溫室采摘車的機電液一體化設(shè)計【畢業(yè)設(shè)計】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　溫室采摘車的機電液一體化設(shè)計</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 械設(shè)計制造及其自動化 </p>

2、<p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文主

3、要介紹了國內(nèi)外溫室采摘車的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀，以及采摘車的機械結(jié)構(gòu)和工作原理，并且設(shè)計出了一套新的采摘車設(shè)計方案。該采摘車主要結(jié)合了機械電氣液壓等各方面知識，是一種小型移動式可自動連續(xù)升降的溫室農(nóng)作物果實收獲機械。結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。主要是以蓄電池供電，驅(qū)動電動機完成前進后退的動作；以液壓系統(tǒng)為舉升系統(tǒng)的動力功能。</p><p>　　我國是農(nóng)業(yè)大國，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，農(nóng)業(yè)裝備的機械化、智能化是發(fā)展的必然趨勢。而且溫室

4、采摘作業(yè)是蔬果生產(chǎn)鏈中最耗時、最費力的一個環(huán)節(jié)。采摘作業(yè)的季節(jié)性強，勞動強度大，費用高。所以隨著溫室大面積的推廣與種植，研究溫室采摘車更具有重要的意義。</p><p>　　關(guān)鍵字：溫室、采摘車、升降臺、液壓控制、電路控制回路</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper introduces

5、the domestic and international greenhouse picking Study and Application of the car, and picking the car and working principle of the mechanical structure and designed to pick out a new car design.The combination of picki

6、ng a vehicle to hydraulic and other mechanical and electrical knowledge, is a small portable greenhouse can be automatically and continuously lift the fruit crop harvesting machinery.Simple structure, easy to use.Mainly

7、in battery-powered, driving motor, for</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p&g

8、t;<p>　　1.1課題的來源1</p><p>　　1.2課題的意義錯誤!未定義書簽。</p><p>　　1.3溫室采摘機構(gòu)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3.1 國外的研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.4課題研究的主要內(nèi)容3

9、</p><p>　　2溫室采摘車的方案設(shè)計與總體設(shè)計5</p><p>　　2.1設(shè)備的方案設(shè)計5</p><p><b>　　2.2方案評價6</b></p><p>　　2.3溫室采摘車的總體設(shè)計7</p><p>　　3設(shè)計計算和校核14</p><p>

10、　　3.1采摘車行進軸的計算和校核15</p><p>　　3.1剪叉式升降平臺計算與校核16</p><p>　　3.2.1 叉臂梁的計算與校核17</p><p>　　3.2.2 銷軸的計算與校核17 </p><p><b>　　4設(shè)計說明 17</b></p><

11、;p><b>　　結(jié)論18</b></p><p><b>　　參考文獻19</b></p><p><b>　　致謝20</b></p><p><b>　　附錄17</b></p><p>　　附錄圖1 總體裝配圖21</p>

12、;<p>　　附錄圖2 從動輪的軸設(shè)計22</p><p>　　附錄圖3 驅(qū)動輪的設(shè)計23</p><p>　　附錄圖4 升降臺梁設(shè)計24</p><p>　　附錄圖5 溫室管道路線的設(shè)計25</p><p>　　附錄圖6 整體三維圖設(shè)計26</p><p><b>　　1 緒論<

13、;/b></p><p><b>　　1.1課題的來源</b></p><p>　　20世紀在人類歷史上是一個科技突飛猛進的時代，在這一百年中各種新的技術(shù)和新的理論不斷出現(xiàn)。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)代溫室種植模式得到同益廣泛的重視，對傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式帶來了較大沖擊，對農(nóng)業(yè)機械丌發(fā)和研究提出了許多新的課題，隨著新的農(nóng)業(yè)機械的不斷出現(xiàn)又促進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展?。</p&

14、gt;<p>　　為了更好地促進科技在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，推廣先進的溫室種植模式，提高我國農(nóng)業(yè)機械和設(shè)施裝備的自動化水平，北京工業(yè)大學和北京市農(nóng)業(yè)機械研究所共同研究設(shè)計了將廣泛應(yīng)用在溫室農(nóng)業(yè)作物收獲的采摘機械。</p><p><b>　　1.2課題的意義</b></p><p>　　溫室采摘機器人是一種以農(nóng)產(chǎn)品為操作對象，兼有模擬人類智能感知和四肢行動功能、

15、可重復(fù)編程的柔性自動化或者半自動化設(shè)備。隨著工業(yè)機器人技術(shù)的高速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機器人也隨著迅速發(fā)展，它的作用可以簡單歸納為以下幾點: ①緩解農(nóng)業(yè)勞動力的不足; ②替代人類從事臟、累、辛苦的勞動; ③替代人類從事機械式的單調(diào)勞動;④獲得高品質(zhì)、高附加值的農(nóng)產(chǎn)品; ⑤實現(xiàn)植物工廠內(nèi)的無菌化生產(chǎn)。所以，在未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程信息化中，農(nóng)業(yè)機器人將起到舉足輕重的作用 。</p><p>　　我國是一個農(nóng)業(yè)大國，要實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化

16、，農(nóng)業(yè)裝備的機械化、智能化是發(fā)展的必然趨勢。隨著計算機和自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，機器人已逐步進入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中。農(nóng)業(yè)機器人不同于工業(yè)機器人，它對生產(chǎn)作業(yè)的要求較高，都是勞動密集型作業(yè)，再加上季節(jié)的要求，保證收獲質(zhì)量就成為關(guān)鍵的問題。溫室采摘作業(yè)是蔬果生產(chǎn)鏈中最耗時、最費力的一個環(huán)節(jié)。采摘作業(yè)的季節(jié)性強，勞動強度大，費用高。目前，國內(nèi)蔬果采摘作業(yè)基本上都是靠人工完成的，采摘效率低，費用占成本的比例約為50%~70%。隨著溫室大面積的推廣

17、與種植，研究溫室采摘車更具有重要的意義。</p><p>　　1.3溫室采摘國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1 國外的研究現(xiàn)狀</p><p>　　近年來，發(fā)達國家"農(nóng)業(yè)設(shè)施"已向"工廠化農(nóng)業(yè)"過渡。如荷蘭的計算機自控連棟大型溫室。以色列的半自動連棟塑料大棚以及法國、日本等國家的封閉式循環(huán)流水魚類養(yǎng)殖車間。目前國外

18、對采摘機械的研究是以采摘機器人為主。在70年代末期，隨著計算機和自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，美國首先開始研究各種農(nóng)業(yè)機器人。[1]機器人采摘示意圖草圖1所示。自1983年第一臺采摘機器人在美國誕生以來，歷經(jīng)了20 多年的研究和試驗，以日本為代表的發(fā)達國家，包括美國、法國、荷蘭、英國、西班牙等國相繼試驗成功了多種采摘機器人，如蘋果、柑桔、番茄、西瓜和葡萄等果實采摘的具有人工智能的機器人[2]。表一描述了部分國家的果蔬采摘機器人的研究進展。[3

19、]</p><p>　　表一 部分國家的果蔬采摘機器人的研究進展統(tǒng)計</p><p>　　對于采摘機械手的設(shè)計是個難點，日本首先是京都大學Noboru Kawamura 等人在80 年代中期研制了五自由度關(guān)節(jié)型機械手，但這種機械手的工作空間并沒有包含所有果實的位置，而且機械手末端執(zhí)行器的可操作度也低。[4]與此同時韓國研制的蘋果采摘機器人采用了極坐標機械手，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)可左右移動，絲桿關(guān)節(jié)可以

20、上下移動，從而工作空間可達3m。[5]機械手的模型大體如圖2所示。20 世紀90 年代，日本崗山大學Naoshi Kondo 等人在番茄采摘機器人上設(shè)計出了具有7 個自由度的能夠指定采摘姿態(tài)的機械手。[6]自由度越高，其機械手的運動越靈活，計算機的也就控制越復(fù)雜。對于果蔬采摘的另一難點，機器人尋找辨位的視覺系統(tǒng)的設(shè)計也在20世紀90年代拉開了序幕，日本崗山大學Naoshi Kondo 等人在番茄、草莓采摘機器人上用彩色攝像頭和圖像處理卡

21、組成的視覺識別系統(tǒng)來尋找和識別成熟果實，利用雙目視覺方法對目標進行定位。該系統(tǒng)從識別到采摘完成的速度大約是15 秒/個，成功率在70%左右。日本國立農(nóng)業(yè)研究中心的Murakami 等人在甘藍、茄子采摘機器人中采用CCD 視覺識別系統(tǒng)，工作中利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（</p><p>　　圖1 機械手的末端執(zhí)行器</p><p>　　1.3.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀</p><p>

22、;　　設(shè)施農(nóng)業(yè)是依靠科技進步而形成的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折。但我國設(shè)施農(nóng)業(yè)起步較晚，發(fā)展緩慢，尤其是機械化作業(yè)水平低下。與發(fā)達國家相比存在很大差距，如人均管理面積僅相當于荷蘭的1／4、日本的1／5和美國的1／300，而且作業(yè)質(zhì)量差，產(chǎn)出不盡如人意，平均單產(chǎn)約為荷蘭的1／3-1／4。機械化水平低成為制約我國設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸。</p><p>　　我國從20 世紀70 年代開始研究果園采摘

23、機械，先后研制出與手扶拖拉機配套的機械振動式山楂采果機、氣囊式采果器和手持電動采果器。后兩者實際上還是人工作業(yè)用的輔助機械，雖然在保護果實不受損傷方面做得較好，但是其效率還是太低。80 年代后，開始研究和制造切割型采摘器，果園采摘也從人工使用剪刀采摘發(fā)展到使用機械裝置采摘。90年代開始，市場的因素帶動了果樹種植的熱潮，眾多中小種植戶的需求帶動了簡易采摘器的市場。</p><p>　　其后氣動剪枝機、輔助升降平臺等

24、機具相繼進入了市場。國內(nèi)氣動剪著名廠商有臺灣郁馨公司的ST-360型氣動剪。1992 年浙江金華農(nóng)機所研究了由拖拉機操作的用于采摘水果的升降機，上升高度可達7m。2007年新疆機械研究院研制了我國第一臺多功能果園作業(yè)機，即LG-1 型多功能果園作業(yè)機。該作業(yè)機的研制成功標志著我國果園單一的采摘機械進入到了多功能作業(yè)機械時代[8]。</p><p>　　我國對于機械手和視覺系統(tǒng)的研究也是目前比較重視的一塊。浙江大學

25、的梁喜鳳[9]等為分析收獲機械手運動學特性進行了番茄收獲機械手運動學優(yōu)化與仿真試驗，取得了較好的效果。浙江大學的應(yīng)義斌等人完成了水果自動分級機器人的研究開發(fā)[10]。我國農(nóng)業(yè)大學將雙目視覺技術(shù)運用于草莓采摘機器人上，提出利用成熟草莓輪廓信息進行Hough變換的成熟草莓識別算法[11]，運用Bayes分類判別模型對溫室黃瓜果實進行模式識別與分割的算法，該算法能從自然背景中較好識別出黃瓜果實[12]。該算法還可以對溫室草莓，西紅柿，茄子等水

26、果蔬菜進行識別，具有較強的通用性。中國農(nóng)業(yè)大學主要致力于果實采摘機器人圖像識別的研究[13]。</p><p>　　果蔬采摘機器人操作者是農(nóng)民，不是具有機電知識的工程師，因此要求果蔬采摘機器人必須具有高可靠性和操作簡單的特點；另外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以個體經(jīng)營為主，如果價格太高，就很難普及。上述多種因素很大程度上限制了智能型的采摘機械的推廣和使用。根據(jù)國情和設(shè)施農(nóng)業(yè)的特點，發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)農(nóng)業(yè)市場急需針對日光溫室、單棟大棚和小

27、型連棟溫室的植保機械的產(chǎn)品，比如小型采摘及運輸機械。性能可靠、結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、操作靈活的輕便微型化的機械裝備將比智能型采摘機器人更受到普遍歡迎，有良好的市場前景和應(yīng)用價值。</p><p>　　1.4課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　結(jié)合國內(nèi)外研究狀況和國內(nèi)市場的需求，本課題要求針對溫室立體栽培農(nóng)作物，設(shè)計研制出一種小型移動式可自動連續(xù)升降的溫室農(nóng)作物果實收獲機械。本課題的研究內(nèi)

28、容包括搜集和分析國內(nèi)外有關(guān)的資料，獲得可靠的設(shè)計依據(jù)制定出總體方案設(shè)計，進行主要工作性能參數(shù)的計算和主要部件的選型，根據(jù)總體設(shè)計中的設(shè)計方案，設(shè)計各個部件結(jié)構(gòu)總圖、零件圖、總裝配圖等加工圖紙，繪制液壓系統(tǒng)原理圖和電氣控制原理圖等。設(shè)計出一種小型移動式可自動連續(xù)升降的溫室農(nóng)作物果實采摘機械。</p><p>　　2設(shè)備方案設(shè)計與總體設(shè)計</p><p>　　2.1溫室采摘車總體方案設(shè)計<

29、;/p><p>　　圖2 溫室采摘車總體方案設(shè)計</p><p><b>　　2.2方案評價</b></p><p>　　該設(shè)計雖然能夠人為地去完成采摘工作，但是還不能做到自動化。</p><p>　　2.3溫室采摘車的總體設(shè)計</p><p>　　溫室采摘車動力系統(tǒng)的設(shè)計</p>&

30、lt;p>　　溫室采摘車在大棚的不同通道間來回作業(yè)，如果采用固定電源，采摘車在不同位置間移動時，將需要大量的電源線追隨，限制了其工作范圍和行走路徑。為了便于工作，在設(shè)計該采摘車時采用蓄電池作為自帶動力源?？紤]到溫室采摘車的用戶為普通農(nóng)民或農(nóng)業(yè)經(jīng)營者，力求價格低廉使用可靠方便，所以選擇普通鉛酸免維護蓄電池為采摘車的動力源。由于蓄電池輸出的為直流電壓，所以電動機須定為直流電動機。</p><p>　　假設(shè)采摘車

31、由暖氣軌道進行導(dǎo)向縱向前進和后退行駛，可實現(xiàn)無級調(diào)速并可剎車，不需爬坡，車速范圍：O-0.5m/s；兩行植株間距1m，采摘車整機寬度不能超過1m；暖氣管道中心距0.5m；采摘載重150-200kg；最大舉升高度2m。</p><p>　　采摘車原動及傳動部分采用以蓄電池為動力源，電動機作為原動機，通過鏈傳動方式，使縱向行駛系統(tǒng)沿著溫室地面的暖氣軌道正反向平穩(wěn)行駛。車輪與硬地面材質(zhì)間的滑動靜摩擦系數(shù)是0.3，車輪軸

32、套與暖氣軌道間的滑動靜摩擦系數(shù)是0．15，采摘車的最大載重量200公斤，假設(shè)自重為300公斤，則負載機械的全部重量為500公斤。則負載機械的最大靜摩擦阻力為：</p><p>　　F=fG=0.3（500/2）10+0.15（500/2）10=1125 N</p><p>　　因為P=FV，所以負載機械所需輸入功率P=1125N0.5m/s0.97580W（0.97為機械設(shè)計手冊里齒輪鏈的

33、傳動效率）</p><p>　　初步定下電動機的最小輸出功率為580W,電動機轉(zhuǎn)速n=車輪的轉(zhuǎn)速傳動比i,i=2,車輪直徑取d=0.2m,=60V/（d）48 r/min 所以電機轉(zhuǎn)速n=96 r/min</p><p>　　轉(zhuǎn)矩T=P9550n57.7 N.m,所以電動機的最小功率大于580W,轉(zhuǎn)速96 r/min,轉(zhuǎn)矩不小于57.7 N.m,所以電動機功率選擇0.75 kW,轉(zhuǎn)速選擇9

34、10 r/min的Y90S-6型電動機,電動機外加個減速器傳動比為9.48</p><p>　　減速器的設(shè)計分配傳動裝置各級傳動比由為使V帶輪的尺寸不致過大,傳動比，則齒輪傳動比</p><p><b>　　各軸轉(zhuǎn)速:</b></p><p><b>　　1軸 </b></p><p>&l

35、t;b>　　2軸 </b></p><p><b>　　工作軸 </b></p><p><b>　　各軸功率: </b></p><p>　　各軸轉(zhuǎn)矩 : ; ; </p><p>　?。?）溫室采摘車傳動系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　通

36、過帶傳動方式，使縱向行駛系統(tǒng)沿著溫室地面的暖氣軌道平穩(wěn)行駛。，兩帶輪之間的中心距，V型帶，其帶長度為：L=685．8(mm)</p><p><b>　　溫室采摘車底盤設(shè)計</b></p><p>　　采摘車地盤設(shè)計：考慮植株通道間的寬度，采摘車的寬度選擇0.8米，長度選擇2.5米。</p><p>　　溫室采摘車舉升系統(tǒng)的設(shè)計</p&g

37、t;<p>　　舉升系統(tǒng)由4個液壓缸和兩個液壓動力單元構(gòu)成。4個液壓缸分成前后兩組，兩個液壓動力單元分別為前后兩組液壓缸提供動力。若是想升降工作平臺只需要兩個液壓缸同時工作。若是想從采摘車上卸下采摘的果實，可以工作后面一組的液壓缸，這樣就能使得液壓缸處于傾斜狀態(tài)。</p><p>　　液壓缸的設(shè)計主要考慮到液壓缸所受力主要是壓力。壓力</p><p>　　考慮人的體重加采摘工

38、作臺得重量，初定150Kg，取10。</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　經(jīng)過計算初步定下液壓缸推動桿的直徑為75mm。</p><p>　　溫室采摘車液壓系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　油泵泵油，液壓油經(jīng)普通單向閥進入油缸，油缸推動平臺上升。液壓缸舉升動作完成后即關(guān)閉電動機。只要液壓缸和管道以

39、及閥無泄漏，柱塞就不會下降。此時，工作平臺可以較長時間停留在此高度，保證操作人員能夠完成采摘作業(yè)。在需要柱塞下降時，只要使二通閥換向，就可以使液壓缸內(nèi)液壓油經(jīng)二通閥流回油箱，使柱塞復(fù)位，即實現(xiàn)平臺借助自身重力下降。整個系統(tǒng)的壓力控制由溢流閥調(diào)節(jié)，平臺下降速度可由節(jié)流閥調(diào)整。為了使采摘機械操作方便可靠，二通換向閥采用電磁式。</p><p>　　1濾網(wǎng)、2電動機、3油泵、4單向閥、5溢流閥、6和9電磁換向閥、7節(jié)流

40、閥、8柱塞缸</p><p>　　圖四 溫室采摘車液壓系統(tǒng)工作原理圖</p><p>　　液壓動力單元（HPU）用作供油裝置，它通過外部的管路系統(tǒng)與數(shù)個液壓油缸相連以控制多組閥門動作。 油箱、油泵和蓄能器組成獨立的密閉的動力油源系統(tǒng)。油站可以配備 PLC控制系統(tǒng)，它控制所有的內(nèi)部液壓功能并產(chǎn)生信號與控制室（DCS）交換?？刂圃缫簤核欧y直接安裝在液壓油缸上，通過此閥把高壓油壓進

41、油缸，或者從其中放出高壓油。 在常態(tài)下，油泵向系統(tǒng)供油，自動保持系統(tǒng)額定壓力，通過控制閥的閉鎖，實現(xiàn)閥門在任意位置下的保位功能；在工作狀態(tài)下，液壓執(zhí)行器受控于電磁閥，系統(tǒng)指令信號使電磁閥動作，控制油壓和蓄能器的能量釋放，進而控制油缸滑閥，通過機械傳動機構(gòu)驅(qū)動閥門，實施快速關(guān)閉、正常啟閉和試驗控制。高壓油缸可固定在閥桿上，也可直接作為執(zhí)行機構(gòu)用。多余的液壓油則返回液壓油站，這樣管路系統(tǒng)用一根進油管一根回油管就可控制幾個平行連接的閥門。這種

42、具有特殊驅(qū)動技術(shù)的液壓站用來控制主蒸汽閥和汽輪機旁路系統(tǒng)的執(zhí)行器動作。 </p><p>　　圖五 動力單元長沙乾潤科技相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品</p><p>　　動力單元專為各種應(yīng)用狀況優(yōu)化設(shè)計，例如可以應(yīng)用于嚴酷環(huán)境中卡車運行，或者長時間用于重物搬運工況，以及其他需要高性能和高質(zhì)量產(chǎn)品的場合 。液壓動力單元是結(jié)合了電機、泵、閥、油箱等的液壓動力源，從而取代了體積龐大的原理圖上各個零部件連接而成的

43、液壓站。</p><p>　　液壓動力單元里的油箱大小及電機工作電壓選擇：由于采用的是蓄電池供電，所以為了使用方便，最好能夠有蓄電池直接供電，而蓄電池的電壓為24V。油箱大小的選擇主要考慮液壓系統(tǒng)的油量以及液壓缸伸出是需要補充的油量。</p><p>　　額定工作流量，系統(tǒng)油量初步選取油箱容積為系統(tǒng)流量的2倍，即1．54L補充油量(S為液壓缸行程)</p><p>

44、　　液壓動力單元的電機功率p=0.02PQ=0.16 kW</p><p>　　溫室采摘車的工作平臺設(shè)計：</p><p>　　工作平臺的設(shè)計：為了保證操作工人的安全問題，采用3面完全封閉，另一邊設(shè)置一個可折疊長梯，這樣可以把長梯收上來當做防護欄。中國人的平均身高170cm左右，所以護欄高度初步定再120cm。</p><p>　　遙控控制與開關(guān)的設(shè)計：</p

45、><p>　　圖六 電液控制總電路圖</p><p>　　控制電路控制行駛電動機正常工作過程為：</p><p>　　合上空氣開關(guān)QFl、QF2、QE3按下帶燈按鈕SB4(或按下遙控器“6”鍵)繼電器KMl、KM1.1、KM1.2的線圈得電KM1、KM1.1的常開觸點閉合，KM1.1、KM1.2的常閉觸點斷開電動機M2通電正轉(zhuǎn)，同時液壓系統(tǒng)控制回路斷路，電動機M2反轉(zhuǎn)回

46、路斷路(通過旋轉(zhuǎn)電位器上的旋鈕可以對電動機M2無級調(diào)速)。</p><p>　　合上空氣開關(guān)QFl、QF2、QE3按下帶燈按鈕SB5(或按下遙控器“5”鍵)繼電器KM2、KM2.1、KM2.2的線圈得電KM2、KM2.1的常開觸點閉合，KM2.1、KM2.2的常閉觸點斷開電動機M2通電反轉(zhuǎn)，同時液壓系統(tǒng)控制回路斷路，電動機M2正轉(zhuǎn)回路斷路(通過旋轉(zhuǎn)電位器上的旋鈕可以對電動機M2無級調(diào)速)。</p>

47、<p>　　控制電路控制行駛電動機停止工作過程為：</p><p>　　電動機M2正常運轉(zhuǎn)踩下腳踏開關(guān)SB6(或按下遙控器“2”鍵)繼電器KM2、KM2.1、KM2.2的線圈或KMl、KM1.1、KM1.2的線圈斷電釋放電動機M2的電源被切斷剎車回路形成通路電動機M2迅速停止運轉(zhuǎn)。</p><p>　　控制電路控制平臺運動過程為：</p><p>　　合上

48、空氣開關(guān)QFl、QF2、QE3按下帶燈按鈕SB2(或按下遙控器“4”鍵)接觸器KM4、繼電器KM4.1的線圈得電KM4、KM4.1的常開觸點閉合，KM4.1的常閉觸點斷開油泵電機M1通電轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，工作平臺上升，同時電動機M2控制回路斷路。</p><p>　　油泵電機M1無轉(zhuǎn)動合上空氣開關(guān)QFl、QF2、QE3按下帶燈按鈕SB3(或按下遙控器“3”鍵)中間繼電器KA的線圈得電KA的常開觸點閉合，KA的常閉觸點斷開電

49、磁換向閥YV通電移位，同時電動機M2控制回路斷路電動機液壓系統(tǒng)回油路接通工作平臺下降。</p><p>　　控制電路控制平臺運動停止過程為：</p><p>　　油泵電機M1正常運轉(zhuǎn)按下帶燈按鈕SBl(或按下遙控器“l(fā)”鍵或行程開關(guān)SQ被碰撞)接觸器KM4、繼電器KM4.1的線圈失電釋放油泵電機M1的電源被切斷，工作平臺停止上升。</p><p>　　平臺下降狀態(tài)按

50、下帶燈按鈕SBl(或按下遙控器“1”鍵)中間繼電器KA的線圈斷電釋放電磁換向閥YV斷電復(fù)位液壓系統(tǒng)回油路斷開工作平臺停止下降。</p><p>　?。?）各類電氣元件的選擇：</p><p>　　無限遙控裝置選擇：JD-6A智能型6路無線接收控制器以及YK200-6型6鍵無線遙控器。</p><p>　　繼電器的選擇：行走系統(tǒng)的電機的驅(qū)動電路中，選用的是四個大型繼電

51、器并聯(lián)對驅(qū)動電路進行控制，由于驅(qū)動電路電流很大，所以繼電器的觸點工作電流選擇為40A，具體型號為JQFl3F-24V／40A。其余在控制回路中使用的繼電器，其線圈的工作電壓均為24V，線圈的工作電流為均10A，具體型號為JQFl3F-24V／10A。</p><p>　　空氣斷路器的選擇：為了保護整個電路以及方便檢修，在蓄電池與其他電路連接之前設(shè)計有雙極電流規(guī)格達100A的空氣斷路器，這樣可以很好地控制電源后整個

52、電路的通斷。在油泵電機的驅(qū)動電路中也配置有63A的單極空氣斷路器作為電路的控制丌關(guān)，控制電路選用的是10A單極空氣斷路器。在設(shè)備運行前，必須將這三組空氣斷路器接通，溫室采摘車方可使用，這有效地保證了系統(tǒng)的安全性。</p><p>　　熔斷器的選擇：于兩臺電動機的驅(qū)動電路，熔斷器選擇為的大型熔斷器，而控制回路中選用的熔斷器均為。</p><p>　　熱繼電器的選擇：通常熟繼電器的整定電流與電

53、動機的額定電流相當，一般取到0．95-1.05倍額定電流，器件可以在一定的調(diào)整范圍內(nèi)調(diào)整到要求的整定電流值。根據(jù)市場調(diào)研。選擇的是整定電流范圍為14-63A的熱繼電器，具有整定電流連續(xù)可調(diào)裝置，具體型號為JR36-63。</p><p><b>　　3設(shè)計計算和校核</b></p><p>　　3.1剪叉式升降平臺校核</p><p>　　銷軸

54、的校核：銷軸連接兩個剪叉臂，同時剪叉臂之間可以繞銷軸轉(zhuǎn)動，其截面是圓形的，最大彎曲剪應(yīng)力發(fā)生在中性軸上，并可認為沿中性軸均勻分布，其值為：</p><p>　　（Q橫截面剪力；整個截面對Z軸慣性矩；中性軸一側(cè)的截面面積對Z軸的靜矩；b截面寬度,R=10mm）</p><p>　　圖七 銷軸截面應(yīng)力分布</p><p><b>　　中性軸中 <

55、;/b></p><p>　　(因為材料選擇為45好鋼所以=105MPa)</p><p>　　液壓缸最大推力在液壓缸選擇時計算，大約為10KN，所以危險插架上的銷軸受力</p><p><b>　　=105MPa</b></p><p><b>　　液壓缸所固定的銷軸</b></p&g

56、t;<p><b>　　=105MPa</b></p><p><b>　　4設(shè)計說明</b></p><p>　　4.1溫室采摘車升降平臺的設(shè)計說明</p><p>　　升降臺主要采用的是液壓剪叉式升降機構(gòu)，有蓄電池提供給液壓動力單元供電，驅(qū)動液壓動力單元工作，從而帶動液壓泵工作。</p>&

57、lt;p>　　剪叉式升降平臺提升高度大，下降較平穩(wěn)，便于定位，結(jié)構(gòu)簡單。但是提升高度過高時，為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要加大結(jié)構(gòu)的剛性，導(dǎo)致重量偏大。</p><p>　　4.2溫室采摘車行駛系統(tǒng)的設(shè)計說明</p><p>　　溫室采摘車行走系統(tǒng)的設(shè)計主要考慮采摘車能夠平穩(wěn)地進行前進后退動作，由于操作的工人基本上都是農(nóng)民，所以造作需要簡單方便，成本低。基于上述問題我采用了后輪驅(qū)動，前輪

58、從動的行駛系統(tǒng)。前輪由于裝在輪盤上可以只有徑向轉(zhuǎn)動，所以前輪能夠沿溫室管道自動改變方向。</p><p>　　而前輪的設(shè)計方案最大的問題就是溫室管道的強度問題。為了配合我設(shè)計的采摘車運行，我對溫室的管道設(shè)計稍作修改。在管道沒個轉(zhuǎn)彎處設(shè)計一個彎向地底的接頭，使管道埋到地底下去，而在原來溫室管道的地方放置強度足夠的導(dǎo)軌代替。下面是管道的分布圖。</p><p>　　圖八 溫室管道的設(shè)計<

59、;/p><p>　　其中紅色部分為埋入地底的部分管道，曲線為替代導(dǎo)軌，這樣就能達到安全穩(wěn)定地通過溫室轉(zhuǎn)彎處，并且方便省力，成本低。</p><p><b>　　4.3控制設(shè)計</b></p><p>　　主要借鑒與遙控玩具汽車的遙控裝置，控制采摘車的前進后退以及升降平臺的升降動作，所以操作簡單。</p><p><b&

60、gt;　　5結(jié)論</b></p><p>　　溫室采摘車的設(shè)計結(jié)合了機械設(shè)計，電氣，液壓，自動控制理論等多門學科的知識，終于能夠?qū)崿F(xiàn)自由的前后運動，自由升降的等動作，基本上實現(xiàn)了預(yù)期的設(shè)計目標。</p><p>　　該設(shè)計的主要研究成果有：（1）利用蓄電池供電，液壓系統(tǒng)提供動力，機械結(jié)構(gòu)為主體，有機的將機電液統(tǒng)一起來，讓我對各方面的知識都進行了充分的了解（2）該設(shè)計巧妙的采用了

61、連桿機構(gòu)使得液壓升降臺能夠穩(wěn)定的進行升降動作。（3）在設(shè)計中運用了生活中的遙控玩具汽車的遙控裝置，讓采摘車的控制方便快捷了很多。（4）充分體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡單，操作方便的特點。</p><p>　　研究中的不足和以后的研究方向：該設(shè)計主要不足在于不能自動進行果實采摘，以及行走系統(tǒng)不能脫離軌道的運行。主要研究方向在于自動采摘。</p><p><b>　　6參考文獻</b>&

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68、t;</p><p><b>　　附錄 二</b></p><p><b>　　附錄 三</b></p><p><b>　　附錄 四</b></p><p><b>　　附錄 五</b></p><p><b>　　附錄