油茶振动采收机举升部件的虚拟样机设计_毕业设计(编辑修改稿)

油茶振动采收机举升部件的虚拟样机设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

，树高一般在 23m，主树干直径可达 2080cm,树枝较为茂密，树冠直径为4m 左右，树龄一般在 200 年。 一棵油茶树枝可结 510个果实，如图 所示，单个成熟果实的直径在 3050mm 之间，重量一般为 50 克。 油茶振动采收机举升部件的总体方案设计原则 最优的工作空间 采收机的工作空间是其末端执行器采摘头上某一参考点所能达到的所有点的集合，是衡量采收机工作能力的一个重要指标。 釆摘臂的主臂和副臂越长 ,工作空间就越大 ,采摘范围相对来说就越广 ,通用性也就越好 ,而且还可以减少行走机构的移动频率 ,进而提高采收机效率。 但是 ,这跟机械设计原则简单紧凑相违背。 最优的设计是在工作空间满足采收机 作业的情况下 ,采摘臂长度尽量小 [10]。 常用体积指标 v对采收机工作空 8 间进行评价 ,即 : n 33VV=4L （ 1） （ 1）式中 ,V 为工作空间的体积。 L 为各采摘臂长度之和。 为了使采收机的作业目标在预期的工作空间内 ,不仅需要考虑体积指标 ,而且还要考虑工作空间的形状。 因此 ,应根据油茶果的实际分布情况和釆摘作业的需要 ,对采摘臂的运动学进行分析 ,选择合适的采摘臂构型、自由度数和各臂长度 [11]。 合理的结构 此处省略 NNNNNNNNNNNN 字。 如需要完整说明书和 设计 图纸等 .请联系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载。 该论文已经通过答辩 尽量采用少的自由度 自由度越多 ,灵活性越好 ,机器就具有越好的操作度。 但同时会增加机器的复杂化 ,控制困难等问题，因此 ,在满足机器正常工作的情况下 ,自由度尽量少。 综上可知 ,釆收机举升部件的设计根据具体作业要求 ,分解采摘作业动作 ,将举升部件分成采摘臂和采摘头两部分 ,参照有关工业设备设计中的关节配置方式 ,设计出具有 最优工作空间、避障能力和可操作度的关节类型和配置 [14]。 油茶振动采收机举升部件的总体结构 举升机构 举升机构有多种分类方式。 按臂架的形状分类，有直臂式和曲臂式两种基本型式；按工作臂的型式分类，有四种基本型式，分别为：垂直升降式、折叠臂式、伸缩臂式和混合臂式。 根据高空作业车，一般设有变幅机构、回转机构、平衡机构和行走机构。 依靠变幅机构和回转机构实现载人工作斗在水平和垂直方向的移动；依靠平衡机构实现工作斗和水平面之间的夹角保持不变，依靠行走机构实现工作场所的转移 [15]。 垂直升降式 高空作业车的升降机构有剪叉式和套筒式两种，其中剪叉式应用较为广泛。 剪叉式升降机构由多组铰接成剪形的交叉连杆框架组成。 剪叉式升降机构在连杆框架间装有液压缸，通过液压缸的伸缩来改变连杆交叉的角度，从而达到改变升降高度的目的。 该型式的主要特点是结构简单、工作平稳、负载能力强，适合较低高度 9 的作业，但其升降机构只能做垂直运动，这导致其作业范围狭小，所以它的使用场合较少 [16]。 伸缩臂式高空作业车的升降机构由多节套叠、可伸缩的箱形臂组成。 当行驶时，作业臂收缩套叠；当工作时，各节臂采用或独立、或顺序、或同步的方式伸缩， 以此改变臂架的伸出长度来满足不同的作业需求。 该型式的主要特点是操作简单、动作平稳，同时可以获得较大的作业高度与作业幅度，因此应用非常广泛。 折叠臂式高空作业车的升降机构是由多节箱形臂铰接而成的。 折叠臂式通常采用 2～ 3 节折叠臂，各节臂的折叠和展开运动由各节臂的液压缸完成。 该型式的主要特点是适合较低高度的作业，升降机构灵活多样、适应性好、越障能力较强，因此它的应用也比较广泛 [17][22]。 将折叠臂和伸缩臂结合在一起组成的臂架型式被称为混合臂式，这种臂架型式融合了两种基本型式臂架的优点，不仅作业高度和作业 幅度较大，越障能力也较强，但它的结构也最为复杂。 根据以上的对比分析，油茶振动采收机举升部件的总体结构采用折叠臂式举升机构。 这种机构在液压缸的驱动下可以自由升降，且所占空间小，避障能力较好，其主要部件包括转台，上臂，下臂，机械手爪，液压伸缩缸等。 根据任务要求最大作业举升高度为 ，根据油茶树株距可知最大作业半径大概为 ，上臂拟定最大仰角为 60 度，下臂拟定最大仰角为 45 度，机械手爪及连接部分大概为 1m长，不妨设上臂长为 L2，下臂长为 L1，上下臂铰接点之间的距离为。 根据图 3 上下 臂示意图有： 10 图 2 上下臂示意图 Fig2 The schematic diagram of upper and lower arm （ 3） （ 4） 将数据 代入（ 3）、（ 4）式中求得 L2≈ ， L1≈ ,所以可取 L2为 1820mm， L1为 1000mm。 转台 转台属于油茶振动采收机执行机构的回转机构，能够扩大幅度作业范围。 其上端 铰接下臂，通过变幅油缸支撑下臂举升。 由左右支撑板、变幅油缸座、底板、以及其它一些加强板焊接构成。 转台模型如图 3 所示。 下臂 下臂也叫做大臂，它起到支撑上臂的作用，它由左右槽钢、两端的组合板、伸缩油缸支座、变幅油缸支座组成。 其中大臂各板件是焊接而成，各轴套也是焊接在相应的销 轴孔内。 下臂模型如图 4所示。 图 3 转台 Fig 3 Assembly of turntable 上臂 上臂的作用就是下端铰接下臂，上端铰接液压伸缩缸，是由上臂油缸及调平油缸支座、以及相应的加强板焊接而成。 调平油缸上端铰接在上臂的油缸支座上，下端与铰接于振动液压伸缩缸上的紧固架铰接在一起，通过拉动该紧固架保证振动液压伸缩2132L + L = 2 .5 0 .2 522 212L L = 12 11 缸始终处于水平位置。 上臂模型如图 5所示。 图 4 下臂 Fig 4 Assembly of lower boom 图 5 上 臂 Fig 5 Assembly of higher boom 机械手爪 机械手爪的主要作用是抓住油茶树。 其主要由机械手爪，加强焊接件组成，其上连接有液压伸缩缸，连接架等。 机械手爪模型如图 6 所示。 12 图 6 机械手爪 Fig6 Assembly of manipulator claw 3 液压系统设计 举升部件的示意结构 折叠臂式举升机构的工作原理简述如下：油茶振动采收机开至工作地点，根据工作状态调整好距离，回转 车厢工作台至需要位置，然后利用上、下臂油缸的动作配合是机械手爪达到需要的工作高度和角度，再利用液压驱动机械手爪做来回反复运动，以实现油茶振动采收。 工作结束后，通过液压控制是举升机构恢复原来状态 [18][24]。 举升机构由转台，臂架及液压伸缩缸三个基本部分组成。 它的工作方式是 : 油茶振动采收机停好后，通过调节转台使举升机构达到合适位置； 通过各伸缩液压缸的协调运动 ,使连接在 4 号液压伸缩缸上的机械手爪处于合适高度及角度； 通过以上各种动作的组合 ,协调完成机械手爪的空间定位。 液压系统的要求 总体要求各种独立及协调动作必须收放平稳、无抖动、晃动现象；在作业过程中不得有回缩现象 ,在收回状态时不得由于自重而下落。 上、下臂工作时 ,应保证起升、下降作业时动作平稳、准确、无爬行、振颤、冲击及不出现驱动功率异常增大等现象；工作平台在额定载荷下工作时 ,应能在任意位置可靠制动 [26]。 上臂油缸动作回路 运动方向由手动换向阀 A 来控制 ,缸杆 4 可快速伸出 ,缩回时为避免由于自重而快速下落 ,在油路上串联节流阀。