弧形夹齿式红花丝采摘装置与驱动控制系统研究

发布时间：2023-05-06 19:52

　　随着红花种植面积不断增大,人工采摘效率低、劳动强度大、花丝残留浪费严重等问题日益凸显,实现红花丝机械化采摘迫在眉睫。为此本文研究弧形夹齿式红花丝采摘装置与驱动控制系统性能,以实现红花的机械化采收。利用TRIZ理论研究红花丝采摘装置结构设计方法。通过矛盾矩阵的反向原理将凸轮的旋转改为静止,将推杆的移动改为旋转与移动的复合曲线运动,简化采摘装置的复杂性。其次利用九窗口法分析采摘红花丝的过程,获得凸轮驱动红花丝采摘齿能够完全采摘掉红花丝条件包括:采摘齿的齿形需为弧形,且采摘齿弧形的圆心角必须大于凸轮回程圆心角、红花簇直径到主轴的圆心角、采摘一朵红花簇采摘装置前进位移到主轴圆心角之和。利用ANSYS软件的瞬态动力学模块对采摘头进行有限元力学仿真,利用朗格拉日算法对采摘头各个部件在转动过程中的力学变化进行求解。当采摘头工作转速为300rpm时,采摘头各个部件在凸轮远休止的起始点受应力最大,但处于各个部件材料的承受范围之内。为实现采摘装置的作业速度为2km/h,采摘头的转速为300rpm的作业要求,利用Amesim软件搭建采摘装置液压驱动系统。当液压泵的排量90m L/s,转速为400rpm,两个...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 红花采摘装置的研究现状
        1.2.2 液压驱动控制系统的研究现状
    1.3 研究内容与目标
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究目标
    1.4 研究方法与技术路线
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 技术路线
第二章 基于TRIZ理论的红花丝采摘装置结构设计研究
    2.1 红花丝采摘装置布局研究
    2.2 红花丝采摘原理分析
        2.2.1 构建采摘红花的“物质-场”模型
        2.2.2 红花丝的采摘状态分析
    2.3 基于矛盾矩阵的红花丝的采摘头设计
    2.4 采摘头的凸轮型线设计
        2.4.1 凸轮型线运动失真条件分析
        2.4.2 凸轮回程型线设计
        2.4.3 凸轮设计
    2.5 弧形采摘齿的齿形设计
        2.5.1 弧形齿的齿型原理设计分析
        2.5.2 弧形齿的结构设计
    2.6 采摘的布局
    2.7 弧形齿红花丝采摘装置仿形设计
    2.8 本章小结
第三章 红花丝采摘装置的采摘头力学分析
    3.1 采摘头工作转速分析
    3.2 采摘齿的夹紧力分析
    3.3 基于ANSYS的采摘头力学仿真
    3.4 本章小结
第四章 红花丝采摘装置的液压驱动系统研究
    4.1 红花丝采摘装置驱动方案分析
    4.2 液压马达的负载分析
        4.2.1 负载转矩计算
        4.2.2 负载转动惯量的计算
    4.3 液压马达传动方案设计
        4.3.1 两个液压马达连接方式选择
        4.3.2 液压回路设计
    4.4 本章小结
第五章 红花丝采摘装置的液压控制系统研究
    5.1 红花丝采摘装置的液压控制系统需求分析与方案设计
    5.2 作业速度与采摘头的转速匹配关系分析
    5.3 拖拉机前轮转速测试方法分析
    5.4 液压控制系统分析与仿真
    5.5 本章小结
第六章 红花丝采摘装置性能试验
    6.1 试验目的
    6.2 试验材料
    6.3 试验指标
    6.4 试验结果与分析
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
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本文编号：3809521