本文選題：溫室移栽機　切入點：并聯(lián)機構(gòu)　出處：《江蘇大學》2017年碩士論文

【摘要】：穴盤苗移栽是設(shè)施農(nóng)業(yè)育苗生產(chǎn)及移栽中的主要作業(yè)之一,研究溫室穴盤苗高速自動移栽機對降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)能力以及促進設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展具有重要的意義�，F(xiàn)有產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的溫室穴盤苗移栽機大都為三坐標龍門架式結(jié)構(gòu),其體積龐大、慣性大、相對剛度低、價格高昂、柔性作業(yè)能力差。針對這些問題,本文擬設(shè)計一種以并聯(lián)機構(gòu)為主體的移栽機系統(tǒng),綜合并聯(lián)機構(gòu)速度快、精度高、相對剛度大、動態(tài)性能好、反解求解簡單等一系列優(yōu)點以滿足現(xiàn)有設(shè)施農(nóng)業(yè)對自動化溫室移栽機高性價比的需求。針對該移栽機系統(tǒng)的設(shè)計,本文的主要研究工作如下:首先,對移栽對象涉及的苗缽、育苗容器以及目標容器的情況進行研究,掌握相關(guān)參數(shù);構(gòu)建移栽機的總體布局;并根據(jù)移栽對象的各個參數(shù)提出移栽機主體并聯(lián)機構(gòu)的各項技術(shù)參數(shù)要求。其次,運用基于方位特征集的拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,對滿足方位特征集要求的支鏈進行拓撲綜合,并優(yōu)選出合適的支鏈組合了5種較優(yōu)并聯(lián)機構(gòu),計算比較它們的拓撲結(jié)構(gòu)數(shù)個關(guān)鍵特征參數(shù),最終優(yōu)選出滿足本移栽機設(shè)計需求的的并聯(lián)機構(gòu)機型:2-HSOC{-R//R//R-P4R-}?1-HSOC{-R//R(-P4R)//R-}。然后,建立優(yōu)選出的并聯(lián)機構(gòu)數(shù)學模型,尋找由動平臺到靜平臺的位姿映射關(guān)系并求出并聯(lián)機構(gòu)的正、逆解表達式和速度、加速度方程,通過MATLAB得到動平臺理論運動曲線;同時在ProE中建立三維模型,并進行運動學仿真得到仿真曲線,對比理論曲線,驗證理論推導(dǎo)的正確性。接下來,根據(jù)并聯(lián)機構(gòu)雅克比方程行列式與機構(gòu)奇異位形的關(guān)系分析了優(yōu)選并聯(lián)機構(gòu)的5種奇異位形;結(jié)合連桿傳動中對壓力角的要求對支鏈中的相應(yīng)角度進行限制;通過MATLAB搜索得到并聯(lián)機構(gòu)的可達空間,并確定工作空間與可達空間的位置姿態(tài)關(guān)系;嘗試通過工作空間上的特殊點降低并聯(lián)機構(gòu)尺寸優(yōu)化難度,并以整機體積最小為優(yōu)化目標函數(shù)采用遍歷搜尋的方法,得出較優(yōu)的尺寸組合。隨后,基于模塊化動平臺的設(shè)計構(gòu)想,嘗試設(shè)計了多種末端執(zhí)行器;在ADAMS中建立并聯(lián)機構(gòu)多剛體模型進行動力學仿真,研究各支鏈驅(qū)動力矩峰值情況和動平臺質(zhì)量、質(zhì)心變化對峰值力矩的影響,從而選定驅(qū)動器規(guī)格、并預(yù)測在該驅(qū)動器規(guī)格下動平臺的最大可承受質(zhì)量;最后將模型連桿全柔性化,通過剛?cè)狁詈隙囿w動力學仿真探究動平臺運動誤差情況以及動平臺質(zhì)量對誤差的影響,驗證設(shè)計方案能否符合移栽機設(shè)計要求。最后,試制實物驗證樣機并進行相關(guān)試驗。建立了樣機的開環(huán)控制系統(tǒng);統(tǒng)計動平臺逐個定位到穴孔中心位置的誤差,并對控制系統(tǒng)進行補償;通過誤差補償試驗發(fā)現(xiàn)定位平均誤差值由7.611mm降低到1.208mm;選取一條較遠對角線移栽軌跡,進行并聯(lián)機構(gòu)驗證性運動試驗,試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),在加速度峰值為20m/s2(2.04g),速度峰值為2m/s時,整機運行過程變形較小,取投苗階段精度較高。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S223.9

【參考文獻】

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本文編號：1716451