苗木修剪机械结构设计开题报告

PAGEPAGE9舒枝干，减轻自然灾害通过疏密和缩冠修剪，可抵御台风，可减少冰雪危害。增加开花结果量，提高其观赏性对于观花、观果植物，正确修剪可使养分集中到保留的枝条，促使大部分短枝和辅养枝成为花果枝，形成较多花芽，从而达到着花繁密、增加结果量的目的。通过整形修剪还可以调节树木生长节律，促使开花结果，达到提早或延迟开花、着花、着果时间，使果实更大、花色更鲜艳，具有更好的观赏效果。以上研究说明了苗木修剪对于我国绿化事业发展的重要性，所以为了提高我国生态建设的速率，提高苗木修建的效率刻不容缓。然而苗木修剪工人们的工作效率太低，花费时间长、劳动强度太大。所以研究一种机构，减轻工人们的劳动量、增加苗木修剪的工作效率成为本课题的研究目的及意义。；100日本、英国等国的苗木修剪研究已经基本实现自动化。2050是修剪机可以对不同位置、不同高度、不同斜角的绿篱进行修剪。DuckerAWS22、AWS13HS20AWS22该修剪机构的作业幅宽为2.2米，最大作业高度为5.9米，修剪机的最大作业速度为2.0km/h,720kg2070剪机械研究生产，不仅产量小，效果还非常单一。直到我国大力发展高速公路建设，生态环境的建设需求不断提高，对于苗木修剪机械的需求增加，国家才开始对这类机械的发展进行大力支持。JLM3-1式绿篱修剪机。该车载修剪机械虽然也能实现简单苗木修剪任务，使得苗木修剪的效率大幅度提高。但是功能单一，车身笨重，不易操作，资源消耗巨大，操作员不易观察到具体的操作目标的缺点也非常的明显。国内也有不少的相关机械的专利论文，但是都是理论上的研究计算，并没有在实际的生产和工作上有具体的研究。所以可见，国内的苗木修剪机械的研究及生产水平还非常落后。机械化、自动化、智能化的水平都非常低。；对相关文献的大量阅读；了解本课题主要的研究内容；根据以往的论文以及文献进行结构的设计；3D对此机械结构的可行性进行分析计算；；第一周：查阅相关文献，撰写文献综述；第二周：对文献综述进行修改，并撰写开题报告；第三周：调整开题报告和文献综述的相关内容第四周：下载相关英文文献，查找与论文相关的外文文献；第五周：重新核对外文翻译，并开始设计方案；第六周：学习文献中的苗木修剪机械的相关技术；第七周：针对苗木修剪机械进行有限元仿真；第八周：对苗木修剪机械手进行零部件的设计：对以往的机械臂进行改装；第九周：对苗木修剪机械手进行零部件的设计：设计选择具体的驱动装置；第十周：对设计的数据，进行苗木修剪机械手进行三维建模；第十二周：确定出最终的三维设计图，并生成相应的二维图，进行标注；第十四周：完成论文主题，根据老师意见对其进行修改，增强其逻辑性。第十五周：论文定稿，根据《长春理工大学本科论文格式要求》，对论文格式进行修改，包括对论文的排版，插入表格的格式等进行修改。第十六周：调整所有需要的材料，包括论文、图纸、任务书和毕业设计工作手册，进行答辩准备。（2000）摘要：随着国家对城市园林绿化的不断重视，在绿化方面的投入逐年增加，效果也非常显著。但是绿化事业离不开苗木的种植，在这里苗木的修剪作业就显得尤为重要。但是我国苗木修剪的机械化程度过低，导致每年的绿化速率提升到达瓶颈。本文通过对国内外苗木修剪机械方面论文的研究，对一种新型苗木修剪手机构进行设计及创新，降低园林绿化的劳动强度，增加绿化速率，美化绿化后的环境。关键词：苗木修剪；绿化；苗木修剪机械手；设计；创新。一、苗木修剪的目的及意义。林绿化项目要想建设好那就离不开对苗木的合理修剪[1]。苗。为了满足这些要求，必须要对幼苗进行整形和修剪。修建树苗的意义：也可以改善幼苗的通风和光照条件，减少病虫害。也可使树木矮化，便于管理[2]。所以苗木修剪是我国生态园林建设的一个不可或缺的环节。增加苗木修剪效率，减少苗木修剪劳动强度也就显得尤为重要了。二、苗木修剪机械的研究苗木修剪的效率和劳动强度受其剪枝机械化的水平影响巨大。目前，我国苗木修剪的机械化水平较低，很大的降低了苗木修剪的速率，进而降低了我国国土生态环境建设的增长率。目前国内对于手持式和背负式修剪机械的研究主要在于减轻修剪机械的重量，降低其噪声、改善其修剪机械的动态性能。以小型汽油机作为动力的手持式和背负式修剪机械。提高了修剪效率，但长时间连续作业的情况下其劳动强度还是非常大的，修剪机度，因此能够实现车载式苗木修剪机械的研究显得至关重要。三、车载式苗木修剪机械的研究目前我国的苗木修剪机械的发展方向有大致以下几点：机械产品的人性化；大力发展以人为本的机械化的研究方向是我国所提倡的机苗木生产机械化的目标，我们也将为之积极努力。剪机械的重要发展方向。终所追求的劳动生产方式，所以自动化与智能化也成为了机械发展的重要方向[3]。我国已经有了关于此类修剪机修的专利报告，如：一种车载式机械手型修剪机（专利号：200620130380.1）该修建机械具有自动化程度高、修剪效果好等优点，修剪后绿篱表面的垂直度、平整度、水平度以及绿化苗木的造型精度均由修剪机的结构精度来保[4]（利号：201020219192.2）该修剪机采用的技术方案具有结构简单、作业范围广的优点，并且能克服现有的机载式修剪机存在的高位树篱修剪与低位打草需要分别设置两套独立的机构，并且作业范围小等缺陷[5]。但是上述的两项专利只是在结构上阐述了可行性，没有系统的研究机构的方案以及控制原理，所以并不能投入到实际应用中。由此可见，国内的机载式苗木修剪设备领域的研发还刚刚处于起步阶段，与国外的水平水平差距还很大。四、苗木修建机械手的优化与改良本次课题主要根据我国已有的车载式苗木修剪机械进行其机械手的改良，来使其的操人性化。通过增减机械臂和机械手的机构来达到节省劳动力、增加自由度、稳定性和安全性，使修剪后的苗木更加的美观，符合现代人的生活方式与审美为本次论文研究的主要方向。并且通过模拟仿真来对其可行性进行计算分析[6][7]。参考文献：蒋明．浅谈城市园林绿化效益[J].安徽林业科技.2005;刘海骞.林园地区苗圃地选择及苗木养护修剪技术的研究.122500;李世葳王述洋王慧等树木整枝修剪机械现状及发展趋势农业工程学[4]郭正义，一种车载式机械手型修剪机[P].中国专利：（200620130380.1），2008；[5]长安大学，一种车载式绿篱修剪机[P].中国专利：（201020219192.2），2010；[6]JinYuan,XuemeiLiu,YanfuChen,OptimizationDesignandSimulationAnalysisof BoomsSystemofHigh-BranchPruningMachine2016[7]ZiquanZhan,GuimaoSi,JingjingZhiandLeLiu,DesignandanalysisbasedonRecurDynoftheelectriccrawlertyperemotecontrolledhedgetrimmer2020（4000容相关）（一）、高枝修剪机系统优化设计及仿真分析为了设计合理、轻便的高枝整枝林业机械臂架系统，提高其稳定性，本文主要从参数化设计、物理建模和动态仿真三个方面对高枝整枝林业机械臂架系统进行了研究。本文首ADAMS38.3SolidworksparasolidADAMS一、导言林业是我国最重要的文化产业之一，修剪树木是近年来疏林工程的重要组成部分。机械化整枝可以大大提高整枝质量和作业效率，精细农业、农业生产自动化和农业生产智能化是未来农业发展的重要方向。机械修剪在我国的研究还处于起步阶段。机械的自动化程度还处于较低水平，品种少，工作效率不理想。国外对机械修枝的研究起步较早，主要是以汽油或柴油为动力的高杆修枝锯，工作时振21cm6化程度，在一定程度上填补了机械修剪领域的空白。高枝整枝林业机械的臂架系统是整个整枝机械最重要的组成部分，它不仅影响整枝机械的稳定性和灵活性，而且决定着整个整枝机械的作业高度和作业质量。因此，本文的主要任务是采用参数设计、动力学分析等方法，对高枝修剪林业机械的臂架系统进行设计和优化。二、林业高枝修剪机的结构和工作原理为了保证高枝整枝林业机械的精度和效率，满足林木枝桠修剪工作的要求，本文设计的高枝整枝林业机械主要包括四个执行机构：旋转机构、升降机构、动臂系统和末端执行机构旋转机构。其中旋转机构主要用于保证机器在水平面上的转动自由度，升降机构用于提升机器的工作高度，动臂系统主要用于提高末端执行器的灵活性，增加末端执行器的工作空间。臂架系统是整机最重要的组成部分，其结构和大小不仅与液压负荷和发动机功率有关，而且还影响到整个后控制程序的复杂性。因此，本文主要研究臂架系统的研制情况。A、结构1R1HB、工作原理12340o120o0o180o。第三气缸用于驱动第三连杆机构，使得第三操纵器围绕第二操纵器旋转0o180o。第四气缸通过驱动第四连杆机构使第四臂相对第三机械手左右摆动30o30o。1234（12131415267机械手、8393103114124134）三、臂架系统的优化设计其结构参数的合理性决定了末端执行器的可达空间和油缸的驱动力。本部分以铰点式制浆进行优化设计，从而得到更合理的变幅机构结构参数。A、变幅机构铰点位置优化1OC，ADDADABA、B、C、的位置，降低液压提升机的驱动力。本系统中的目标函数在设计过程满足工作要求的前提下，希望尽可能使油缸力的最大值变小，因此将一个油缸功能的力作为最大目标之一，为了使液压油缸在整个过程中的力变小，本文将油缸力作为两个目标的另一个功能。这种优化有两个优化目标，是一个多目标优化问题。在优化过程中，两个目标不能同时函数趋于最优解，而是两个最优结果相互作用，甚至出现矛盾现象。因此，根据这两个目标的重要性，利用目的[3]对这两个函数进行统一处理，得到最终目标函数如下：在上述公式中（和（v227746591.9设计变量1OO，BCD1表1：铰链点的位置坐标建立条件第一变幅机构的参数化设计需要考虑多方面的约束，根据第一变幅机构的实际运动情况，主要从以下两个方面考虑约束：DV_1，DV_2，DV_3，DV_4，DV_52表二：设计变量的范围1X1120B、结果分析表明g3PAGEPAGE19表三：优化结果为了显示铰链点优化前后液压缸整体运动过程中载荷的变化，利用散点图对机械臂缸第一节的载荷变化过程进行了比较。结果如图2所示。通过对两条曲线的比较可以看出，经过优化设计后，第一机械手的平均水力负荷从3192.46N38.3%载荷波动减小。最后，用相同的方法确定了整个臂架系统各部分的参数。图2：气缸负荷曲线比较C.吊臂系统虚拟样机的动态分析SolidWorksADAMSADAMSADAMS在实体工程软件中，使用自下而上的装配设计技术来建立动臂系统的三维建模，（个别参数略有修改。）并将其导入到ADAMS软件[6,9]中。图4：动态仿真条件图4：动态仿真条件不难看出，动臂系统结构最危险的情况如图4所示。由于第四缸存在简单的载荷情况，因此本节仅对前三个气缸进行了模拟分析。正在向四个气缸中添加驱动器功能。如表4所示。表四：气缸驱动功能气缸的负荷分析459090-100度，为了避免液压系统的载荷冲击，在实际操作中应避免这种情况。图5：气瓶负荷曲线四、结论ADAMSworksADAMS统载荷进行分析，为下一步的气缸选择提供参数。solidworksADAMS真，并对每个气缸的臂架系统负载进行分析，为下一步的气缸选择提供参数。原文出自：先进制造与自动化国际化研讨会（二）基于电履带式遥控篱修剪器的设计与分析这浪费了大量时间，也增加了人工成本。本文根据工作条件和对象设计了对冲修剪器，分析了其在典型工作环境下的动态稳定性。研究表明，电动履带式遥控树篱修剪器具有合理的设计特点，具有良好的动态稳定性。一、导言随着中国经济的发展，能源在各个领域的需求和快速响应物流的增长，导致了高速公路及其绿化带[1]人工修剪的现状，浪费大量时间，增加人工成本。本文介绍了对冲修剪器，并分析了其动态稳定性，以确保对冲修剪器能够完成该工作。二、绿篱修剪器的数字化设计工作条件和工作对象例如在中国北方，常见的植物类型是乔木-灌木、灌木、灌木-草坪和牧草，这些茎要么灵活或粗壮。因此，树篱修剪器应有足够的旋转速度和扭矩来完成修剪工作。对三维模型的建立本设计具有双车道底盘结构，多电机驱动和工具的前部布置，详细信息如图1所：一些重要参数：车辆重量为3t；外部尺寸（长*宽*高）为3500mm*1650m*1200mm；爬坡能力为30°；工作速度为3km/h，爬坡速度为2km/h；理论上巡航持续时间为4h。1-轨道滚子架2-机盖3-量直线执行器4-工具架5-件电动机6-工具图1对冲修剪机的CAD绘制种履带轮，分别为驱动轮，导向滑轮，牵引滚轮和载轮；辅助结构为轨道调节器，轨道架劣工作环境[5]1。表一：改机箱的参数参数价值 参数价值总重量（kg）3000导向滑轮直径(mm)310轨道材料橡胶导向滑轮的宽度(mm)40轨道宽度300托架辊子的直径(mm)180轨道距1350载体滚轮的宽度(mm)40地面接触长度(mm)1500载体滚轮数量2轨距(mm)109牵引式压轮的直径(mm)160驱动轮变桨圆的直径(mm)387牵引轮的宽度(mm)150驱动轮的齿数11牵引轮的数量10驱动轮齿宽(mm)40牵引轮之间的间隔380导轨滑轮直径(mm)350三、虚拟样机模型3.1.车辆虚拟样机模型的建立为了节省计算时间，我们应该简化三维模型，以适应软件计算。简化规则是删除装饰部分，忽略外观，保持主要部分的质量中心。托辊、轨道调节器和轨道架。值得注意的是记录中不能直接建立橡胶车轨，因此，我们应2图二：整机的虚拟样机模型3.2.地面的虚拟原型模型的建立Bakker2。pkc n kjZb p-地表压力kc-地表刚度kj-土壤摩擦变形模量b-履带板宽度z-下沉c 表二地表参数 因素 单位 数值c地表刚度

k/N-n）

0.35124指示式数字n0.3内力Pa1.39e-002剪切阻力角。22剪切力变形模量K25空气收缩率5.0e-002四、在典型工况下的动态稳定性在直地上工作33km/h(ω=4.29rad/s)；对轨道底盘的摩擦，忽略了空气摩擦，列