【摘要】：為了提高檳榔果等高空掛果的的采摘效率,降低采摘成本,實(shí)現(xiàn)高空掛果的機(jī)械化采摘,本文運(yùn)用數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)了一種高空采摘車,本文的主要研究工作如下所示:(1)闡述了農(nóng)業(yè)果園采摘機(jī)械和數(shù)字化設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀。概述了檳榔果和檳榔果樹的特性,分析了高空采摘車的作業(yè)范圍和應(yīng)具備的功能;根據(jù)其作業(yè)范圍和功能,提出了一種由履帶車、剪叉式升降平臺(tái)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、伸縮臂和末端執(zhí)行器組成的高空采摘車結(jié)構(gòu),并對各個(gè)部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算和三維建模;對高空采摘車整體進(jìn)行了抗傾覆分析,驗(yàn)證該結(jié)構(gòu)的不可傾覆性;對伸縮臂和剪叉單臂的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行了校核,并利用有限元仿真軟件驗(yàn)證了剪叉單臂的校核結(jié)果。(2)分別運(yùn)用Solidworks和Adams軟件對高空采摘車進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和多剛體動(dòng)力學(xué)的仿真分析。其中運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真主要包括干涉檢查、運(yùn)動(dòng)副的位移驗(yàn)證和作業(yè)范圍的驗(yàn)證;動(dòng)力學(xué)仿真主要包括起升油缸、變幅油缸和伸縮油缸的動(dòng)力學(xué)仿真以及齒輪支架的模態(tài)分析。運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真可以完善三維模型和驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)軌跡和作業(yè)范圍的正確性,將從動(dòng)力學(xué)仿真中得到的液壓油缸作用力與前述的計(jì)算結(jié)果做對比,驗(yàn)證了液壓油缸運(yùn)動(dòng)的可靠性,模態(tài)分析驗(yàn)證了前述電機(jī)選型的正確性。(3)概述了多目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化理論和NSGA-Ⅱ多目標(biāo)遺傳算法理論。借助Isight軟件和NSGA-Ⅱ多目標(biāo)遺傳算法對變幅機(jī)構(gòu)中變幅鉸點(diǎn)的位置進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明:變幅機(jī)構(gòu)中變幅油缸的作用力減小28.8%,伸縮臂危險(xiǎn)截面C_2D_1所受力矩減小了16.5%。綜上所述,本文基于數(shù)字化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了高空采摘車,分析了高空采摘車結(jié)構(gòu)的可靠性,通過運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真和動(dòng)力學(xué)仿真驗(yàn)證了采摘運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性,利用多目標(biāo)優(yōu)化方法得到了更優(yōu)的變幅結(jié)構(gòu)。因此,高空采摘車對檳榔果和類似水果的采摘機(jī)械具有重要的借鑒意義和指導(dǎo)作用。
【圖文】：

圖 2.1 檳榔果圖 圖 2.2 檳榔樹莖及其葉直立，樹身高大，檳榔樹葉主要生長于檳榔樹莖頂部，針狀，兩面無毛，葉片頂部有不規(guī)則齒裂，如圖 2.2有種植，例如印度、斯里蘭卡、馬來西亞等。我國檳海南主要載種的檳榔果樹品種為海南本地種，株高一樹干胸徑 10~20cm，基部膨大不明顯。結(jié)果期早，10 年后達(dá)到盛產(chǎn)期，經(jīng)濟(jì)壽命 60 年以上。產(chǎn)量高而

圖 2.1 檳榔果圖 圖 2.2 檳榔樹莖及其葉直立，樹身高大，檳榔樹葉主要生長于檳榔樹莖頂部，針狀，兩面無毛，葉片頂部有不規(guī)則齒裂，如圖 2.2有種植，例如印度、斯里蘭卡、馬來西亞等。我國檳海南主要載種的檳榔果樹品種為海南本地種，株高一樹干胸徑 10~20cm，基部膨大不明顯。結(jié)果期早，，10 年后達(dá)到盛產(chǎn)期，經(jīng)濟(jì)壽命 60 年以上。產(chǎn)量高而
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S225

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本文編號(hào)：2690220