修剪機器人說明書 (1)

1、機械創(chuàng)新設(shè)計課程設(shè)計 2014-2015第 2 學(xué)期姓 名： 班 級： 指導(dǎo)教師： 成 績： 高速公路綠化帶修剪機器人修剪機構(gòu)設(shè)計摘 要我國高速公路發(fā)展迅速，而高速公路綠化帶的建設(shè)已經(jīng)成為高速公路建設(shè)的主體部分之一，其修剪任務(wù)非常嚴(yán)重。通過對國內(nèi)外高速公路綠化帶現(xiàn)有修剪機（便攜式綠籬修剪機和電動單刀往復(fù)式綠籬修剪機）進(jìn)行深度研究及其修剪技術(shù)的學(xué)習(xí)和分析，設(shè)計了一種針對高速公路綠化道的修剪機器人，其特點是修剪速度快、可連續(xù)性修剪作業(yè)、效率高、自動化和智能化水平高。希望在可以保證修剪質(zhì)量的同時，有效的減少工人的工作時間。為了提高修剪效率，減少修剪路段的封鎖時間，我們采用機器人操控液壓驅(qū)動實現(xiàn)修剪機

2、構(gòu)的升降，再用液壓驅(qū)動滑塊搖桿機構(gòu)實現(xiàn)電鋸式刀具角度的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)水平和豎直自動修剪，這種機構(gòu)體積布置合理，能夠盡可能的不占用高速公路的車道，并且電鋸式刀具切割設(shè)計實現(xiàn)連續(xù)修剪作業(yè)可以高效率的修剪枝條，減輕了工作強度和提高了工作效率 。關(guān)鍵詞 直線切割、液壓升縮、修剪機構(gòu)目錄第一章 緒論31.1研究背景2 1.2 方案說明書的主要意義31.3修剪機構(gòu)的意義4第二章 修剪機構(gòu)總體方案設(shè)計42.1修剪機構(gòu)設(shè)計目標(biāo)和功能規(guī)劃2 2.1.1 修剪機構(gòu)的設(shè)計目標(biāo)32.1.2修剪機構(gòu)的功能規(guī)劃2.2升縮機構(gòu)設(shè)計方案12.2.1電動升降機2 2.2.2液壓升降機32.3修剪裝置設(shè)計方案2.3.1 往復(fù)式直線修

3、剪裝置32.3.2 滾筒式直線修剪裝置2 2.3.3電鋸式直線修剪裝置32.4修剪裝置的設(shè)計原理 第三章 修剪機構(gòu)參數(shù)和尺寸設(shè)計2 3.1 修剪裝置的尺寸參數(shù)33.2 升降機構(gòu)尺寸參數(shù)及計算3.3極限位置的校核13.3.1刀具極限位置校核2 3.3.2修剪機平面運動極限校核33.4回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)置3第四章 對于修剪機器人未來功能展望4.1.本修剪機器人的不足4.2對未來修剪機器人的設(shè)想和展望1致謝參考文獻(xiàn)第一章緒論1、研究背景 國內(nèi)高速公路綠籬帶機械設(shè)備的發(fā)展起始于20世紀(jì)70年代后期，20世紀(jì)90年代開始進(jìn)入了快速發(fā)展時期，其主要標(biāo)志是除了園林機械廠、林業(yè)機械廠生產(chǎn)高速公路綠籬帶機械設(shè)備以外，一

4、批實力較強的通用機械廠、機床廠也開始生產(chǎn)不同品種的高速公路綠籬帶機械設(shè)備，部分小型園林綠化機械已開始出口國外。先進(jìn)的園林綠化機械設(shè)備的進(jìn)口大幅度上升。英國、德國、瑞典、日本等國的一些大公司的園林綠化機械紛紛進(jìn)入國內(nèi)市場，經(jīng)銷國內(nèi)外園林綠化機械設(shè)備的公司大量涌現(xiàn)，規(guī)模也日益擴大，并已初步形成了全國經(jīng)銷網(wǎng)絡(luò)。但是總的來看：國內(nèi)園林綠化機械設(shè)備的品種還比較單一，性能、質(zhì)量和制造水平都還比較落后，與國外發(fā)達(dá)國家相比有很大差距，國內(nèi)園林綠化機械化作業(yè)的比重還很小，與發(fā)達(dá)國家全盤機械化程度相； 比，差距十分明顯。總體上國內(nèi)目前仍處于園林綠化機械設(shè)備發(fā)展的初級階段。進(jìn)入2l世紀(jì)，國內(nèi)外高速公路綠籬帶機械設(shè)備

5、的發(fā)展會進(jìn)一步加快，國內(nèi)也將會很快實現(xiàn)園林綠化作業(yè)的全盤機械化，國外發(fā)達(dá)國家的機械化水平則將進(jìn)一步向更高的層次發(fā)展。今后一段時期，國內(nèi)外高速公路綠籬帶機械設(shè)備發(fā)展將呈現(xiàn)下述幾方面的趨勢。一,是繼續(xù)大力開發(fā)高速公路綠籬帶機械設(shè)備新產(chǎn)品，向操作自動化、舒適化方向發(fā)展。20世界相對落后的年代，機械制造水平并沒有達(dá)到一個完善的高度，各種機械設(shè)備的工作還很繁雜。進(jìn)入21世紀(jì)后，科技水平的不斷的創(chuàng)新，技術(shù)的提高，高速公路綠籬帶機械設(shè)備更加先進(jìn)，完善操作自動化，舒適畫發(fā)展日新月異。二,是積極發(fā)展高速公路綠籬帶機械的一機多用和聯(lián)合作業(yè)機。一機多用和聯(lián)合作業(yè)機這兩者概念不同、目的不同、適用的對象也不同。一機多用

6、是指一種機器能配備多種工作裝置或附件，更換不同裝置就能完成不同作業(yè)，以提高機器的利用率。聯(lián)合作業(yè)機是指一種機器上能同時安裝多種工作裝置，同時完成多項需要按順序連續(xù)進(jìn)行的作業(yè)，以提高機器的作業(yè)效率和勞動生產(chǎn)率。三,是大力改善綠籬帶機械設(shè)備的環(huán)保性能。現(xiàn)在人們的環(huán)境意識已有了很大的提高。譬如美國很多州就已經(jīng)各自立法，規(guī)定了所有機器都必須達(dá)到一定的排放標(biāo)準(zhǔn)和噪音才能進(jìn)入該地區(qū)。因此，不少大型園林綠化機械設(shè)備制造企業(yè)已經(jīng)或正在采取措施，研制生產(chǎn)低污染、甚至無污染的“綠色”高速公路綠籬帶機械產(chǎn)品。以前在小型高速公路綠籬帶機械上普遍采用的二行程汽油機，雖然其結(jié)構(gòu)簡單、比重量小，但由于噪聲高、排放污染重，目

7、前除了手持式小型機械外，在高速公路綠籬帶機械中，高速公路綠籬帶等已逐步被四行程汽油機所代替，新一代低噪聲、低污染小汽油機已開始投放市場。機械產(chǎn)品的環(huán)保性能必將成為評價其質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。四，是進(jìn)一步提高高速公路綠籬帶機械設(shè)備的安全性。安全性有3個方面：一方面是對機械本身的安全性，以防止機械發(fā)生意外故障或被損壞；二方面是對操作人員的安全性，以防止操作人員在作業(yè)中受傷害；三方面是對周圍人群的安全性，以防止機械在作業(yè)時傷害他人。這些安全裝置今后也必將在園林綠化機械設(shè)備各種產(chǎn)品上的應(yīng)用更加多樣化、更加完善、更加有效。2、方案說明書的主要內(nèi)容 高速公路綠籬修剪機的主要作用就是修剪、維護中央隔離綠化帶和

8、兩邊邊坡的小部分喬木，防止這些綠籬、喬木生長到高速道上影響行車安全和美觀。它的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)方式中的人工修剪方式，使修剪效率和質(zhì)量得到了很大的提高，已經(jīng)成為目前對高速公路進(jìn)行維護的必備機械設(shè)備，在高速公路建設(shè)的發(fā)展中，對高速公路綠化帶修剪機器人修剪機的研制有著非常重要的意義和科學(xué)價值，是當(dāng)前不可或缺的機械產(chǎn)品。在我們的設(shè)計創(chuàng)作中，實現(xiàn)了高效率的修剪高速公路綠籬帶的工作方式修剪機構(gòu)全程由修剪機器人操作實現(xiàn)自動化修剪，機器人操控液壓控制技術(shù)實現(xiàn)的高度調(diào)節(jié)、寬度調(diào)節(jié)、展開動作和剪切運動。主要解決的問題是怎樣運用齒輪實現(xiàn)基體的轉(zhuǎn)動、怎樣用液壓實現(xiàn)升降的調(diào)解、怎樣實現(xiàn)刀具角度的變換、怎樣實現(xiàn)綠化帶的高效

9、率修剪。本說明書中從修剪機構(gòu)的設(shè)計方案，目的，工作原理和設(shè)計工藝進(jìn)行一個詳細(xì)的書面介紹。系統(tǒng)的分析了修剪機構(gòu)，升降機構(gòu)，連桿之間的相互連接和工作方式。具體的的介紹工作的方式和使用范圍，對于各個部分的參數(shù)和尺寸有一個詳細(xì)的解釋。并且通過各個方案設(shè)計的比較和優(yōu)缺點的確定，最終得出自己設(shè)計的方案。其中附帶了詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析計算和圖片。3、修剪機構(gòu)的意義和目的 1.修剪機構(gòu)的對于綠籬帶維護的意義：通過適當(dāng)?shù)男藿?，調(diào)節(jié)根冠比的平衡，可促進(jìn)樹木的健康生長。青壯齡苗木的旺盛生長往往會造成枝葉的過分郁閉，樹冠內(nèi)膛光照不足、通風(fēng)不良，極易誘發(fā)病蟲害。通過修剪及適當(dāng)疏枝，可增加樹冠內(nèi)膛的通風(fēng)與透光度，使枝條生長粗壯

10、，降低冠內(nèi)的相對濕度，提高苗木的抗逆能力，減少病蟲害的發(fā)生。2.設(shè)計修建機構(gòu)的意義：社會的發(fā)展帶動著科技水平的創(chuàng)新，修剪機構(gòu)的出現(xiàn)是為了滿足人類對于生活中的需要，對于綠籬帶的修剪更加的高效、環(huán)保、安全地進(jìn)行，希望在可以保證修剪質(zhì)量的同時，有效的減少工人的工作時間，也是為了提高修剪效率，減少修剪路段的封鎖時間，讓高速公路綠籬帶修剪工作更加的智能化，自動化，操作更加簡便，舒適化。第二章、修剪機構(gòu)總體設(shè)計方案2.1修剪機構(gòu)設(shè)計目標(biāo)與功能規(guī)劃 2.1.1修剪機構(gòu)設(shè)計目標(biāo)本文設(shè)計的修剪機作業(yè)場地是高速公路，作業(yè)對象是高速公路中央隔離綠化帶和兩邊的綠籬修剪，保證其高度符合要求，側(cè)面不影響車輛行駛，修剪后的

11、綠籬平整美觀，根據(jù)作業(yè)對象性質(zhì)和特征，基于產(chǎn)品功能強大和增強產(chǎn)品市場競爭力等方面要求，修剪機設(shè)計目標(biāo)如下： 1.修剪機采用自動化程度高的的修剪模式取代勞動強度大的傳統(tǒng)人工修剪模式，通過機器人的操作提高工作效率。 2.設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，采用獨立動力源，連續(xù)作業(yè)時間長。 3.能對高速公路綠花道進(jìn)行高位修剪和低位修剪，修剪作業(yè)范圍大，適應(yīng)能力強，轉(zhuǎn)場速度快，修剪功率大。 4.修剪姿態(tài)調(diào)整方便，能快速調(diào)整修剪高度，修剪角度和修剪距離。 5.集思廣益，推陳出新，挖掘創(chuàng)新點。 6.整機質(zhì)量輕，成本低廉，市場競爭力強。2.1.2修剪機構(gòu)功能規(guī)劃市面上的高速公路修剪機功能簡單，不能滿足高速公路綠籬

12、修剪質(zhì)量和修剪形狀的要求，主要原因是修剪機機構(gòu)可變范圍小，不能修剪出形態(tài)各異的綠籬。為了突破以往機型功能單一，作業(yè)質(zhì)量差的缺點，本文設(shè)計的修剪機要具有下列功能：表1最高水平修剪高度最高豎直修剪高度最低水平修剪高度最低豎直修剪高度最遠(yuǎn)水平修剪距離最遠(yuǎn)豎直修剪距離一次走刀寬度大于3000mm5000mm0mm0mm2800mm1800mm 700mm2.2升降機構(gòu)設(shè)計方案 2.2.1電動升降機 微型電動升降機微型電動升降機是一種微型電動升降機，它包括電動機、減速機構(gòu)及電路控制系統(tǒng)，其特征在于：電動機的轉(zhuǎn)子有效疊厚比定子有效疊厚長；電動機軸右段為蝸桿，并與蝸輪嚙合，蝸輪軸一端固定在蝸輪上，中間通過軸

13、承固定在支架上，支架固定在電動機右端外殼上，蝸輪軸另一端固定揚升卷筒；電動機外殼左端固定芯桿架，芯桿架內(nèi)固定兩個芯桿支承套，支承套內(nèi)裝芯桿，芯桿中間固定一個限位開關(guān)壓板，芯桿右端頂在電動機軸的左端；套在芯桿左段的壓縮簧一端頂在左邊的芯桿支承套上，另一端頂在限位開關(guān)壓板上；套在芯桿右段的壓縮簧一端頂在右邊的芯桿支承套上，另一端頂在芯桿端部的凸臺上；芯桿架上部在限位開關(guān)壓板的兩側(cè)分別固定限位開關(guān)；電源通過控制開關(guān)DSK和限位開關(guān)的常閉觸點接通電動機。特制的交流電動機連接減速機構(gòu)及揚升系統(tǒng)。電路控制系統(tǒng)包括控制開關(guān)，限位開關(guān)及其常閉觸點，限位開關(guān)壓板、芯桿和壓縮簧。電動機正反運轉(zhuǎn)時，電動機軸可左右位

14、移，超負(fù)荷時，位移增大，壓板壓住限位開關(guān)使限位開關(guān)的常閉觸點斷開，電動機不工作。 優(yōu)點：操作方便，可隨意使其升降或停止，運轉(zhuǎn)安全可靠，故障率低，應(yīng)用范圍廣，可用在澡堂、游泳池的升降存衣吊籃或高層樓房重物的提升等。 缺點：在升降過程中是不可以移動的，而且載重和升降高度有直接關(guān)系。 2.2.2液壓升降機液壓升降機，采用液壓驅(qū)動方式，通過修剪機器人所帶蓄電池給直流電動機供電驅(qū)動高壓泵，把蓄電池的電能轉(zhuǎn)換成液壓油的高壓液壓能，利用電磁閥控制液壓缸運動，使高壓液壓能轉(zhuǎn)換成機械能，驅(qū)動四連桿機構(gòu)運動，從而使升降平臺完成向上、向下平動以及向上向下轉(zhuǎn)動等各種動作。根據(jù)液壓升降機的功能，執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)該具有向上、向

15、下平動和轉(zhuǎn)動的特點，即升降平臺應(yīng)能按照一定的規(guī)律做平面運動。 控制回路設(shè)計液壓升降機采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速液壓控制回路，以控制活塞桿的速度，直控平衡閥Z用來產(chǎn)生背壓，防止在下降行程時活塞桿快速滑下，溢流閥用作安全閥起過載保護作用。優(yōu)點：1、可以方便實現(xiàn)頻繁的往復(fù)運動 2、能在較大的范圍內(nèi)實現(xiàn)無極調(diào)速，而其結(jié)構(gòu)則比常用的齒輪變速機機構(gòu)簡單的多 3、便于采用電液聯(lián)合控制實現(xiàn)自動化 4、結(jié)構(gòu)緊湊能獲得更大的傳動力和力矩 5、液壓機構(gòu)的部件大多數(shù)已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，因此便于設(shè)計制造。缺點：1、密封處易漏油，對密封件的要求較高。 2、使用的液體有可壓縮性，因此不宜用于傳動比十分嚴(yán)格的場合。 3、由于油的粘度受

16、溫度影響較大，所以液壓機構(gòu)不宜用在溫度劇烈變化的地方。兩個方案的比較選取： 電動液壓車的優(yōu)點是載重時可以移動，而且基本上3T以內(nèi)的小東西可以拖著走。 電動升降平臺分固定式和移動式，但是在升降過程中是不可以移動的，而且載重和升降高度有直接關(guān)系。而我們所要設(shè)計的高速公路修剪機器人卻需要時常反復(fù)移動，所以無法采用電動升降機這個方案。并且對于我們所要設(shè)計的高速公路綠化帶修剪機器人來說，電動升降機無法滿足我們角度的需求，采用這樣的結(jié)構(gòu)會致使我們的還得增加水平的連桿結(jié)構(gòu)去方便我們的修剪裝置在水平移動。2.3修剪裝置設(shè)計方案2.3.1直線往復(fù)式修剪裝置2.3.12.3.2刀具有上下兩個刀片，下刀片固定在基座

17、上，上刀片與下刀片中間有相同的五個移動并可鏈接的填空，每個滑控均呈長圓形，即能作為螺栓的連接孔，也能減輕刀片重量，而的滑孔的長度也是上、下刀片修剪枝條時候做相對直線往復(fù)的運動行程距離，同時，多個滑孔在下刀片和上刀片延長度方向呈一字型排列設(shè)置，所述的下刀片和上刀片穿插內(nèi)六角螺栓的滑孔內(nèi)設(shè)有相同的滑塊，并要求上刀片與下刀片之間的活動間隙a等于滑塊厚度減去上刀片與下刀片厚度之和，活動間隙在02mm,這樣在上下刀片修剪時，就能避免出現(xiàn)枝葉夾縫的現(xiàn)象，使刀片運轉(zhuǎn)更順暢，也增強了刀片的切割效果，提高刀片使用壽命。 優(yōu)點：a、成本較小，切割速率高，     

18、b、操作方便，便于更換刀具，刀具的特殊性要求不高。  缺點：a、往復(fù)式運動切割效率較低。     b、結(jié)構(gòu)單一，操作范圍有限，使用工作范圍小。2.3.2滾筒式直線修剪裝置滾筒式旋轉(zhuǎn)刀具是采用馬達(dá)帶動圓筒弧線薄片式刀具旋轉(zhuǎn)，使之形成一個圓柱形切割空間，然后由連桿推動滾筒直線前行，從而達(dá)到修剪高速公路綠化道的目的 優(yōu)點：1.結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。 2.結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，節(jié)省材料，環(huán)保性高 3.修剪效率高，適用于直線勻速前進(jìn)的情況中。缺點：1.刀具磨損較大，且不易更換刀具。 2.功率較小，不能快速的切割。 3.受力不均勻、沖擊力大，易斷刀。

19、2.3.3電鋸式直線修剪裝置電鋸直線切割裝置 電動往復(fù)鋸是一種由電機驅(qū)動和擺動動作，用來切割各種材料的一種工具，鋸條往復(fù)運動的實現(xiàn)，鋸條對機器切割性能的影響很關(guān)鍵，鋸條鋸齒的形狀，鋒利程度和耐磨性是機器切割性能的決定性因素之一。常用的鋸條材料一般有高碳鋼和高速工具鋼兩種。針對不同的切割對象，鋸齒的硬度要求也不同。采用最常見的曲柄連桿機構(gòu)傳動，它是將曲柄的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為往復(fù)桿在在直線上的往復(fù)運動。先有兩個錐形齒輪改變傳動方向，然后采用凸輪結(jié)構(gòu)，壓縮彈簧控制電鋸的往復(fù)，雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價高但是更加精確靈活。 電鋸沖程長度對機器切割的影響:沖程長度是指機器在切割過程中，鋸條前后 移動的

20、最大間距。沖程長度對機器的切割效率有很重要的影響。如果用同一把鋸條，在相同的往復(fù)次數(shù)下切割材料，則不同的沖程長度切割效率也不同:沖程長度越長，則鋸條在每次往復(fù)切割過程中，參與切割的齒數(shù)就越多，切割就越快;沖程長度越短，參與切割的齒數(shù)就越少，切割就越慢。如果在連桿與電鋸鏈接處能夠增加一個軸承是刀具鏈進(jìn)行運動工作的同時，刀具架能夠進(jìn)行360度的旋轉(zhuǎn)，這樣就能大大的曾加同一時刻刀具的剪切面積，其效率會進(jìn)一步提高，其達(dá)到的工作面積跟家廣泛，節(jié)約時間，減少人力的消耗。能夠更上時代前進(jìn)的步伐。三個方案的比較選?。好總€方案各有各的優(yōu)點，每個方案都有它的可取之處，選取與否只是在于它所擁有的優(yōu)點是不是相對而言更

21、適合于我們現(xiàn)在所要設(shè)計的高速公路修剪機器人修剪結(jié)構(gòu)。我們所設(shè)計的高速公路修剪機器人修剪機構(gòu)的要求是能夠高效率的、連續(xù)性地、自動化的修剪機構(gòu)刀具。因為電鋸上的電鋸鏈的運行方式是連續(xù)性地，所以往復(fù)直線式切割刀具直線切割效率方面就比不上電鋸式直線切割。而滾筒式旋轉(zhuǎn)刀具切割雖然效率較高，但刀具的磨損較電鋸鏈的磨損更為嚴(yán)重，易斷裂，且不易更換刀具。綜合上述幾點考慮，我們采用電鋸式直線切割裝置。1. 修剪機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）修剪機構(gòu)的特點修剪機構(gòu)由動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、工作臂機構(gòu)、修剪機構(gòu)和基體五大結(jié)構(gòu)模塊組成，其作業(yè)流程： 1.升降液壓缸驅(qū)動升降臂，調(diào)整工作臂的水平高度； 2.運用來回式液壓裝置驅(qū)動曲柄滑

22、塊搖桿機構(gòu)改變刀具切削角度，從而調(diào)整修剪機構(gòu)的修剪角度； 3.修剪機器人的來回式走動，可調(diào)整修剪機構(gòu)修剪距離； 4.修剪機器人啟動動力裝置電機馬達(dá)驅(qū)動電鋸式刀片旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)高數(shù)公路綠化道切割； 5.修剪機構(gòu)全程由修剪機器人操作實現(xiàn)自動化修剪； 6.當(dāng)修剪姿態(tài)作業(yè)結(jié)束后，修剪機構(gòu)和工作臂回歸原態(tài)。 2）修剪機構(gòu)的優(yōu)點與缺點優(yōu)點： 1、功能完善且作業(yè)范圍大，能對高速公路綠化道和園林草坪進(jìn)行修剪，一機多用，復(fù)合功能。 2、結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，全程由機器人操控，自動化程度高，操作方便。 3、結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，受力均勻，節(jié)省材料，外表美觀，環(huán)保性高。 4、全部采用單活塞液壓缸，成本低，效能高，可靠性高。 5、修剪機

23、構(gòu)重量分配基本均勻，液壓系統(tǒng)的液壓桿與刀架盤、伸縮臂構(gòu)成三角形支撐修剪裝置，保證了修剪機構(gòu)作業(yè)時的穩(wěn)定性。 6、電鋸式刀具的設(shè)計可連續(xù)作業(yè)使得切削效率提高，通過滑塊搖桿機構(gòu)可實現(xiàn)刀具角度的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)頂端水平和側(cè)面豎直的修剪。缺點：1、活塞式液壓缸與工作臂不垂直，沒有發(fā)揮液壓缸最大功效 2、結(jié)構(gòu)較為緊湊，配件選擇有一定限制。2.4修剪機構(gòu)的設(shè)計原理首先，修剪機器人可啟動裝置實現(xiàn)基體裝置的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)換角度修剪，其次通過液壓控制技術(shù)控制液壓傳動進(jìn)行修剪機構(gòu)升降從而調(diào)解修剪的高度，再通過液壓驅(qū)動滑塊機構(gòu)實現(xiàn)刀具的轉(zhuǎn)換到頂端面水平或豎直平面，最后修剪機器人啟動電鋸式刀具的動力裝置帶動電動機的轉(zhuǎn)動，從而

24、帶動電鋸式刀具的連續(xù)修剪作業(yè)，實現(xiàn)高效率修剪。刀具一齒形結(jié)構(gòu)是安裝在修剪板上面，一方面進(jìn)行回轉(zhuǎn)式的轉(zhuǎn)動，另一方面進(jìn)行雙面刃切割。能夠大大提高工作效率。修剪機構(gòu)裝置圖如下所示：2.4.12.4.2三、修剪機構(gòu)參數(shù)和尺寸計算3.1 修剪裝置的尺寸參數(shù) 3.1表2空載轉(zhuǎn)速額定電壓額定頻率 額定功率導(dǎo)板長度導(dǎo)板寬度400m/min220v50Hz 1300w700MM200mm1.液壓系統(tǒng)的組成液壓系統(tǒng)是通過外界提供能量，從而改變壓強增大作用力。液壓系統(tǒng)主要由四個部分組成，分別為： a.動力元件-將動力源的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鞯囊毫δ埽簤合到y(tǒng)依靠液壓泵系統(tǒng)依靠液壓泵站輸出動力。 b.

25、執(zhí)行元件-通常是液壓缸和液壓馬達(dá)，將液體的液力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。驅(qū)動負(fù)載做直線往復(fù)運動或回轉(zhuǎn)運動。 c.控制元件-通過各種液壓閥控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)中液壓，方向和流量。 d.輔助元件-油箱，油管，液壓油等。2. 液壓系統(tǒng)的參數(shù)及其計算 液壓桿1：cos（a+45°）=(a2+c2-(b+b)2)/2ac          b=(a2+c2-2ac(cosa-sina)-b液壓桿2：cos（60°-a）=(d2+e2-(m+m)2)/2de液壓桿3：  極限位置的范圍是向左移

26、動49.36cm。  向右移動78.26cm。 3.2 升降機構(gòu)尺寸參數(shù)及計算雙作用單活塞桿液壓缸的行程必須小于安裝距，經(jīng)過向液壓缸生產(chǎn)設(shè)計師咨詢，本修剪配套的的舉升液壓缸、伸縮液壓缸要訂做生產(chǎn)，液壓缸行程與安裝距之比要小于0.7，在極限位置下，雙作用單活塞桿液壓缸行程與安裝距參數(shù)如圖：表3液壓缸行程與安裝距類型最長距離安裝距行距行距/安裝距舉升液壓缸9725853870.66升縮液壓缸2750165011000.67翻轉(zhuǎn)液壓693.3極限位置的校核 3.3.1刀具極限位置校核修剪機的極限位置分析是在AUTOCAD中進(jìn)行的，修剪機的極限位置由作業(yè)修

27、剪姿態(tài)、構(gòu)件尺寸、液壓缸規(guī)格共同決定。經(jīng)過分析，修剪機有以下幾個極限位置： 1、最高水平修剪姿態(tài)修剪高大綠籬頂面 2、最高豎直修剪姿態(tài)修剪高大綠籬側(cè)面 3、最高水平修剪姿態(tài)修剪草坪 4、最高矮小修剪姿態(tài)修剪矮小綠籬側(cè)面 5、最遠(yuǎn)水平修剪姿態(tài)修剪中等綠籬頂面 6、最遠(yuǎn)豎直修剪姿態(tài)修剪中等綠籬側(cè)面進(jìn)行極限位置校核，要提取各種作業(yè)姿態(tài)下最高、最低修剪高度，最遠(yuǎn)修剪距離和最大舉升角度等相關(guān)參數(shù)，極限校核位置如下圖所示：3.3.2修剪機平面運動極限校核 修剪機構(gòu)調(diào)整作業(yè)姿態(tài)時，構(gòu)件間有相對運動，不合理的設(shè)計導(dǎo)致運動干涉，以下是修剪機可能發(fā)生運動干涉的構(gòu)件： 1.刀架盤與伸縮-刀架盤繞伸縮臂支撐板旋轉(zhuǎn)。

28、2.修剪機與伸縮臂-修剪機隨刀架盤繞伸縮臂支撐板旋轉(zhuǎn)。 3.舉伸臂與承載車板-舉升臂繞基座旋轉(zhuǎn)。通過修剪機極限位置校核舉升臂與承載車板是否有運動干涉，在修剪機極限位置下，畫出刀架盤，修剪機極限位置與運動軌跡，校核其余伸縮臂前端是否有運動干涉。3.4 回轉(zhuǎn)裝置的設(shè)計 回轉(zhuǎn)機構(gòu)的作用是使工作裝置及上部轉(zhuǎn)臺做旋轉(zhuǎn)運動，從而實現(xiàn)多角度切割?；剞D(zhuǎn)裝置的外座圈用螺栓與轉(zhuǎn)臺連接，帶齒的內(nèi)座圈與底架用螺栓連接，內(nèi)外圈之間設(shè)有滾動體。修剪工作裝置作用在轉(zhuǎn)臺上的垂直載荷、水平載荷、和傾覆力矩通過回轉(zhuǎn)支撐的外座圈、滾動體和內(nèi)座轉(zhuǎn)傳給基體?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)的殼體固定在基體轉(zhuǎn)臺上，用小齒輪與回轉(zhuǎn)支撐內(nèi)座圈上的齒圈相嚙合.小齒輪

29、可繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，又可繞轉(zhuǎn)臺中心線公轉(zhuǎn)，當(dāng)回傳機構(gòu)工作時就相對底架進(jìn)行回轉(zhuǎn)。對回轉(zhuǎn)機構(gòu)的要求是：（1）.在角加速度和回轉(zhuǎn)力矩不超過允許值的條件下,盡可能縮短回轉(zhuǎn)時間。在回轉(zhuǎn)部分慣性已知的情況下，角加速度的大小受最大回轉(zhuǎn)扭矩所限制，該扭矩不應(yīng)超過行走部分與地面的附著力矩。（2）.回轉(zhuǎn)時工作裝置的動載系數(shù)不應(yīng)超過允許值。（3）.回轉(zhuǎn)能量損失應(yīng)該最小。第四章、對于修剪與機器人未來功能展望4.1本修剪機器人的不足 在設(shè)計過程中重新溫習(xí)很多已經(jīng)有些淡忘的機械設(shè)計知識并進(jìn)行深度研究，通過對技術(shù)路線中各各路線中的要點和要求一一突破并進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，最終制定出的設(shè)計方案和說明書基本實現(xiàn)了原定目標(biāo)。但是本設(shè)計還存

30、在一定的不足和缺點，具體缺點如下： （1）、活塞式液壓缸與工作臂不垂直，沒有發(fā)揮液壓缸最大功效，且升降高度并沒達(dá)到理想要求。 (2)、結(jié)構(gòu)較為緊湊，配件選擇有一定限制。 (3)、本修剪機器人修剪機構(gòu)裝置較大，導(dǎo)致整體的轉(zhuǎn)動不是能夠很好的進(jìn)行。 (4)、無法進(jìn)行任意角度和各種形狀的修剪，只能是修剪出不同斜度的平面和側(cè)面。 (5)、整體機構(gòu)太過大型，無法滿足現(xiàn)在社會對機器小、精、全的要求。以至于修剪及其行走方面等方面會耗費不必要的物力。 （6)、由于現(xiàn)階段知識儲備不足，以至于對于修剪機構(gòu)機器人無法滿足其完全自動化、智能化的設(shè)計。 （7）、修剪操作過于復(fù)雜，且并未實現(xiàn)整個機構(gòu)一體化進(jìn)行任意角度地旋轉(zhuǎn)

31、修剪。4.2對未來機械與機器人的設(shè)想和展望 (1)、選擇智能化的產(chǎn)品作為機械企業(yè)未來發(fā)展的新產(chǎn)品機械企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急是進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。我國過去的機械工業(yè)部門是生產(chǎn)資料的生產(chǎn)部門。在面向市場，特別是面向全球化經(jīng)濟的形勢下，這種觀念應(yīng)迅速轉(zhuǎn)變，即機械工業(yè)既提供生產(chǎn)資料又生產(chǎn)人民生活需要的各種產(chǎn)品。我國機械工業(yè)各企業(yè)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整中選擇產(chǎn)品時無論是生產(chǎn)資料還是消費品，都要首先選擇帶有智能信息技術(shù)的機電一體化產(chǎn)品。(2)、關(guān)注和應(yīng)用計算機科學(xué)和人工智能科學(xué)的最新成果現(xiàn)代科技發(fā)展的一個特點是，從基礎(chǔ)科學(xué)轉(zhuǎn)化為技術(shù)的時間愈來愈短，從技術(shù)到工業(yè)的應(yīng)用幾乎是同時的。信息技術(shù)的基礎(chǔ)是計算機科學(xué)，智能技術(shù)的基礎(chǔ)是

32、人工智能科學(xué)。當(dāng)前，分布式計算和人工智能相結(jié)合所形成的分布式的人工智能(DistributedArtificialIntelligence,DAI)已成為研究的熱點。分布式人工智能有兩個研究領(lǐng)域，即分布式問題求解(DistributedProblemSolving，DPS)和多智能體系統(tǒng)(MultiAgentSystem，MAS)。前者考慮怎樣將一個特殊問題的求解工作在多個合作的、知識共享的模塊或結(jié)點之間劃分，采用“由頂向下”的方案來求解問題。后者則主要研究一組自治的智能體(Agent)之間智能行為的協(xié)調(diào)，采用“由底向上”的方案來求解問題。由此可見分布式人工智能(DAI)的兩種方法(DPS和M

33、AS)都是對知識資源進(jìn)行處理以完成給定的任務(wù)。所以這種智能技術(shù)很快在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)管理中得到應(yīng)用，特別是在各種智能軟件系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用。企業(yè)采用了上述DPS和MAS技術(shù)后，企業(yè)的產(chǎn)品水平、制造質(zhì)量、成本及管理水平都迅速地得到了提高，并在這些方面取得了自己的知識產(chǎn)權(quán)，因此大大增強了企業(yè)在全球經(jīng)濟中的競爭力。 (3)、以人為本注意選拔和培養(yǎng)高素質(zhì)的人才現(xiàn)代企業(yè)要在激烈的競爭中不斷地向前發(fā)展，關(guān)鍵是人才?，F(xiàn)在最需要的是兩類復(fù)合型人才：一類是掌握高科技訣竅、懂技術(shù)、懂經(jīng)營、有創(chuàng)新的復(fù)合型高級專業(yè)人才(工程師)；另一類是有戰(zhàn)略眼光和創(chuàng)新勇氣，懂得科技、經(jīng)營、管理的復(fù)合型高級

34、管理人才(企 業(yè)家)。企業(yè)要創(chuàng)造一切條件引進(jìn)和留住這些人才，同時還要選擇對象，重點培訓(xùn)。對以上這些人才，都要委以重任，讓他們在實踐中鍛煉成長。企業(yè)培訓(xùn)還有一個任務(wù)，就是要圍繞產(chǎn)品和企業(yè)生產(chǎn)向全體職工普及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，特別是當(dāng)前工廠應(yīng)用的信息技術(shù)和智能技術(shù)。隨著現(xiàn)代社會科技快速發(fā)展，社會需求的快速轉(zhuǎn)型，社會對智能化產(chǎn)品的需求越來越多，機械工業(yè)部門設(shè)計的產(chǎn)品必須更加自動化及智能化，這未來的展望必須生產(chǎn)全智能全自動化的修剪機器人，通過本次課程設(shè)計，我深深體會到自己在理論知識方面的欠缺，同時也感到自己在知識的運用方面也不夠靈活，這也說明我在學(xué)習(xí)知識的過程中存在著一些缺點，總結(jié)有以下幾點： 1

35、：一開始，沒有把設(shè)計的方案確定好，造成在后面的設(shè)計中有許多違背機械設(shè)計原理和材料力學(xué)的想法，考慮不夠全面，也不是很合理。 2：作為一種產(chǎn)品，外觀的設(shè)計也是很關(guān)鍵的，這一點我設(shè)計的不夠合理。圖紙的布局也不是合理，美觀。限于大家設(shè)計水平基礎(chǔ)存在的局限性，再加上時間比較緊，這次設(shè)計并非完美無暇，難免會有一些不合理甚至錯誤之處，懇請各位老師批評指正。通過這次自己參加完成的課程設(shè)計，我全面地復(fù)習(xí)了大學(xué)2年所學(xué)的機械專業(yè)知識，初步掌握了一般零件設(shè)計和制造原則和方法，也培養(yǎng)了我分析和解決實際問題的能力，進(jìn)一步提高了我對產(chǎn)品設(shè)計的理性認(rèn)識，對我以后的工作和個人成長有很大的益處。總體來說，此次課程設(shè)計

36、，收獲了很多，平時在學(xué)知識的時候，認(rèn)為用不到，在此次設(shè)計中，我感到自己的知識面很窄，對知識掌握得不夠，在設(shè)計時，能想到一面，而考慮不到另一面。導(dǎo)致設(shè)計做了多次的修改。雖然經(jīng)過了多次的修改，想使其完美，但由于種種原因，也未能使其盡善盡美。  本次設(shè)計是對我四年的大學(xué)生活做出的總結(jié)，同時為將來工作進(jìn)行了一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后自己的工作生活打下良好的基礎(chǔ)。但是從這次設(shè)計中也看出自己的一些不足之處： 1.心態(tài):應(yīng)該保持認(rèn)真的態(tài)度,堅持冷靜獨立的解決問題 2.認(rèn)真學(xué)好基本知識,扎實自己的基本知識,使面對問題時不會遇到很多挫折,從而打擊自己的信心,結(jié)果使自己很浮躁,越來越不想搞這設(shè)計,故應(yīng)該好好學(xué)習(xí)基本知識,一步一步的來,不要急功近利! 3.樹立自己的良好形象,樂觀的面