《油茶果采摘机执行机构设计及工作空间优化》由会员分享，可在线阅读，更多相关《油茶果采摘机执行机构设计及工作空间优化（82页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、P i c k i n ga r ms t r u c t u r ed e s i g na n dw o r ks p a c eo p t i m i z a t i o no f t h e o i l t e ac a m e l l i ap i c k i n gm a c h i n e b y Z u o E r b i n g At h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e R e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f
2、M a s t e ro f E n g i n e e r i n g l n M e c h a n i cE n g i n e e r i n g 1 n C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t yo fF o r e s t r ya n dT e c h n o l o g y 4 9 8S h a o s h a nS o u t hR o a d ，T i a n x i nD i s t r i c t C h a n g s h aH u n a n4 10 0 0 4 ，P R C H I N A S u p e r v i s o
3、 r P r o f e s s o rL I L i l u n M a y , 2 0 1 2 中南林业科技大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研 究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品，也不包含为 获得中南林业科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材 料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 P 一 作者签名：胗2 午 f I 砂，年b 月力日 中南林业科技大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文
4、作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的 规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权中南林业科技 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本 学位论文。 本学位论文属于： l 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密口。 ( 请您在以上相应方框打“”) 作者签名：P 乏新签名：考 1 I 年名月7 日Z 口f 砂年易月2 日 硕1 二学位论文油茶果采摘机执行机构设计及丁作窄问优化 摘要 随着我国油茶树种植面积的不断扩大，油茶果采摘效率低下这一因素严重 制约着其产业的
5、发展。用自动化机械设备代替人工作业来完成对油茶果的采摘 是未来科技发展的必然趋势。本文基于油茶林基地自然环境、油茶果生物特性， 研制出适应于南方丘陵地带的油茶果采摘机，对其执行机构和工作空问进行研 究分析具有重大意义。 ( 1 ) 根据油茶果树的栽培方式、油茶果生物特性以及油茶果采摘机机构选 型综合原则，确定了采摘机的行走方式为履带式底盘；传动方式采用机液混合 驱动，其中底盘采用传统的机械式驱动，执行机构采用液压驱动；设计了四个 自由度的执行机构，并对主臂、副臂、立柱和末端采摘头进行了结构设计。 ( 2 ) 采用D e n a v i t H a r t e n b e r g 方法建立了油茶
6、果采摘机采摘臂杆件坐标系， 通过齐次变换求解得到J 下运动学和逆运动学模型，获得了采摘臂运动学方程， 为采摘机执行机构运动仿真和工作空白J 优化分析奠定了基础。 ( 3 ) 在P r o E 软件中建立采摘机执行机构的三维模型，分析执行机构的的 运动学特性，获得了执行机构末端采摘头位置的各个方向的位移和主、副臂的 关节角度变化范围。 ( 4 ) 采用边界法对采摘机的工作空间进行求解，根据油茶果的生长分布空 间，优化采摘机执行机构作业空间。在工作空间满足作业要求的基础上，以执 行机构运动空间最大、采摘臂臂长之和最小为目标函数，采用多目标遗传算法 获得了执行机构结构参数的最优解集。利用蒙特卡洛概率
7、方法对油茶果采摘机 执行机构工作空间进行仿真分析。 关键字：油茶果采摘机；执行机构；多目标优化；工作空间 A b s t r a c t W i t hC h i n a sc a m e l l i ab a s ea r e ac o n t i n u e st oe x p a n d ，c a m e l l i ao fp i c k i n gf r u i t h a sb e c o m eas l o wa n da r d u o u sw o r k ，i nt h ea u t o m a t i o nm a t h i n e r ye q u i p m e n
8、 tt o r e p l a c ea r t i f i c i a la s s i g n m e n t st oc o m p l e t et h ec a m e l l i ap i c k i n gi s t h ef u t u r eo fw o o d s a n dac e r t a i nt r e n d B a s e do nt h eb i o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c sa n dc u l t i v a t e df r u i tt r e e s c a m e l l i am a n
9、 n e r ，d e s i g nt h ef o u rd e g r e e so ff r e e d o ma c t u a t o r s ，a n dt h es t r u c t u r e d e s i g na n dw o r k i n gs p a c ea n a l y s i s t h eC a m e l l i ab i o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c s ，a sw e l la st h eC a m e l l i af r u i tp i c k i n g m e c h a n i
10、 s ms e l e c t i o np r i n c i p l e ，d e t e r m i n e dt ow a l kt h ew a yo ft h ep i c k i n gm a c h i n e c r a w l e rc h a s s i s ；d r i v em o d eu s i n gt h em a c h i n e h y d r a u l i eh y b r i dd r i v e ，w h i c ht h e c h a s s i su s i n gt h et r a d i t i o n a lm e c h a n
11、i c a ld r i v e ，t h ee x e c u t i n ga g e n c yw i t hh y d r a u l i e d r i v e ；d e s i g nt h ee x e c u t i v eb o d yo ft h ef o u rd e g r e e so ff r e e d o m ，a n dt h em a i n b o o m ， j i b ，c o l u m n sa n dt h ee n do f t h ep i c k i n gh e a ds t r u c t u r ed e s i g n C a m
12、e l l i af r u i tp i c k i n gm a c h i n ep i c k i n ga r mc o o r d i n a t es y s t e mu s i n gt h eD - H m e t h o d ，c o o r d i n a t es y s t e mt h r o u g hh o m o g e n e o u st r a n s f o r mf o rs o l v i n gp o s i t i v e k i n 锄a t i c sa n di n v e r s ek i n e m a t i c sm o d e
13、 lo ft h ep i c k i n ga r mJ a c q u e st h a nt h em a t r i x f o rt h ep i c k i n ga r l T lw o r k s p a c et h ea n a l y s i sl a y sat h e o r e t i c a lf o u n d a t i o n T h r o u g ht h eP r o Es o f t w a r et oc r e a t et h r e e d i m e n s i o n a lm o d e lo ft h e e x e c u t i
14、n ga g e n c yo f t h ep i c k i n gm a c h i n e ，t h ee n do ft h ei m p l e m e n t i n ga g e n c i e st o p i c kt h ed i r e c t i o no f h e a dp o s i t i o nd i s p l a c e m e n t ，i na d d i t i o nt oj o i n tr a n g e o fm a i n b o o ma n dj o b I nt h i st h e s i s ，u s i n gt h eb o
15、 u n d a r ym e t h o dt os o l v et h ew o r k i n gs p a c eo ft h e p i c k i n gm a c h i n e ，s p a c e ，o p t i m i z a t i o no ft h eo p e r a t i n gs p a c e o ft h ee x e c u t i v eb o d yo f t h ep i c k i n gm a c h i n ea c c o r d i n gt ot h eg r o w t ha n dd i s t r i b u t i o no
16、 fC a m e l l i af r u i t W o r k s p a c et om e e tt h eo p e r a t i o n a lr e q u i r e m e n t so nt h eb a s i so fe x e c u t i v eb o d y m o v e m e n t s p a c ea n dp i c k i n ga r ma r ml e n g t ha n dt h em i n i m u ma s t h eo b j e c t i v ef u n c t i o nt o o b t a i nt h eo p t i m a ls o l u t i o no ft h es t r u c t u r a lp a r a m e t e r so ft h ee x e c u t i n ga g e n c y M o n t eC a r l op r o b a b i l i t ys p a c es i m
