苹果采收机器人结构设计与仿真分析

为了提高苹果采摘机器人的工作效率,运用TRIZ理论进行结构创新设计.通过矛盾矩阵分析实现了采摘收集一体化;直接运用TRIZ理论中抛弃与修复的发明原理,简化了采摘步骤及末端执行器结构;运用分离原理解决了物理矛盾,提高了机械臂的灵活性.完成了机器人结构设计,分析了机器人的工作空间,通过D-H法建立了运动学方程,通过ADAM...     

一种苹果采摘装置设计

采用人工采摘苹果,劳动强度大、费用高,高处采摘存在安全隐患。为了解决这些问题,设计了一种简易的农业采摘苹果装置。该装置的使用实现了高空采摘连续,避免安全事故,降低了劳动强度,提高了采摘效率,保证了水果不受伤,提高了经济效益,是一种值得推广的实用新型设计。     

苹果采摘装置螺旋式末端的设计

苹果受枝叶遮挡、颜色不均匀、阴影、扰动和重叠等因素影响,增加了目标的识别和定位难度.文章探索采摘装置螺旋式末端的设计,用于覆盖挂果区,即使苹果被枝叶遮挡,在风速高、扰动大的环境中也能捕捉到苹果,是精准目标识别和定位采摘方式的补充.     

全自动烟叶采收机的设计

针对我国烟草农艺特点,设计了一款可实现分时、分部采收的自动化高效烟叶采收设备,分析了全自动烟叶采收机的工作原理,并分别讲述了其液压系统原理及结构。     

烟叶采收机浮动式采摘台的设计

针对我国烟叶采收工艺的优缺点，设计一种结构简单、成本较低，并且可以进行分部、分时采摘的浮动式采摘台；分析了浮动式采摘台的工作原理，并阐述了液压系统结构原理。此采摘台的开发，提高了烟叶采收的机械化程度。     

芦苇笋采收机举升俯仰机构液压系统的设计与研究

芦苇笋采收机工作过程中需调节采摘工作头与地面之间的距离,文中针对采收机工作头位置调节的问题,设计了一种举升俯仰机构液压系统。通过对整机作业过程进行描述,并对采收机举升俯仰机构的原理进行分析,绘制举升俯仰机构的液压系统原理图,并对关键部件进行理论计算,得出液压执行元件的相关参数与各关键液压元器件的型号和参数。随后在AMESim软件中对液压执行元件在不同工况下进行动态特性研究,并对作业过程进行仿真,得出举升俯仰机构液压缸的流量、速度和位移曲线,最后,对芦苇笋采收机举升俯仰机构的液压系统进行安装调试并在田间运行试验。在田间性能试验过程中,系统运行平稳,通过公式计算可得举升液压缸及俯仰液压缸上升速度偏差分别为11.5%,10%,下降速度偏差分别为9.2%,10.5%,与地面的距离偏差分别为5.7%,7.9%,从实际作业效果上看,系统完全满足芦苇笋采收机作业要求。     

烟田辅助采收机车架的轻量化设计

利用三维建模软件CATIA建立烟田辅助采收机车架的参数化模型,并导入ANSYS Workbench中进行有限元仿真。以车架预设的三种类型工况中的极限工况为研究对象进行分析,得出所设计车架安全系数较大,可对该车架进一步优化。采收机车架轻量化设计以数学模型为基础,设置车架各部件的相关变量及合适的变量范围,提出较为合理的车架轻量化方案。经优化后的车架质量下降了18.77%,最后对优化后的车架模型进行前三阶模态分析,经验证满足设计要求。     

烟田辅助采收机的设计研究

首先对烟田辅助采收机的总体结构的设计进行介绍,根据机组的受力情况以及烟田的实际工作要求,对整机进行受力分析并建立相关的数学模型,完成采收机的动力匹配以及传动比的相关参数的确定。同时还确定了采收机的轴距、轮距、离地间隙等参数的大小。运用三维建模软件CATIA对车架参数化建模,导入ANSYS Workbench对车架进行有限元分析,最后对机组进行了经济性分析。结果表明:所设计的烟田辅助采收机能以良好的经济性、安全性完成作业要求。     

烟叶采收机垂直提升机构的设计

本机构设计的目的在于克服现有技术的不足,实现对烟叶的分部采摘,提供一种当烟叶采摘完毕后,把烟叶通过一种物料垂直提升机构直接输送到车上,减少了人工装车的环节,并配合烟叶采摘机,可实现烟叶的自动分部采摘和及时运输,并具有采摘效率高,节省人工成本,劳动强度低,摘净率高等特点.     

Design and experimental study of a multi-modal piezoelectric energy harvester

A multi-modal piezoelectric vibration energy harvester is designed in this article. It consists of a cantilevered base beam and some upper and lower layer beams with rigid masses bonded between the beams as spacers. For a four-layer harvester subjected to random base excitations, relocating the mass positions leads to the generation of up to four close resonance frequencies over the frequency range from 10 Hz to 100 Hz with relative large power output. The harvesters are connected with a resistance decade box and the frequency response functions of the voltage and power on resistive loads are determined. The experimental results are validated with the simulation results using the finite element method. On a certain level of power output, the experimental results show that the multi-modal harvesters can generate a frequency band that is more than two times greater than the frequency band produced by a cantilevered beam harvester.     

采伐联合机设计与研究

我国人工营造的速生丰产林已进入大面积成熟阶段,传统的人工单工序采伐作业方式已不适应大规模皆伐作业的要求,为此研制了森林采伐作业联合机.该机采用SDWY-60型履带式挖掘机作为行走机构,安装有6自由度机械手、三维激光扫描仪及径向基函数神经网络控制器,可实现手动和自动操作.其主要技术参数:采伐作业半径4～10.5 m,采伐立木胸径16～30 cm.试验表明,该机作业安全可靠,控制准确,操作简便,效率为人工伐木归堆的10～15倍.     

青蒿收割机切割机构的设计与分析

青蒿收割机切割机构的设计主要是对于刀具的设计,常用切割方式有三种,根据青蒿的种植规律和切割茎秆的便利程度,采用链锯式切割。系统的阐述机具机构的结构和工作原理,进行刀具整体的受力情况分析以及链条、单个刀片的受力情况分析。给定适当数据,进行仿真运动;仿真运动分析结果显示:链条、刀片、链轮轴都符合工作要求,机构能顺利完成切割工作。     

悬臂梁式压电振动能采集器的建模及实验验证

为了根据环境振动和电学负载的特点对悬臂梁式微型压电振动能采集器进行优化,本文考虑质量块质心与悬臂梁末端的位置差异,建立了在基础激励作用下采集器的运动微分方程和边界条件.通过引入常数,建立了对单压电层、双压电层并联和双压电层串联的3个悬臂梁式微型压电振动能采集器均适用的耦合电路方程,得到了采集器固有频率和振型的表达式,推...     

横向电磁式振动能量采集器的设计与制作

基于微机电系统(MEMS)设计了一种结构新颖的横向电磁式振动能量采集器,用于把周围环境中振动的机械能转化为电能.该能量采集器主要由两块长方形永磁体、螺旋铜线圈、质量块-弹性梁振动系统及衬底等构成.选用有限元分析软件对器件结构参数进行了仿真分析与优化,并利用电镀技术制作螺旋铜线圈,KOH湿法腐蚀和深反应离子刻蚀(DRIE)技术制作质量块-弹性梁振动系统,然后与永磁体一起组成了体积大约为100 mm3的能量采集器样机.对制作好的电磁式振动能量采集器样机的振动特性测试表明:质量块-弹性梁振动系统的一阶固有频率为241 Hz;在频率为241 Hz、加速度为2.8 ms-2的外界振动激励下,负载两端产生的交流电压峰峰值为9.2 mV.另外调节质量块和弹性梁的参数,还可以得到不同固有频率的能量采集器.该能量采集器实现了从机械能到电能的转化,对无线传感器件的发展和应用很有意义.     

Design of high output broadband piezoelectric energy harvester

Designing a wideband vibration based piezoelectric energy harvester is a challenging problem. This paper presents a technique to increase the operating frequency range and to enhance the amplitude of the generated voltage. The harvester is designed with a propped cantilever beam with variable overhang having step sections. The harvester is modeled using Euler Bernoulli beam theory. The wider operating frequency range is achieved by varying the overhang length and the enhancement in the magnitude of the generated voltage is achieved by introducing step sections in the beam. Further the magnitude of the generated voltage is found to increase with the reduction in step thickness. The performance of the energy harvester like bandwidth, voltage generated and power harvested obtained from analytical model are in close agreement with experimental results.     

圆弧螺旋型压电振动能量收集系统的设计

为了实现低频、多方向能量收集和高输出性能,提出了一种圆弧螺旋结构的压电能量收集系统。该圆弧螺旋压电能量收集系统不仅可以降低谐振频率,减少系统体积,而且圆弧型悬臂梁具有不对称性,因此可以进行多方向收集。理论分析不同弧度下能量收集系统的应力分布、谐振频率以及输出性能。加工制备了2π、3π和4π圆弧螺旋压电振动能量收集系统并进行了性能测试对比。研究结果表明,4π圆弧螺旋压电能量收集系统具有更好的输出性能,谐振频率为47 Hz,输出电压达到23 V,输出功率达到353μW。该圆弧螺旋压电振动能量收集系统可应用于人体健康检测、环境控制系统、嵌入式系统、军事安全等应用领域。     

4GX-90型席草收割机的设计

为了满足席草种植业快速发展的需求,以及实现席草收割机械化,研制开发了4GX - 90型席草收割机.介绍了席草收割机的基本结构、工作原理和设计计算.针对席草细长茎杆及茎杆表皮硬滑等生长种植特性,对席草收割机的拨扶、切割、夹持输送等工作环节进行了试验分析,采取了有效的技术措施.研究结果表明,4GX - 90型席草收割机结构...     

基于人机工程学的水草收割机操纵器设计

分析水草收割机的主要操纵器,基于人机工程学的设计原则,对小型水草收割机的操纵杆进行人性化设计,该操纵器带有无间隙的自锁装置,并集成两个按钮,分别控制柴油机和割刀的启动和停止。最后对操纵器的合理布局进行分析研究。     

Design optimization of piezoelectric energy harvester subject to tip excitation

This research proposes a new design for a cantilever-type piezoelectric energy harvester in which a free tip is excited by any rotary motion of mechanical devices. A coupled field finite element model for the harvester is constructed using ANSYS and verification study is performed. Design optimization on the shape of the harvester is done to maximize output power. The design optimization result shows excellent performance when compared to a simple rectangular cantilever or the well-known tapered cantilever. The design results are prototyped and their improved performances are experimentally attested.