羊只饲喂机器人螺旋输送轴结构优化

发布时间：2022-06-24 09:47

　　我国是世界上羊只饲养量、出栏量、羊肉产量最多的国家,羊业养殖模式也由传统人工喂养向利用饲喂机器人养殖方向发展。但经调查,市面上大部分羊只自动饲喂系统使用于大型羊只养殖场。在中小型饲养场中,还是多依托于人工饲喂,所以需要一种成本低、灵活性高的自动饲喂机器人来解决其所面临的问题。本次研究基于内蒙古自治区中小型饲养场对自动饲喂技术的需求,以羊只饲喂机器人为研究对象,完成了羊只饲喂机器人出料系统设计与优化。首先,完成了机器人出料系统的设计。在完成出料系统料仓的设计后,结合羊只饲喂机器人产能要求,对输送装置核心螺旋输送轴的螺距s、螺旋叶片直径D和厚度a、转轴直径d等主要参数进行详细设计,完成了螺旋输送轴的设计。最终完成了整体出料系统的设计。然后,详细论述螺旋输送轴的受力情况,使用有限元软件Workbench对螺旋输送轴进行静力学分析,证明螺旋输送轴结构的合理性,并基于材料力学相关计算进行了验证。同时进行动力学模态分析,得到其各阶固有频率和振型,为避免在饲喂过程中螺旋输送轴产生共振提供可靠性数据。最后,应用OSF（最佳空间填充设计方法）对螺旋输送轴相关参数进行采样分析,基于ANSYSDX（Desi... 

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 课题背景及研究意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究状况
        1.2.1 国外研究状况
        1.2.2 国内研究状况
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
    1.4 本章小结
2 羊只饲喂机器人出料系统设计
    2.1 料仓的设计
        2.1.1 设计依据
        2.1.2 结构设计
    2.2 输送装置选型及螺旋输送轴分析
        2.2.1 输送装置选型
        2.2.2 螺旋输送轴结构分析
        2.2.3 螺旋输送轴受力分析
    2.3 螺旋输送轴主要参数设计
        2.3.1 输送量
        2.3.2 叶片直径
        2.3.3 叶片螺距
        2.3.4 叶片厚度
        2.3.5 转轴直径
    2.4 本章小结
3 基于ANSYS Workbench软件的螺旋输送轴有限元分析
    3.1 螺旋输送轴有限元模型的建立
        3.1.1 单元的选择
        3.1.2 定义材料属性
        3.1.3 初步划分网格
        3.1.4 有限元网格处理
        3.1.5 网格质量评定
    3.2 螺旋输送轴有限元静力学分析
        3.2.1 模型载荷和约束条件
        3.2.2 强度分析
        3.2.3 刚度分析
        3.2.4 可靠性分析
    3.3 基于材料力学计算的螺旋输送轴强度、刚度验证
    3.4 螺旋输送轴有限元模态分析
        3.4.1 模态分析的前处理
        3.4.2 求解及结果分析
    3.5 本章小结
4 基于响应面方法的螺旋输送轴结构优化
    4.1 螺旋输送轴优化的一般过程
    4.2 螺旋输送轴优化变量确定
        4.2.1 设计变量
        4.2.2 状态变量
        4.2.3 目标函数
        4.2.4 敏感性分析
    4.3 响应面模型构建
        4.3.1 试验设计
        4.3.2 建立响应面模型
        4.3.3 响应面模型拟合精度
    4.4 优化计算
        4.4.1 多目标遗传算法
        4.4.2 Pareto解
        4.4.3 结果分析
        4.4.4 羊只饲喂机器人总装
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]羊养殖可持续发展探析[J]. 闫玉杰,王艳茹.  兽医导刊. 2020(01)
[2]第十六届中国羊业发展大会暨庆阳农耕文化节在甘肃庆阳召开[J].   饲料与畜牧. 2019(11)
[3]家畜智能养殖设备和饲喂技术应用研究现状与发展趋势[J]. 赵一广,杨亮,郑姗姗,熊本海.  中国农业文摘-农业工程. 2019(03)
[4]养殖场自动饲喂控制系统设计[J]. 孙伟.  南方农机. 2019(09)
[5]中巴车铝合金立柱截面多目标优化[J]. 熊会元,罗志鹏,黄心深,王尽沙.  机械设计与制造. 2019(01)
[6]垂直螺旋输送机生产率计算模型的修正[J]. 梅潇,柯周军,王伟,刘海洋.  中国粉体技术. 2018(04)
[7]变螺距螺旋输送机的螺距设计与性能分析[J]. 赵冬梅,余书豪.  机械设计与制造. 2018(06)
[8]中国农业展望报告（2018-2027）摘要[J].   吉林农业. 2018(12)
[9]我国养羊业现状及未来发展思考[J]. 刘恩民,卢增奎,乐祥鹏.  中国畜牧业. 2018(09)
[10]基于MATLAB的螺旋输送机优化设计[J]. 张承信,崔宗可,王松,冷陆游.  工程机械. 2017(06)

硕士论文
[1]一种新型扰流器的研究及气动性能优化[D]. 斯洋.重庆理工大学 2018
[2]一种螺旋饲喂装置的设计与优化研究[D]. 乐林.长沙理工大学 2017
[3]基于工程经验数值化的垂直螺旋输送机寻优设计[D]. 刘宝林.太原科技大学 2017
[4]螺旋输送机参数设计及其优化方法研究[D]. 贾朝斌.太原理工大学 2015
[5]单轴转向架方案设计及其悬挂参数优化研究[D]. 徐海滨.北京交通大学 2015
[6]基于ANSYS的斗轮机前臂架结构有限元分析[D]. 丁崇.华北电力大学 2015
[7]动态粒状物料定量称重技术研究[D]. 吴向峰.中国计量科学研究院 2006



本文编号：3653837