【小型玉米播种机自行走装置总体方案的设计分析案例3000字】

小型玉米播种机自行走装置总体方案的设计分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u6652小型玉米播种机自行走装置总体方案的设计分析案例 1109131.1小型玉米播种机自行走装置技术要求 1267371.1.1主要技术参数 1157981.1.2主要特点 2143321.2底盘基架结构设计 2103321.3行走传动及承重系统设计 344371.4减振系统设计 4248471.5连接结构设计 5264051.6电控模块设计 61.1小型玉米播种机自行走装置技术要求本次设计的小型玉米播种机自行走装置应该具备简单机器人的基本功能，安装上播种机的其余机构后，能够在设定的位置启动后，在无人干涉的情况下，能配合播种机的其余机构联动，独立完成播种工作，且在自动行走过程中，不被田地的凹凸不平、存在障碍物、曲折不规整的田地边界所影响，稳定工作。且出现意外时会报警，告知需要人为检查（包括超载、电路故障、行走时遇到特殊障碍物履带悬空转动等问题）。1.1.1主要技术参数该自行走装置有传动系统，副、主支架，减震悬挂系统、主控箱、各类必须传感器、播种模块连接孔、其他模块连接预留孔等组成。与播种装置连接采用可拆卸式螺栓—孔连接，连接孔数可根据连接装置灵活选择安装孔，进行装载。前后两端，每端预留3×3的∅9的安装孔。该自行走装置具有简单仿形、自动根据所在田块的边界所指定的路线行走，带者玉米播种装置或者其他附属功能装置执行玩该块田地的播种或者别的任务功能。行走与地面接触的履带宽度为121.8mm，承重系统单元数量6个。本机主要技术参数如表1.1所示。表1.1小型玉米免耕播种机主要技术参数表项目参数自行走装置电机配套功率（W）550与玉米播种机构或其他附属机构连接方式可拆卸式螺栓杠—孔连接自行走装置宽度(mm)655自行走装置长度(mm)925自行走装置高度(mm)475行走机构类型履带式履带宽度（mm）122减振系统类型三筒弹簧式减振独立悬挂系统类型麦弗逊式独立悬挂承重轮橡胶轮承重系统单元数（个）6续表1.1小型玉米免耕播种机主要技术参数表项目参数装置净质量（kg）120控制系统基于Arduino作业时速10～121.1.2主要特点1、全履带减震底盘设计：采用直线三点式受力减振，最大效率的缓解工作过程中遇到的振动。2、行走控制设计：采用超声波测距传感器来配合控制轨迹的规划，达到自动化行走目的。3、防过热安全设计：采用温度传感器监控机器的关键部位(例如:电机、电源、继电器等部位)，防止电路故障导致安全事故。4、防超载设计：HX711压力传感器的进行防超载监测，防止超载对机器带来的损伤，影响机器使用的寿命。5、类积木连接结构设计：甲板和底盘基架的连接采用M9×30六角连接柱进行连接固定。往上可直接叠加M9×30六角连接柱直接形成对外连接接口，对播种、施肥等模块，此接口的连接方式增加了行走机构的可开发性及功能多样化。1.2底盘基架结构设计底盘基架是整个小型玉米播种机自行走装置的基础，是保障支撑整个机器稳定的重要机构，底盘基架支承、安装电动机及其各部件、总成，形成小型玉米播种机自行走装置的整体造型，并由电动机产生的扭矩驱动，让小型玉米播种机自行走装置获得动力，使其正常行驶。因此底盘基架的设计是否合理决定了整个小型玉米播种机自行走装置是否可行，底盘基架的质量好坏也决定了整个小型玉米播种机自行走装置的质量的好坏。小型玉米播种机自行走装置中，其余机构都是围绕底盘基架来进行配合设计的，因此基架的设计必须从多方面综合考虑。因此本次设计考虑到使用的场合为农村家用，且用于山地，因此结合互换性的需要，为了方便零件的替换和生产，整个底盘基架机构的零部件之间都采用M9螺丝—螺母固定进行装配的方式进行设计。本次设计的底盘基架机构由副支架、主支架、底盘侧板、M9带帽螺母、M9螺丝组成，如图1.1所示：1.副支架1.主支架3.底盘侧板4.M9带帽螺母5.M9螺丝图1.1底盘结构图采用非焊接，以便拆装，在运送土中节省空间，有利于保护机器，到达目的地再进行组装，提高运送效率。1.3行走传动及承重系统设计考虑到山地的地形凹凸不平，地势复杂，因此本次设计行走传动机构采用履带行走方式，具体结构如图1.1和图1.3所示。图1.3为去掉履带的行走传动机构图。1.履带连接轴1.承重轮3.承重轮连接架4.履带单元5.履带主动轮侧板6.托链轮支架7.托链轮8.履带从动轮侧板图1.2行走传动及承重系统图11.直流电机1.履带主动轮联轴器3.M9螺丝4.履带传轮连接六角柱5.承重轮套筒6.托链轮支架连接筒7.托链轮套筒8.履带从动轮主轴9.履带从动轮轴承10.从动轮垫片图1.3行走传动及承重系统图2因为本次设计的是小型的玉米播种机自行走装置，所以为了节省空间，采用大扭矩减速电机，直接驱动履带行走，大大提高了装置的空间利用率，且履带行走形势相较于轮式行走而言，履带行走机构和地面接触面积更大，由公式（1.1）可知，和地面接触面积太小容易对田地的土壤造成严重的压缩，而使土壤密度增大，疏松度减小，不利于耕种。履带式行走正好在同等压力F的情况下，面积S增大了，减小了压强P，解决了完成土壤疏松度减小的问题。1.4减振系统设计机器或者机构系统在收到外力作用的情况下而产生的振动叫“受迫振动”。本设计中所产生的振动就属于这一类型的振动。因此根据所产生的问题，对行走装置进行了减振的研究设计。在行走中，发生的振动模式是随机不规律的，所以属于非线性振动。考虑到本产品的用途，以及经济性，可维修性，本次设计的减振系统采用压缩性非线性弹簧减振，本次设计根据估算的行走装置重量及承载能力最大总重量为200kg来计算设计弹簧，以及其他零部件，本次设计的具体结构如图1.4所示：1.减振防脱落架1.主减振器壳3.主减振器内筒4.主减振杆5.副减振器壳6.副减振器内筒7.副减振杆8.减振弹簧9.副减振器下壳10.F626ZZ轴承11.主减振器下壳图1.4减振系统图本次设计的减振系统采用三点式受力减振，最大效率的缓解工作过程中遇到的振动。同样为了本产品装配方便，以及维修的便宜性，本次设计采用M9螺丝-螺母固定装配，便宜拆卸和组装，节省运送空间，提高运输效率，节约运输成本。1.5连接结构设计本次设计为了方便组装和其他模块配合工作，以及减少和缓解工作过程中的振动，甲板和底盘基架的连接使用M9×30六角连接柱进行连接固定。M9×30六角连接柱承受甲板及甲板以上部分的重力和作业中产生的冲击力，同时把这些力传递给底盘基架。在受到载荷和振动冲击等各种因素的作用，M9×30六角连接柱都能承受以上因素所带来的变形和产生的应力等影响，使得整个机械结构能够在作业中更加的安全可靠。M9×30六角连接柱可以向上拼接，作为接口，连接固定播种模块装置或者其他附属功能模块装置。具体的连接结构组成如图1.5所示。对外连接口分为：1.连接小单元区1.连接中单元区3.连接大单元区三种不同距离大小的连接模块，来和相应的播种模块、电控箱等模块进行对接安装。1.连接小单元区1.连接中单元区3.连接大单元区4.M9×30六角柱5.甲板6.主支架7.M9带帽螺母图1.5连接结构图1.6电控模块设计本次设计的小型玉米播种机自行走装置应该具备简单机器人的基本行走功能，安装上播种机的其余机构后，能够在设定的位置启动后，在无人干涉的情况下，能配合播种机的其余机构联动，独立完成播种工作，且在自动行走过程中，不被田地的凹凸不平、存在障碍物、曲折不规整的田地边界所影响，稳定工作。且出现意外时会报警，告知需要人为检查（包括超载、电路故障、行走时遇到特殊障碍物履带悬空转动