本文選題：溫室移栽機(jī)　切入點(diǎn)：并聯(lián)機(jī)構(gòu)　出處：《江蘇大學(xué)》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(jī)對降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)能力以及促進(jìn)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(jī)大都為三坐標(biāo)龍門架式結(jié)構(gòu),其體積龐大、慣性大、相對剛度低、價(jià)格高昂、柔性作業(yè)能力差。針對這些問題,本文擬設(shè)計(jì)一種以并聯(lián)機(jī)構(gòu)為主體的移栽機(jī)系統(tǒng),綜合并聯(lián)機(jī)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(diǎn)以滿足現(xiàn)有設(shè)施農(nóng)業(yè)對自動化溫室移栽機(jī)高性價(jià)比的需求。針對該移栽機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),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(biāo)容器的情況進(jìn)行研究,掌握相關(guān)參數(shù);構(gòu)建移栽機(jī)的總體布局;并根據(jù)移栽對象的各個(gè)參數(shù)提出移栽機(jī)主體并聯(lián)機(jī)構(gòu)的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)要求。其次,運(yùn)用基于方位特征集的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,對滿足方位特征集要求的支鏈進(jìn)行拓?fù)渚C合,并優(yōu)選出合適的支鏈組合了5種較優(yōu)并聯(lián)機(jī)構(gòu),計(jì)算比較它們的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)個(gè)關(guān)鍵特征參數(shù),最終優(yōu)選出滿足本移栽機(jī)設(shè)計(jì)需求的的并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)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(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)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(jī)構(gòu)的正、逆解表達(dá)式和速度、加速度方程,通過MATLAB得到動平臺理論運(yùn)動曲線;同時(shí)在ProE中建立三維模型,并進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真得到仿真曲線,對比理論曲線,驗(yàn)證理論推導(dǎo)的正確性。接下來,根據(jù)并聯(lián)機(jī)構(gòu)雅克比方程行列式與機(jī)構(gòu)奇異位形的關(guān)系分析了優(yōu)選并聯(lián)機(jī)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(jìn)行限制;通過MATLAB搜索得到并聯(lián)機(jī)構(gòu)的可達(dá)空間,并確定工作空間與可達(dá)空間的位置姿態(tài)關(guān)系;嘗試通過工作空間上的特殊點(diǎn)降低并聯(lián)機(jī)構(gòu)尺寸優(yōu)化難度,并以整機(jī)體積最小為優(yōu)化目標(biāo)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(jì)構(gòu)想,嘗試設(shè)計(jì)了多種末端執(zhí)行器;在ADAMS中建立并聯(lián)機(jī)構(gòu)多剛體模型進(jìn)行動力學(xué)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(xué)仿真探究動平臺運(yùn)動誤差情況以及動平臺質(zhì)量對誤差的影響,驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案能否符合移栽機(jī)設(shè)計(jì)要求。最后,試制實(shí)物驗(yàn)證樣機(jī)并進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。建立了樣機(jī)的開環(huán)控制系統(tǒng);統(tǒng)計(jì)動平臺逐個(gè)定位到穴孔中心位置的誤差,并對控制系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償;通過誤差補(bǔ)償試驗(yàn)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(yuǎn)對角線移栽軌跡,進(jìn)行并聯(lián)機(jī)構(gòu)驗(yàn)證性運(yùn)動試驗(yàn),試驗(yàn)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(shí),整機(jī)運(yùn)行過程變形較小,取投苗階段精度較高。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S223.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1716451