基于虛擬樣機技術(shù)農(nóng)業(yè)輪式移動平臺的機械子系統(tǒng)研究.pdf

1、虛擬樣機技術(shù)(Virtual Prototyping)利用計算機建立與物理樣機相似的數(shù)字化模型，并對該模型進行測試和評估，它是基于先進建模技術(shù)、多領(lǐng)域協(xié)同仿真技術(shù)、信息集成與管理技術(shù)、工程計算分析技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的綜合體。在我國，圍繞虛擬樣機技術(shù)的研究及應(yīng)用正快速展開，以虛擬樣機技術(shù)為核心的研究得到中國高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)的支持。 采摘機器人是21世紀精確農(nóng)業(yè)的重要裝備之一，是未來智能農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展方向。移動式采摘

2、機器人由機械手、末端執(zhí)行器、移動平臺、機器視覺系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等構(gòu)成。移動平臺是整個機器人系統(tǒng)的基礎(chǔ)。本文針對移動機器人傳統(tǒng)開發(fā)模式存在的開發(fā)周期長、過程繁雜、開發(fā)成本過高、性能測試困難等問題，將虛擬樣機技術(shù)引入移動平臺的開發(fā)，主要完成了以下研究工作： 1．介紹了虛擬樣機技術(shù)的基本特征，指出了虛擬樣機研究的主要內(nèi)容和難點，綜述了國內(nèi)外虛擬樣機技術(shù)研究現(xiàn)狀，論證了在移動機器人開發(fā)中應(yīng)用虛擬樣機技術(shù)的必要性和重要意義。 2．

3、首先通過分析采摘機器人移動平臺的功能需求，確定了平臺移動機構(gòu)方案，然后對機器人平臺的機械傳動系統(tǒng)進行了設(shè)計計算，確定了傳動系統(tǒng)中鏈傳動中關(guān)鍵零部件的參數(shù)；并建立了包括轉(zhuǎn)向靈敏度、越障性能、行駛平順性、靜態(tài)穩(wěn)定性、地面自適應(yīng)性等在內(nèi)的平臺使用性能評價體系。然后以平臺的轉(zhuǎn)向特性為目標(biāo)，在ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)軟件中建立了平臺的虛擬樣機模型，進行了仿真分析和

4、優(yōu)化，得到了優(yōu)化的結(jié)構(gòu)參數(shù)。 3．研究了利用Pro/Engineer建立移動平臺三維實體模型的方法，總結(jié)了三維實體建模與虛擬裝配的技巧，構(gòu)建了移動機器人整機三維實體模型，并在Pro/Engineer環(huán)境下進行了裝配檢驗，包括檢驗零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計中是否存在干涉，零件間的定位和裝配關(guān)系是否合理，總體結(jié)構(gòu)是否美觀等等。 4．研究了Pro/E與ADAMS的接口技術(shù)，在ADAMS/VIEW環(huán)境下構(gòu)建了移動機器人的虛擬樣機并進行了仿