螺旋式采桑机结构设计及关键零部件的结构优化

发布时间：2021-12-09 19:04

　　蚕桑业主要由种桑和养蚕两大部分组成,桑叶供应量是蚕茧生产数量和质量的保障。传统采摘方式劳动强度大,人工成本高。采桑机能够提高采摘效率、降低桑农生产成本。而我国目前的采桑装置仍没有摆脱传统的手工作业方式,工效不明显。因此,采桑机的研发具有重要的实用价值。鉴于此,本文通过了解桑园种植情况和桑农生产作业要求,拟定了采摘设计方案,建立了螺旋式采桑机的虚拟样机模型;运用电气控制技术和PLC对螺旋式采桑机的作业过程进行控制;分析采桑杆受力情况,建立采桑杆的力学模型;同时建立了采桑杆的优化数学模型,以获得最优的采桑杆的几何参数。首先,通过对桑园的实地调研,了解桑树生长特性。分析现有采桑装置的采摘方式和桑农的作业要求,拟定螺旋式采桑机的设计方案。运用具有参数化思想的Pro/Engineer三维设计软件建立了螺旋式采桑机的虚拟样机。其次,根据螺旋式采桑机的结构和作业情况,运用继电器—接触器控制技术和PLC控制采桑机的作业过程。并运用GX—Developer和GX—simulator软件编写螺旋式采桑机的控制程序进行仿真。仿真结果显示能够实现螺旋式采桑机的半自动化生产作业。最后,通过采桑杆作业时的受力情况... 

【文章来源】：广西科技大学广西壮族自治区

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究目的和意义
    1.3 桑叶收获机械研究现状
        1.3.1 国内研究现状
        1.3.2 国外研究现状
    1.4 研究的主要内容及解决的关键问题
        1.4.1 螺旋式采桑机的结构设计
        1.4.2 电气系统设计
        1.4.3 关键零部件的结构优化
        1.4.4 解决的关键问题
    1.5 本章小结
第二章 螺旋式采桑机的结构设计
    2.1 桑树生长的基本状况
    2.2 螺旋式采桑机的设计方案
        2.2.0 桑叶的采摘形式
        2.2.1 桑枝的固定方式
        2.2.2 螺旋式采桑机的结构与传动方案
    2.3 螺旋式采桑机的特征参数化建模
        2.3.1 桑叶采摘装置设计
            2.3.1.1 刀具的设计
            2.3.1.2 弓形导轨的设计
            2.3.1.3 螺杆的设计
        2.3.2 桑枝拨动定位装置设计
        2.3.3 行走装置和机身设计
    2.4 装配及干涉检查
        2.4.1 螺旋式采桑机虚拟装配
        2.4.2 装配干涉检验
    2.5 运动仿真
    2.6 本章小结
第三章 螺旋式采桑机的电气控制系统设计
    3.1 螺旋式采桑机的电气控制系统的控制要求
    3.2 继电器—接触器控制系统的电路设计
        3.2.1 电气原理图
            3.2.1.1 电气原理图的结构及主要电气元件的作用
            3.2.1.2 工作原理
            3.2.1.3 控制特点
        3.2.2 电气元件布置图
        3.2.3 电气安装接线图
    3.3 PLC控制系统的设计
        3.3.1 PLC的选型与I/O分配
        3.3.2 PLC控制程序的编制
            3.3.2.1 PLC顺序控制与状态编程思想
            3.3.2.2 状态转移图
        3.3.3 PLC控制程序在GX—Developer和GX—simulator软件中的仿真
    3.4 本章小结
第四章 螺旋式采桑机的关键零部件的结构优化
    4.1 采桑杆力学模型
    4.2 定义设计变量
    4.3 目标函数建立
        4.3.1 纯弯曲理论
        4.3.2 挠曲线微分方程的建立
        4.3.3 采桑杆的弯曲变形
            4.3.3.1 悬臂梁变形情况
            4.3.3.2 简支梁变形情况
            4.3.3.3 外伸梁变形情况
    4.4 约束函数建立
    4.5 优化数学模型
    4.6 模型求解及结果分析
    4.7 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要工作总结
    5.2 论文创新
    5.3 今后研究展望
参考文献
发表论文及参加科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Pro/Engineer的螺旋式桑叶采摘机设计[J]. 胡迎春,廖伟,庄锦芳,牟向伟,闫鑫.  农机化研究. 2015(12)
[2]摇杆式桑叶采摘机拨枝与采摘时间的协调匹配分析[J]. 胡迎春,庄锦芳,闫鑫,牟向伟,廖伟.  农机化研究. 2016(03)
[3]基于PLC控制的小型割胶机的设计[J]. 张慧,张燕.  农机化研究. 2015(01)
[4]不同类型桑树伐条机使用效果的调查[J]. 石根祥,顾海洋.  江苏蚕业. 2014(03)
[5]脚踏式液压桑枝剪的研制[J]. 黄剑雄,梁培生,裴中勤,张国政.  农业开发与装备. 2013(12)
[6]常用低压电气控制原理及接线图[J]. 刘树波.  民营科技. 2013(10)
[7]便携式圆盘锯多功能桑树伐条机的研制[J]. 陈伟国,朱滢元,董瑞华,计东风,孙海燕,戴建忠.  蚕业科学. 2012(06)
[8]我国蚕桑生产机械设备的研究概况[J]. 胡祚忠,吴建梅,张剑飞,叶晶晶.  蚕业科学. 2010(06)
[9]基于GX Developer和GX Simulator软件的PLC顺序功能图的开发与仿真[J]. 宋锦刚.  工业控制计算机. 2010(09)
[10]割草机和割灌机在桑树剪伐中的应用[J]. 黄兆香,梁秀玲.  广西蚕业. 2010(01)

硕士论文
[1]钢轨粗磨机电气控制系统设计[D]. 田朋波.西南交通大学 2014
[2]基于PLC的气动机械手控制系统设计[D]. 张萍萍.电子科技大学 2013
[3]基于MATLAB的齿轮参数优化设计及其有限元分析[D]. 任继华.江西理工大学 2010
[4]基于Pro/E与ANSYS的振动筛三维设计及有限元分析[D]. 罗乐平.江西理工大学 2010
[5]桑枝削片粉碎机三维设计与结构分析的研究[D]. 钱春华.南京林业大学 2006
[6]基于PLC控制的电子琴气动演奏系统的研制[D]. 赵龙.华中科技大学 2006



本文编号：3531148