發(fā)布時間：2017-05-06 09:10

  本文關鍵詞：幼苗盤自動搬運裝置的移動平臺設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：設施農業(yè)是動植物進行高效生產的一種現代農業(yè)生產方式,在一定程度上能夠脫離農業(yè)生產對自然環(huán)境的依賴,獲得高產、優(yōu)質、速生的農業(yè)產品,已成為許多國家和地區(qū)的重要國民經濟支柱產業(yè)。育苗工廠是設施農業(yè)的最高體現形式,隨著育苗工廠的不斷發(fā)展,自動嫁接機、育苗箱、自動播種機和環(huán)境控制系統等自動化機械得到廣泛運用,但是育苗工廠內幼苗盤的運輸還是以人力移動為主,結合機械自動化發(fā)展趨勢,實現幼苗盤搬運作業(yè)的智能化和自動化,對生產率的提高、勞動力和成本的降低具有重大意義。因此,研究幼苗盤自動搬運機解決幼苗盤在工廠化育苗中的移動問題,具有一定的實際意義和科學研究價值。本文設計了一種幼苗盤自動搬運裝置的移動平臺,主要研究內容如下:(1)幼苗盤自動搬運裝置的移動平臺總體方案的確定。育苗工廠內育苗箱的結構、幼苗盤的結構、工廠地面環(huán)境和搬運裝置的結構等因素決定幼苗盤搬運裝置的移動平臺的結構形式和實現方式�；谶@些影響因素,通過方案對比確定了移動平臺的底盤輪系結構和總體設計方案。設計差速式四輪輪系底盤結構轉彎半徑小且靈活,能夠更好的適應于工廠化搬運作業(yè),驅動機構選用直流無刷減速電機控制,能夠簡化機械結構和控制算法,根據實際作業(yè)環(huán)境采用磁導航導引控制方式進行路徑跟蹤實現自主行駛。(2)移動平臺的本體結構設計。為保證移動平臺運行的穩(wěn)定可靠性,根據搬運裝置的結構和尺寸設計了配套的車架結構,主動輪驅動機構,從動輪機構等,能夠滿足負載100kg的強度要求,運用ProE軟件對本體結構各部分進行三維造型設計并完成整機的虛擬裝配,無干涉現象,并運用ANSYS Workbench軟件對關鍵零部件鍵和傳動軸進行有限元分析和校核,發(fā)現變形量較小,滿足強度要求。(3)移動平臺的控制系統設計。以STC89C52RC單片機為微控制器,設計由磁導航傳感器、地標傳感器、紅外避障傳感器等多傳感器配合的控制系統。對主控板、電機驅動、磁導航、避障報警、直流電源和紅外遙控模塊進行硬件設計和軟件編程,控制移動平臺路徑跟蹤,實現直線、轉彎、停車、避障報警、遠程遙控和串口通信等功能。(4)移動平臺的試制和評價試驗。通過測量分析確定轉速和PWM占空比、轉速和霍爾速度反饋信號周期的擬合關系,用于電機的轉速控制;通過試驗確定磁導航傳感器的最佳安裝距離為50mm并在此安裝距離下進行位置偏差測量,確定位置糾偏;設置避障傳感器閾值為80cm;完成移動平臺的整體組裝并進行各功能模塊的性能測試,滿足性能要求;進行運行評價試驗,通過空載運行發(fā)現問題,經過反復試驗修正并驗證移動平臺機械結構設計的合理性和控制系統的精確性。運載試驗結果表明,移動平臺能實現穩(wěn)速運行,可以較好的實現直線和轉彎路徑跟蹤,直線路徑位置偏差小于40mm,轉彎路徑位置偏差小于70mm,能快速平穩(wěn)的停車和及時的避障報警,可連續(xù)運行2h,達到設計要求。
【關鍵詞】：幼苗盤 移動平臺 自動搬運 磁條導引
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S223
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 國內外研究發(fā)展和現狀14-17
• 1.2.1 幼苗盤搬運裝置的研究現狀14-15
• 1.2.2 自主導引車的研究現狀15-17
• 1.2.3 自主導引車的導引技術研究現狀17
• 1.3 主要研究內容及技術路線17-20
• 1.3.1 主要研究內容17-18
• 1.3.2 技術路線18-20
• 第二章 移動平臺總體方案設計20-26
• 2.1 設計要求20
• 2.1.1 功能要求20
• 2.1.2 性能指標20
• 2.1.3 其它要求20
• 2.2 輪系結構分析20-22
• 2.2.1 基于三輪輪系的底盤結構21
• 2.2.2 基于四輪輪系底盤結構21-22
• 2.3 總體設計方案22-25
• 2.4 本章小結25-26
• 第三章 移動平臺本體結構設計26-36
• 3.1 車架設計26
• 3.2 主動輪驅動機構的設計26-31
• 3.2.1 驅動電機選擇26-30
• 3.2.2 驅動機構的結構設計30-31
• 3.2.3 傳動軸的設計31
• 3.2.4 固定支架的設計31
• 3.3 從動輪機械結構設計31-32
• 3.4 零部件有限元分析和校核32-34
• 3.4.1 鍵連接有限元分析32-34
• 3.4.2 傳動軸有限元分析34
• 3.5 裝置虛擬裝配圖34-35
• 3.6 本章小結35-36
• 第四章 移動平臺控制系統設計36-55
• 4.1 控制系統總體方案設計36-37
• 4.2 硬件系統設計37-46
• 4.2.1 主控板設計37-38
• 4.2.2 電機驅動模塊設計38-41
• 4.2.3 磁導航模塊設計41-43
• 4.2.4 避障報警模塊設計43-44
• 4.2.5 直流電源模塊設計44-45
• 4.2.6 紅外遙控模塊設計45-46
• 4.3 軟件系統設計46-54
• 4.3.1 軟件系統控制方案46-47
• 4.3.2 液晶顯示子程序47-49
• 4.3.3 串口通信子程序49
• 4.3.4 電機PWM驅動調速子程序49-53
• 4.3.5 磁導航尋跡糾偏子程序53
• 4.3.6 避障報警子程序53-54
• 4.3.7 紅外遙控子程序54
• 4.4 本章小結54-55
• 第五章 裝置試制與搬運試驗55-67
• 5.1 數據測量與分析55-58
• 5.1.1 驅動電機數據測量與分析55-57
• 5.1.2 磁導航傳感器安裝距離及位置偏差測量57-58
• 5.2 裝置試制和組裝58-60
• 5.2.1 裝置零部件試制加工58-59
• 5.2.2 裝置組裝59-60
• 5.3 各功能模塊的性能測試60-63
• 5.3.1 驅動機構運行測試60-61
• 5.3.2 磁導航糾偏測試61
• 5.3.3 避障報警測試61-62
• 5.3.4 紅外遙控測試62
• 5.3.5 懸空整體控制測試62-63
• 5.4 運行測試63-65
• 5.4.1 空載運行試驗63-64
• 5.4.2 模擬運載試驗64-65
• 5.5 本章小結65-67
• 第六章 結論與展望67-69
• 6.1 結論67-68
• 6.2 創(chuàng)新點68
• 6.3 展望68-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73-74
• 作者簡介74

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本文編號：348114