螺旋式采桑机结构设计及关键零部件的结构优化

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1、硕士学位论文螺旋式采桑机结构设计及关键零部件的结构优化廖伟指导老师胡迎春教授专业名称机械工程学科门类工学论文提交日期2015年6月9日分类号密级公开UDC学校代码10594硕士学位论文题目螺旋式采桑机结构设计及关键零部件的结构优化英文题目StructureDesignofSpiralMulberryLeavesPluckingMachineandStructureOptimizationofItsKeyParts姓名廖伟专业名称机械工程学科门类工学指导老师胡迎春论文提交日期2015年6月9日论文答辩日期2015年5月23日答辩委员会主席谌炎辉教授论文评阅人石

2、光林教授牟向伟副教授王汝贵教授化剧巧卢巧＊ｆｔ．＊己些ｌ６史．０ａ：中己担生０引两＾ｆｔＡ立外本＾ｆｅ＾，ｆｅ古巧Ｒ开化牛ＡＷ＃＾；ｉ．ＸＫ化巧３过的化品Ａ＊，ＷＡＫＫ巧ｒｅ化出《田＊＃＾个入ｆ＊证均１１１＊＇，１ＵＷ１丈６叫Ｈ＊人亢全＊巧＾）本；巧約汪＃抹１由半人＊田化舞妹日．ＭＷＵ（ｈ广西科技大学硕士学位论文摘要摘要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，

3、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

4、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，建立采桑杆的力学模型。并选取采桑杆截面直径、采桑杆跨度、悬伸量为设计变量；以采桑杆的质量、作业时采桑杆位于弓形导轨处支撑点的转角、采桑杆在采桑机内可安装的极限位置尺寸作为约束条件；以采桑杆作业时产生的挠度最小为目标建立采桑杆的优化数学模型。运用MATLAB优化工具箱进行迭代求解，获得采桑杆的最优设计参数为：跨距为80mm，截面

5、直径为29mm，悬伸量为390mm，求得采桑杆的挠度为1.47mm，相对优化前的目标降低了18.5%。本文的研究为采桑机的研发提供了一定理论依据与发展思路。关键词：采桑机；虚拟样机；电气控制；优化设计；MATLABI广西科技大学硕士学位论文AbstractAbstractSericultureindustrymainlyconsistsoftwopartsofmulberryandsilkwormmulberrycocoonproduction,supplyingisthequantityandqualityofsecurity.Thetraditional

6、wayofpluckingneedshighlaborintensityandhighlaborcosts.Mulberrypluckingmachinecanimprovethepluckingefficiencyandreducethecostofagriculturalproductionofmulberry.Atpresent,mulberrypluckingdeviceinourcountryisstillnotgetridofthetraditionalwayofmanualwork,theworkefficiencyisnotobvious.T

7、herefore,researchanddevelopmentofmulberrypluckingmachinehasimportantpracticalvalue.Inviewofthis,throughtheunderstandingofmulberryplantingandoperationrequirementofpluckingmulberry,Aplanwasdesigned，inordertoestablishavirtualprototypemodelofthespiraltypemulberrymachine;Themovementproc

8、essofspiralmulberrymachine