沙生灌木平茬机拢枝机构智能化研究.pdf

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1、分类号S776.27+2学校代码10129UDC621学号08205009沙生灌木平茬机拢枝机构智能化研究ResearchonIntelligenttheFurlMechanismforStubbleMachineofDesertShrubs申请人：张晓菊学科门类：工学学科专业：机械设计及理论研究方向：现代机械设计及理论指导教师：张志毅教授论文提交日期：二〇一一年五月摘要根据灌木的生长环境与生长姿态，设计制造智能化灌木平茬机势在必行，拢枝机械手是智能化灌木平茬机的重要机构、关键部件。收获沙生灌木时，切割质量的好坏直接影响灌木资源的利用和沙产业的发展，灌木被机械手拢起的效率是直接影响切割质量的

2、重要因素。拢枝机械手的工作是通过传感器精确定位，使机械手完成贴地张开，将倒伏的沙生灌木拢起、夹紧，倾斜适当角度，为后续切割做准备工作等一系列动作。智能化拢枝机械手的提出，将拢枝方式由无支撑变为有支撑，改善漏割现象，提高了灌木的切割效果和切割质量，为实现沙生灌木平茬机拢枝机械手的智能化奠定了基础，具有一定的理论价值。本文使用Pro/Engineer软件绘制了机械手的三维模型；采用D-H方法建立了四自由度拢枝机械手的运动学方程；推导出雅可比矩阵；建立机械手的时序图；应用有限元分析软件ANSYS对机械手进行网格划分，得出了应力分布图和变形云图；验证了机械手在工作过程中的位姿；完成了机械手的结构静力

3、学分析；应用工程分析软件ADAMS对机械手进行动力学分析，确定了机械手的力、速度、加速度和位移之间的关系；仿真分析了机械手在各个时刻的动作过程，为其轨迹规划和控制理论提供依据。关键词：灌木；机械手；动力学分析；运动学方程；有限元分析ResearchonIntelligenttheFurlMechanismforCutterofDesertShrubsAbstractAccordingtothegrowingenvironmentandgrowinggestureofshrubs,designingandmanufacturingofintelligentshrubsstubblemachin

4、eisimperative.Furlmanipulatorisimportantmechanismandthekeycomponentofintelligentshrubscutter.Theperformanceofthecutterhasimportanteffectontheapplicationanddevelopmentofshrubsresources.Theefficiencyofthemanipulatorisanimportantfactorofcuttingquality.Theworkofthefurlmanipulatoriscompletingtostretchat

5、tachedtotheground,furling,clamping,tiltingtheappropriateangleofshrubswithsensorpositioning.Thiswillbepreparedforthefollow-upcuttingwork.Theproposedintelligentfurlmanipulatorchangedthecuttingwayfromnosupportingwaytosupportingway,improvedthemisscuttingandtearingskinphenomenon,enhancedthecuttingeffect

6、andcuttingspeedofshrubs.Thestudieswhichhasimportanttheoreticalvaluesontheintelligentofstubblemachine.ThisarticleusePro/Engineertocompletethe3DmodelofmanipulatorandestablishtheequationoffourdegreesofthefurlmanipulatorwiththemethodofD-H.ThearticlealsodeducesJacobianMatrixandestablishthetimingdiagramm

7、anipulator.ThenusingfiniteelementanalysissoftwareANSYSforgridpartition,wecanobtainthestressdistributionanddeformationfigureofthemanipulator;finally,thepositionandpostureinworkprocessofthemanipulatorareverif