基于虛擬樣機(jī)技術(shù)農(nóng)業(yè)輪式移動(dòng)平臺(tái)的機(jī)械子系統(tǒng)研究.pdf

1、虛擬樣機(jī)技術(shù)(Virtual Prototyping)利用計(jì)算機(jī)建立與物理樣機(jī)相似的數(shù)字化模型，并對(duì)該模型進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估，它是基于先進(jìn)建模技術(shù)、多領(lǐng)域協(xié)同仿真技術(shù)、信息集成與管理技術(shù)、工程計(jì)算分析技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的綜合體。在我國(guó)，圍繞虛擬樣機(jī)技術(shù)的研究及應(yīng)用正快速展開(kāi)，以虛擬樣機(jī)技術(shù)為核心的研究得到中國(guó)高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)的支持。 采摘機(jī)器人是21世紀(jì)精確農(nóng)業(yè)的重要裝備之一，是未來(lái)智能農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展方向。移動(dòng)式采摘

2、機(jī)器人由機(jī)械手、末端執(zhí)行器、移動(dòng)平臺(tái)、機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等構(gòu)成。移動(dòng)平臺(tái)是整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的基礎(chǔ)。本文針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式存在的開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、過(guò)程繁雜、開(kāi)發(fā)成本過(guò)高、性能測(cè)試?yán)щy等問(wèn)題，將虛擬樣機(jī)技術(shù)引入移動(dòng)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，主要完成了以下研究工作： 1．介紹了虛擬樣機(jī)技術(shù)的基本特征，指出了虛擬樣機(jī)研究的主要內(nèi)容和難點(diǎn)，綜述了國(guó)內(nèi)外虛擬樣機(jī)技術(shù)研究現(xiàn)狀，論證了在移動(dòng)機(jī)器人開(kāi)發(fā)中應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)的必要性和重要意義。 2．

3、首先通過(guò)分析采摘機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)的功能需求，確定了平臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)方案，然后對(duì)機(jī)器人平臺(tái)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，確定了傳動(dòng)系統(tǒng)中鏈傳動(dòng)中關(guān)鍵零部件的參數(shù)；并建立了包括轉(zhuǎn)向靈敏度、越障性能、行駛平順性、靜態(tài)穩(wěn)定性、地面自適應(yīng)性等在內(nèi)的平臺(tái)使用性能評(píng)價(jià)體系。然后以平臺(tái)的轉(zhuǎn)向特性為目標(biāo)，在ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)軟件中建立了平臺(tái)的虛擬樣機(jī)模型，進(jìn)行了仿真分析和

4、優(yōu)化，得到了優(yōu)化的結(jié)構(gòu)參數(shù)。 3．研究了利用Pro/Engineer建立移動(dòng)平臺(tái)三維實(shí)體模型的方法，總結(jié)了三維實(shí)體建模與虛擬裝配的技巧，構(gòu)建了移動(dòng)機(jī)器人整機(jī)三維實(shí)體模型，并在Pro/Engineer環(huán)境下進(jìn)行了裝配檢驗(yàn)，包括檢驗(yàn)零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是否存在干涉，零件間的定位和裝配關(guān)系是否合理，總體結(jié)構(gòu)是否美觀等等。 4．研究了Pro/E與ADAMS的接口技術(shù)，在ADAMS/VIEW環(huán)境下構(gòu)建了移動(dòng)機(jī)器人的虛擬樣機(jī)并進(jìn)行了仿