發(fā)布時間：2017-09-01 05:35

  本文關(guān)鍵詞：新型純電動小型清掃車的設(shè)計

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【摘要】：在經(jīng)濟與科技迅速發(fā)展的當前社會,人們對生活環(huán)境越來越關(guān)注,因此廣場、校園、小區(qū)等公共區(qū)域的環(huán)保任務(wù)也越來越重,然而對于此類公共區(qū)域的保潔工作還主要停留在以人力清掃為主的工作模式,比起國外一些發(fā)達國家的全面機械化的工作模式而言還是十分落后的。小型純電動清掃車作為國際市場上一種主流的清掃設(shè)備,在中國市場上也有著良好的發(fā)展前景,然而我國小型清掃車在功能實現(xiàn)上、制造工藝及成本上都有著嚴重的不足,因此對國內(nèi)清掃車的研究需要有新的突破。本文針對國內(nèi)清掃車清掃方式傳統(tǒng)化、清掃效率低的固有缺陷,對現(xiàn)有清掃車的清掃裝置的結(jié)構(gòu)進行了改進型設(shè)計。本文的研究對國內(nèi)清掃車的發(fā)展具有重要的意義。具體的工作內(nèi)容如下:首先,概述了國內(nèi)清掃車的基本構(gòu)成、工作原理以及分類狀況,并且給出了清掃車的清掃能力與清掃效率理論公式,然后根據(jù)理論參數(shù)分析了清掃車的行駛速度,盤刷轉(zhuǎn)速及傾斜角度,刷毛材質(zhì)以及風機的風量對清掃車的清掃效率及清掃能力的影響。并最終得出提高國內(nèi)清掃車的清掃性能的解決方法,為下文清掃車結(jié)構(gòu)的改進型設(shè)計以及盤刷轉(zhuǎn)速的控制,提供了理論基礎(chǔ)。其次,為了提高原有清掃車的清掃性能,在現(xiàn)有清掃裝置結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提出并設(shè)計了一種能夠清掃路牙,公共長椅底部垃圾的第三掃刷結(jié)構(gòu),并根據(jù)掃刷的實際功能要求以及工業(yè)機器人的設(shè)計規(guī)則,設(shè)計了三種符合理論要求的掃刷結(jié)構(gòu)。根據(jù)所選車型的具體參數(shù)及工作地點的具體狀況,確定掃刷的各個桿長以及各個關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角范圍,之后在Pro/E中建立掃刷與清掃車的三維模型,并且給出第三掃刷在不工作狀態(tài)以及清掃路牙、長椅底部的時候所處的姿態(tài)。然后,對選定好的第三掃刷進行了運動學分析,并求解出了掃刷末端點的工作空間,最后求出了掃刷的雅克比矩陣。首先基于D-H矩陣建立了掃刷的運動學模型并進行了求解,通過MATLAB編程繪制了掃刷末端點的位移曲線,然后在ADAMS中以相同的運動規(guī)律繪制出掃刷的仿真運動曲線,對比兩個曲線從而驗證了理論分析的正確性。其次,采用蒙特卡洛原理求解出了掃刷末端參考點的工作空間,并在MATLAB中繪制出掃刷的運動空間散點圖。再利用矢量叉積法求解出掃刷的雅克比矩陣,進一步分析了掃刷各個桿件之間的瞬時速度傳遞關(guān)系,最后再借助于ADAMS進行了仿真。接下來,對掃刷進行動力學分析,并求出各個關(guān)節(jié)的最大轉(zhuǎn)矩,以此作為標準選取各個關(guān)節(jié)所需要的驅(qū)動電機以及減速器。首先,運用第二類拉格朗日方程求出掃刷的動力學方程,并在MATLAB求出掃刷各個關(guān)節(jié)在勻速狀態(tài)下得出的力矩曲線,然后將Pro/E中建立的掃刷模型導入到ADAMS中進行掃刷的動力學方程,設(shè)定與MATLAB同樣的運動參數(shù)繪制出掃刷各個關(guān)節(jié)的力矩曲線,對比兩個曲線以此來驗證理論分析的正確性。最后以掃刷各關(guān)節(jié)在最大加速度下勻加速運動進行仿真,得到各關(guān)節(jié)力矩的極值,并且選定相應的驅(qū)動電機以及減速器。最后,通過MATLAB的fuzzy模塊建立清掃車的行駛速度與盤刷轉(zhuǎn)速的模糊控制系統(tǒng),對清掃車在不同行駛速度下的盤刷轉(zhuǎn)速進行了模糊控制。首先,用模糊控制系統(tǒng)建立出理想盤刷轉(zhuǎn)速的模糊控制器,并求出在不同行駛車速下的盤刷理想轉(zhuǎn)速;最后根據(jù)實際轉(zhuǎn)速與理想轉(zhuǎn)速之間可能存在的偏差,再次使用模糊控制理論來調(diào)節(jié)盤刷的轉(zhuǎn)速。
【關(guān)鍵詞】：小型清掃車 掃刷 結(jié)構(gòu)設(shè)計 模糊理論 仿真分析
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.691
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 課題的研究背景及意義11-13
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意義12-13
• 1.2 小型電動清掃車的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展13-18
• 1.2.1 國外小型電動清掃車的發(fā)展狀況13-16
• 1.2.2 國內(nèi)小型電動清掃車的發(fā)展狀況16-17
• 1.2.3 小型純電動清掃車現(xiàn)存問題及發(fā)展趨勢17-18
• 1.3 本課題研究的主要內(nèi)容18-20
• 第二章 清掃車的清掃性能分析20-29
• 2.1 小型清掃車的構(gòu)成，工作原理和分類20-22
• 2.2 小型清掃車的清掃能力分析22
• 2.3 清掃車清掃效率分析22-28
• 2.3.1 清掃車行駛速度與盤刷轉(zhuǎn)速的影響23-24
• 2.3.2 盤刷刷毛性質(zhì)的影響24-26
• 2.3.3 盤刷傾斜角的影響26-27
• 2.3.4 清掃車風機風量的影響27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 掃刷的結(jié)構(gòu)設(shè)計29-38
• 3.1 第三掃刷的結(jié)構(gòu)選型29-32
• 3.2 第三掃刷的尺寸設(shè)計及轉(zhuǎn)角范圍的確定32-33
• 3.3 第三掃刷的結(jié)構(gòu)設(shè)計33-36
• 3.3.1 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計33-35
• 3.3.2 掃刷三維模型的建立35-36
• 3.4 本章小結(jié)36-38
• 第四章 掃刷的運動學分析38-51
• 4.1 坐標變換理論基礎(chǔ)38-39
• 4.2 第三掃刷的運動學分析39-42
• 4.2.1 第三掃刷的運動學正解40-41
• 4.2.2 掃刷運動學正解的驗證41-42
• 4.3 掃刷的工作空間分析42-45
• 4.3.1 工作空間概述42
• 4.3.2 工作空間的解法42-43
• 4.3.3 掃刷的工作空間求解43-45
• 4.4 掃刷的速度分析45-48
• 4.4.1 雅克比矩陣的定義與求解45-46
• 4.4.2 掃刷的速度與加速度正解46-48
• 4.5 基于ADAMS的掃刷運動學仿真48-50
• 4.6 本章小結(jié)50-51
• 第五章 掃刷的動力學分析51-61
• 5.1 掃刷動力學的建模分析51-55
• 5.1.1 動力學分析的常用方法51
• 5.1.2 基于拉格朗日法的第三掃刷的動力學建模51-53
• 5.1.3 掃刷的動力學模型建立53-55
• 5.2 掃刷動力學的仿真分析55-57
• 5.3 最大驅(qū)動力矩下的掃刷動力學仿真57-59
• 5.4 關(guān)節(jié)驅(qū)動電機及減速器選型59
• 5.5 本章小結(jié)59-61
• 第六章 盤刷轉(zhuǎn)速的控制實驗分析61-71
• 6.1 模糊控制實驗的理論基礎(chǔ)61-64
• 6.1.1 模糊控制器62-64
• 6.2 理想盤刷轉(zhuǎn)速的模糊控制64-67
• 6.2.1 建立盤刷理想轉(zhuǎn)速模糊控制器64-65
• 6.2.2 理想盤刷轉(zhuǎn)速模糊控制表65-67
• 6.3 精確盤刷轉(zhuǎn)速的模糊控制67-70
• 6.3.1 精確盤刷轉(zhuǎn)速模糊控制器設(shè)計67-68
• 6.3.2 精確盤刷轉(zhuǎn)速模糊控制器建立68-70
• 6.4 本章小結(jié)70-71
• 總結(jié)與展望71-73
• 參考文獻73-77
• 致謝77-78
• 攻讀碩士期間所取得的成果78-79
• 附錄79-82

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉志全;危清清;王耀兵;;空間機械臂關(guān)節(jié)精細動力學模型的建立及關(guān)節(jié)力矩控制[J];宇航學報;2014年06期

2 趙京,白師賢;冗余度機器人具有最小關(guān)節(jié)力矩的關(guān)節(jié)軌跡規(guī)劃[J];機械科學與技術(shù);1997年04期

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6 張延恒;，

本文編號：770278