草方格鋪設(shè)機器人剪切機構(gòu)的設(shè)計研究.pdf

1、本文是基于“863”課題《防風(fēng)固沙草方格鋪設(shè)機器人的研究》的基礎(chǔ)上完成的。沙漠化已經(jīng)成為威脅人類生存的重大問題，全世界都在解決防風(fēng)固沙的問題。課題組經(jīng)過對國內(nèi)外資料的查詢和對防風(fēng)固沙技術(shù)的對比分析，認為只有通過工程治沙和生物治沙相結(jié)合的方法才能實現(xiàn)固沙、退沙的目標(biāo)。鋪設(shè)草方格是一種十分有效的阻擋沙丘前進的好方法，但由于目前一直采取人工插草，效率極低并花去大量的人力和財力，所以研制出一種高度自動化的插草機構(gòu)就顯得十分必要。草方格鋪設(shè)機器人

2、就是在這種條件下開始研制的。 草方格鋪設(shè)機器人主要由動力部分、縱向插草機構(gòu)、橫向插草機構(gòu)等機構(gòu)組成，其中橫向部分是整個項目的難點，它由輸草、換草、剪切、插草、自動起降等機構(gòu)組成，機構(gòu)之間工作要求具有高度的一致性和協(xié)調(diào)性。 剪切機構(gòu)是草方格鋪設(shè)機器人橫向鋪設(shè)系統(tǒng)中一個重要的組成部分，它功能的實現(xiàn)直接影響機器人的運行。本文就是針對草方格鋪設(shè)機器人所要完成的任務(wù)，設(shè)計出一套既適合工作環(huán)境，又能完成剪切任務(wù)的新型機構(gòu)。在本論文中

3、，主要應(yīng)用了計算機仿真技術(shù)，利用Pro/Engineer軟件繪制出直觀的三維立體模型，使我們對模型的結(jié)構(gòu)有更加直觀的印象，并能觀察出模型設(shè)計是否存在干涉等現(xiàn)象；另外本文又利用ADAMS軟件對剪切機構(gòu)進行了動力學(xué)仿真，通過仿真觀察機構(gòu)的運行，繪制出關(guān)鍵部位的速度、位移等參數(shù)曲線，在理論上確保剪切機構(gòu)動作方面的可行性、合理性；而且，本文又通過Pro/Engineer與有限元分析軟件ANSYS的接口，將模型導(dǎo)入到ANSYS中，對模型進行有限元

4、分析，對機構(gòu)的強度、受力后的變形、等效應(yīng)力等參數(shù)進行分析，對結(jié)構(gòu)不合理的地方進行優(yōu)化設(shè)計，最后在實驗中對剪切機構(gòu)進行實驗分析，分三個階段分別對剪切機構(gòu)的運動效果、實用性、剪切率，和其他結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)同步性進行了分析，對仿真分析的結(jié)果進行了驗證，并找出實際中存在的不足，制定了相應(yīng)的解決辦法，確保機構(gòu)能順利工作。 實驗的最終結(jié)果也充分驗證了仿真軟件在機械設(shè)計中的重要作用，它可大大節(jié)省設(shè)計的時間，保證設(shè)計的準(zhǔn)確性和最優(yōu)性，為在機械設(shè)計中廣