来固沙的面积加大，且草捆上装方面，节约了上装原料草的时间，提高??了固沙效率。??为了满足西北大漠地区的作业要求，牵引式多功能固沙装备是继原来立体固??沙车之后在动力与底盘结构上进行了改进，被开发出的新一代多功能固沙机器。??多功能立体固沙车采用中国重汽的ＨＯＷＯ汽车底盘，输草与插草执行装置都安装??在汽车底盘上，且给执行装置提供动力的液压系统都从底盘直接取力，ＨＯＷＯ汽??车底盘带有双取力器结构，上取力器为液压系统提供动力，下取力器为固沙车行??走提供动力。牵引式固沙装备整体采用牵引式结构，牵引车为厦工ＸＧ９５６ＩＩ，发动??机功率为１６２ＫＷ，牵引力可达１４５ＫＮ，轮胎规格为：２３．５－２５－１６ＰＲ。通过轮辋可??以更换沙漠轮胎。牵引式固沙装备的主要结构如下图２－１所示。??
让原有输送草装置容易发生干草堵塞现象。在进行牵引式固沙装备研发的过??程中，考虑上述存在的问题，选取草捆（稻草或者麦草）作为固沙原材料，草捆??的形式如下图２－２所示，草捆作为草方格铺设的草料，方便了草料的运输储存，节??约了运输储存的成本。??ｉｐｎ??Ｊ??图２－２草捆??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｔｒａｗ?ｂａｌｅ??选取草捆作为牵引式固沙装备的原料草，草捆的草要被剥离，传送，因此必??须要解决在铺设草方格过程中的输送问题，为此，笔者及所在课题组成员进行了??大量设计方案的论证和实际输草效果的验证。最终加工制造了多排链式输送草机??构实验装置，如图２－３所示，为实际实验过程图，经过不断地输送草实验，最终解??决了草捆剥离和输送的问题，并经过优化设计，确定了输送草方案和改进样机，??解决了草捆到散草的顺利输送草问题，为牵引式固沙装备的研制奠定了技术基础。??图２－３输草装置物理样机??Ｆｉｇ．２－３?Ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ?ｏｆ?ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ?ｇｒａｓｓ?ｄｅｖｉｃｅ??２．?１．２．?２．横向插刀机构的改进??横向插刀机构是牵引式固沙装备重要的执行机构，其功能为将干草压入沙地，??形成草方格沙障。横向插刀插草技术，是牵引式固沙装备的关键技术，第一代固??沙机器人在横向草方格的铺设中
【参考文献】：
期刊论文
[1]多杆件横向推草装置设计与分析[J]. 唐伟国,刘晋浩,李村. 农业工程. 2017(02)
[2]多杆横向插刀机构的运动学研究及仿真[J]. 唐伟国,刘晋浩,李村,于永柱. 机械工程与自动化. 2017(02)
[3]我国荒漠化和沙化现状分析[J]. 西部大开发. 2016(05)
[4]第五次全国荒漠化和沙化监测结果及分析[J]. 屠志方,李梦先,孙涛. 林业资源管理. 2016(01)
[5]呼和浩特市荒漠化和沙化土地动态与成因分析[J]. 董耀先,张光,乔宏龙,高岗. 内蒙古林业调查设计. 2015(04)
[6]基于运动系数农业采摘可调六连杆机构运动分析及结构修正[J]. 张凯. 山东农业大学学报(自然科学版). 2015(02)
[7]基于SimMechanics的牛头刨式平面六连杆机构运动学仿真[J]. 屈文涛,王亚娟,邹伟,邵乐. 机械研究与应用. 2014(01)
[8]基于AMESim的电液比例溢流阀的建模与仿真[J]. 张琳,赵玉贝,赵洋斌. 中国煤炭. 2013(12)
[9]基于ADAMS的瓦特六连杆机构运动学研究及仿真[J]. 康利君,李瑞琴. 机械工程与自动化. 2013(01)
[10]基于多目标的机械压力机六连杆机构设计[J]. 宋清玉,李建,殷文齐. 农业机械学报. 2012(04)
博士论文
[1]六轮摆臂林用底盘稳定性分析与防倾翻研究[D]. 孙治博.北京林业大学 2016
[2]面向装备固沙的沙障数值模拟方法与作用结构研究[D]. 黄青青.北京林业大学 2014
[3]防风固沙草方格铺设机器人设计及动力学分析[D]. 舒庆.东北林业大学 2007
硕士论文
[1]内蒙古生态补偿的可持续性研究[D]. 杨艳霞.内蒙古大学 2014
[2]晋北地区土地沙化致灾孕育因子时空特征及危险性评价[D]. 刘光磊.山西大学 2014
[3]羟丙基甲基纤维素固沙剂的合成及其性能研究[D]. 王艺霏.北京化工大学 2014
[4]基于虚拟样机技术的多连杆压力机参数化设计与优化[D]. 郑秀云.武汉科技大学 2014
[5]履带拖拉机液压驱动系统的设计[D]. 吴朋涛.西北农林科技大学 2013
[6]工程机械液压系统动态性能试验平台开发与设计[D]. 吴兵.集美大学 2012
[7]基于混合动力六连杆的转炉副枪探头自动装卸机构研究[D]. 樊书芳.东北大学 2011
[8]立体固沙车横向铺设系统的设计与研究[D]. 司凯.北京林业大学 2011
[9]固沙机器人纵向铺设轮系结构优化与有限元分析[D]. 杨博.东北林业大学 2006
[10]草方格铺设机器人振动系统的研究[D]. 潘海兵.东北林业大学 2006
本文编号：3508288
【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】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３防风固沙草方格??Ｆｉｇ．?１－３?ｓａｎｄ－ｂｉｎｄｉｎｇ?ｓｔｒａｗ??
????备是一种多功能智能型草沙障铺设设备，该车具有平沙、限深、改变草沙障铺设??规格等功能，该车底盘采用铰接式越障底盘，大大增加此牵引式固沙装备的越障??性和通过性。该固沙装备的的原料为稻草、麦草等秸杆的草捆，输草技术不同于??散草输送，该固沙设备上安装了全新输送草机构，改进了输送草技术，将机械与??控制技术相结合，能够将草连续均匀的输送至沙地表面，且草捆密度大，与原先??采用散草的方式相比，在有限的空间内，装载了更多质量的草，一次性上装的秸??杆，可用来固沙的面积加大，且草捆上装方面，节约了上装原料草的时间，提高??了固沙效率。??为了满足西北大漠地区的作业要求，牵引式多功能固沙装备是继原来立体固??沙车之后在动力与底盘结构上进行了改进，被开发出的新一代多功能固沙机器。??多功能立体固沙车采用中国重汽的ＨＯＷＯ汽车底盘，输草与插草执行装置都安装??在汽车底盘上，且给执行装置提供动力的液压系统都从底盘直接取力，ＨＯＷＯ汽??车底盘带有双取力器结构，上取力器为液压系统提供动力，下取力器为固沙车行??走提供动力。牵引式固沙装备整体采用牵引式结构，牵引车为厦工ＸＧ９５６ＩＩ，发动??机功率为１６２ＫＷ，牵引力可达１４５ＫＮ，轮胎规格为：２３．５－２５－１６ＰＲ。通过轮辋可??以更换沙漠轮胎。牵引式固沙装备的主要结构如下图２－１所示。??
让原有输送草装置容易发生干草堵塞现象。在进行牵引式固沙装备研发的过??程中，考虑上述存在的问题，选取草捆（稻草或者麦草）作为固沙原材料，草捆??的形式如下图２－２所示，草捆作为草方格铺设的草料，方便了草料的运输储存，节??约了运输储存的成本。??ｉｐｎ??Ｊ??图２－２草捆??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｔｒａｗ?ｂａｌｅ??选取草捆作为牵引式固沙装备的原料草，草捆的草要被剥离，传送，因此必??须要解决在铺设草方格过程中的输送问题，为此，笔者及所在课题组成员进行了??大量设计方案的论证和实际输草效果的验证。最终加工制造了多排链式输送草机??构实验装置，如图２－３所示，为实际实验过程图，经过不断地输送草实验，最终解??决了草捆剥离和输送的问题，并经过优化设计，确定了输送草方案和改进样机，??解决了草捆到散草的顺利输送草问题，为牵引式固沙装备的研制奠定了技术基础。??图２－３输草装置物理样机??Ｆｉｇ．２－３?Ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ?ｏｆ?ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ?ｇｒａｓｓ?ｄｅｖｉｃｅ??２．?１．２．?２．横向插刀机构的改进??横向插刀机构是牵引式固沙装备重要的执行机构，其功能为将干草压入沙地，??形成草方格沙障。横向插刀插草技术，是牵引式固沙装备的关键技术，第一代固??沙机器人在横向草方格的铺设中
【参考文献】：
期刊论文
[1]多杆件横向推草装置设计与分析[J]. 唐伟国,刘晋浩,李村. 农业工程. 2017(02)
[2]多杆横向插刀机构的运动学研究及仿真[J]. 唐伟国,刘晋浩,李村,于永柱. 机械工程与自动化. 2017(02)
[3]我国荒漠化和沙化现状分析[J]. 西部大开发. 2016(05)
[4]第五次全国荒漠化和沙化监测结果及分析[J]. 屠志方,李梦先,孙涛. 林业资源管理. 2016(01)
[5]呼和浩特市荒漠化和沙化土地动态与成因分析[J]. 董耀先,张光,乔宏龙,高岗. 内蒙古林业调查设计. 2015(04)
[6]基于运动系数农业采摘可调六连杆机构运动分析及结构修正[J]. 张凯. 山东农业大学学报(自然科学版). 2015(02)
[7]基于SimMechanics的牛头刨式平面六连杆机构运动学仿真[J]. 屈文涛,王亚娟,邹伟,邵乐. 机械研究与应用. 2014(01)
[8]基于AMESim的电液比例溢流阀的建模与仿真[J]. 张琳,赵玉贝,赵洋斌. 中国煤炭. 2013(12)
[9]基于ADAMS的瓦特六连杆机构运动学研究及仿真[J]. 康利君,李瑞琴. 机械工程与自动化. 2013(01)
[10]基于多目标的机械压力机六连杆机构设计[J]. 宋清玉,李建,殷文齐. 农业机械学报. 2012(04)
博士论文
[1]六轮摆臂林用底盘稳定性分析与防倾翻研究[D]. 孙治博.北京林业大学 2016
[2]面向装备固沙的沙障数值模拟方法与作用结构研究[D]. 黄青青.北京林业大学 2014
[3]防风固沙草方格铺设机器人设计及动力学分析[D]. 舒庆.东北林业大学 2007
硕士论文
[1]内蒙古生态补偿的可持续性研究[D]. 杨艳霞.内蒙古大学 2014
[2]晋北地区土地沙化致灾孕育因子时空特征及危险性评价[D]. 刘光磊.山西大学 2014
[3]羟丙基甲基纤维素固沙剂的合成及其性能研究[D]. 王艺霏.北京化工大学 2014
[4]基于虚拟样机技术的多连杆压力机参数化设计与优化[D]. 郑秀云.武汉科技大学 2014
[5]履带拖拉机液压驱动系统的设计[D]. 吴朋涛.西北农林科技大学 2013
[6]工程机械液压系统动态性能试验平台开发与设计[D]. 吴兵.集美大学 2012
[7]基于混合动力六连杆的转炉副枪探头自动装卸机构研究[D]. 樊书芳.东北大学 2011
[8]立体固沙车横向铺设系统的设计与研究[D]. 司凯.北京林业大学 2011
[9]固沙机器人纵向铺设轮系结构优化与有限元分析[D]. 杨博.东北林业大学 2006
[10]草方格铺设机器人振动系统的研究[D]. 潘海兵.东北林业大学 2006
本文编号：3508288
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