樹木涂白機的設(shè)計及研制.pdf

1、街道林木在無人工援助的條件下容易遭受自然界的侵害，因此對樹干采取涂刷石灰水的做法已廣為流行，效果也頗為理想。但是人工樹木涂白存在效率低、工作質(zhì)量差、對人體傷害比較大的弊端，成為了當(dāng)前街道林木涂白服務(wù)質(zhì)量提高的瓶頸。本文引入模塊化設(shè)計思路，利用機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的方式設(shè)計了一款新型的集平地行走、轉(zhuǎn)彎及臺階越障多種功能的輪腿式樹木涂白機。按照這個思路分模塊進(jìn)行各裝置和部件的設(shè)計，并且詳細(xì)介紹了該涂白機的構(gòu)型和結(jié)構(gòu)特征。該樹木涂白機易于控制，具有良

2、好的實際應(yīng)用能力，適應(yīng)性較強，也解決了人工涂白工作效率低的突出問題，同時能夠使工人避免直接接觸有毒有害液體。本文所采用的研究方式和樣機制作過程，具有一定的研究價值和工程應(yīng)用意義。
　?。?）設(shè)計了樹木涂白機的移動裝置、越障裝置和機械手裝置。提出后輪差速配合前輪新型裝置進(jìn)行主動轉(zhuǎn)向的方案，采用齒輪齒條式越障升降原理，在此基礎(chǔ)上分別設(shè)計了底盤和越障輪腿復(fù)合式機構(gòu)裝置；為了獲得更好的涂白效果，設(shè)計出可以對樹木進(jìn)行360度環(huán)抱噴涂的機械手

3、；最后，對相關(guān)的零件進(jìn)行選型與校核，保證了機構(gòu)的工作可靠性和合理性。
　?。?）針對涂白機在地面轉(zhuǎn)向過程進(jìn)行運動學(xué)理論推導(dǎo)。實際轉(zhuǎn)向過程中，左右轉(zhuǎn)向前輪的轉(zhuǎn)角并不一致，對此建立了更符合實際情況下轉(zhuǎn)向前輪與驅(qū)動輪之間轉(zhuǎn)速的數(shù)學(xué)關(guān)系；闡述了涂白機車體在本體坐標(biāo)系下和全局坐標(biāo)系下相關(guān)參數(shù)變量間的關(guān)系，分析了速度、偏轉(zhuǎn)航向角、初始航向角、后驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速以及前輪轉(zhuǎn)向角的相互影響關(guān)系；采用車體動力學(xué)理論對平地、爬坡行駛過程和越障過程進(jìn)行了分析，

4、在理論上得出正常工作時電機需要提供的扭矩大小。
　?。?）運用多體動力學(xué)理論和技術(shù)，在動力學(xué)軟件ADAMS中創(chuàng)建了樹木涂白機的樣機模型。對原地轉(zhuǎn)向過程進(jìn)行了相關(guān)模擬，驗證了雙導(dǎo)桿臂前輪轉(zhuǎn)向裝置符合阿克曼理論，是切實可行的；在動態(tài)轉(zhuǎn)向過程中，差速器的配合使用發(fā)揮了良好的速度和力矩分配功能，分別仿真了底盤在直線工況和轉(zhuǎn)彎工況下的行走過程，其結(jié)果曲線表明能夠很好地解決移動裝置輪在轉(zhuǎn)彎受到磨損和側(cè)滑的現(xiàn)象，在一定程度上也驗證了轉(zhuǎn)向運動學(xué)理