修剪機(jī)器人說明書 (1)

1、李小兵：高速公路修剪機(jī)器人修剪機(jī)構(gòu)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 2014-2015第 2 學(xué)期姓 名： 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 成 績(jī)： 高速公路綠化帶修剪機(jī)器人修剪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)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(duì)國內(nèi)外高速公路綠化帶現(xiàn)有修剪機(jī)（便攜式綠籬修剪機(jī)和電動(dòng)單刀往復(fù)式綠籬修剪機(jī)）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(jì)了一種針對(duì)高速公路綠化道的修剪機(jī)器人，其特點(diǎn)是修剪速度快、可連續(xù)性修剪作業(yè)、效率高、自動(dòng)化和智能化水平高。希望在可以保證修剪質(zhì)量的同時(shí)，有效的減少工人的工作時(shí)間。為了提高修剪效率，減少修剪路段的封鎖時(shí)間，我

2、們采用機(jī)器人操控液壓驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)修剪機(jī)構(gòu)的升降，再用液壓驅(qū)動(dòng)滑塊搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電鋸式刀具角度的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水平和豎直自動(dòng)修剪，這種機(jī)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(jì)實(shí)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(qiáng)度和提高了工作效率 。關(guān)鍵詞 直線切割、液壓升縮、修剪機(jī)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(jī)構(gòu)的意義4第二章 修剪機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)42.1修剪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)和功能規(guī)劃2 2.1.1 修剪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)32.1.2修剪機(jī)構(gòu)的功能規(guī)劃2.2升縮機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案12.2.1電動(dòng)升降機(jī)2 2.2.2液壓升降機(jī)32.3修剪裝

3、置設(shè)計(jì)方案2.3.1 往復(fù)式直線修剪裝置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(jì)原理 第三章 修剪機(jī)構(gòu)參數(shù)和尺寸設(shè)計(jì)2 3.1 修剪裝置的尺寸參數(shù)33.2 升降機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)及計(jì)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(jī)平面運(yùn)動(dòng)極限校核33.4回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置3第四章 對(duì)于修剪機(jī)器人未來功能展望4.1.本修剪機(jī)器人的不足4.2對(duì)未來修剪機(jī)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(jī)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(shí)期，其主要標(biāo)志是除了園林機(jī)械廠、林業(yè)機(jī)械廠

4、生產(chǎn)高速公路綠籬帶機(jī)械設(shè)備以外，一批實(shí)力較強(qiáng)的通用機(jī)械廠、機(jī)床廠也開始生產(chǎn)不同品種的高速公路綠籬帶機(jī)械設(shè)備，部分小型園林綠化機(jī)械已開始出口國外。先進(jìn)的園林綠化機(jī)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(jī)械紛紛進(jìn)入國內(nèi)市場(chǎng)，經(jīng)銷國內(nèi)外園林綠化機(jī)械設(shè)備的公司大量涌現(xiàn)，規(guī)模也日益擴(kuò)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(jī)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(jī)械化作業(yè)的比重還很小，與發(fā)達(dá)國家全盤機(jī)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(jī)械設(shè)備發(fā)展的初級(jí)階段。進(jìn)入2l

5、世紀(jì)，國內(nèi)外高速公路綠籬帶機(jī)械設(shè)備的發(fā)展會(huì)進(jìn)一步加快，國內(nèi)也將會(huì)很快實(shí)現(xiàn)園林綠化作業(yè)的全盤機(jī)械化，國外發(fā)達(dá)國家的機(jī)械化水平則將進(jìn)一步向更高的層次發(fā)展。今后一段時(shí)期，國內(nèi)外高速公路綠籬帶機(jī)械設(shè)備發(fā)展將呈現(xiàn)下述幾方面的趨勢(shì)。一,是繼續(xù)大力開發(fā)高速公路綠籬帶機(jī)械設(shè)備新產(chǎn)品，向操作自動(dòng)化、舒適化方向發(fā)展。20世界相對(duì)落后的年代，機(jī)械制造水平并沒有達(dá)到一個(gè)完善的高度，各種機(jī)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(jī)械設(shè)備更加先進(jìn)，完善操作自動(dòng)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(jī)械的一機(jī)多用和聯(lián)合作業(yè)機(jī)。一機(jī)多用和聯(lián)合作業(yè)機(jī)這兩者概念不同、目

6、的不同、適用的對(duì)象也不同。一機(jī)多用是指一種機(jī)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(jī)器的利用率。聯(lián)合作業(yè)機(jī)是指一種機(jī)器上能同時(shí)安裝多種工作裝置，同時(shí)完成多項(xiàng)需要按順序連續(xù)進(jìn)行的作業(yè)，以提高機(jī)器的作業(yè)效率和勞動(dòng)生產(chǎn)率。三,是大力改善綠籬帶機(jī)械設(shè)備的環(huán)保性能?，F(xiàn)在人們的環(huán)境意識(shí)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(jī)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(jī)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(jī)械產(chǎn)品。以前在小型高速公路綠籬帶機(jī)械上普遍采用的二行程汽油機(jī)，雖然其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、比重

7、量小，但由于噪聲高、排放污染重，目前除了手持式小型機(jī)械外，在高速公路綠籬帶機(jī)械中，高速公路綠籬帶等已逐步被四行程汽油機(jī)所代替，新一代低噪聲、低污染小汽油機(jī)已開始投放市場(chǎng)。機(jī)械產(chǎn)品的環(huán)保性能必將成為評(píng)價(jià)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(jī)械設(shè)備的安全性。安全性有3個(gè)方面：一方面是對(duì)機(jī)械本身的安全性，以防止機(jī)械發(fā)生意外故障或被損壞；二方面是對(duì)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(duì)周圍人群的安全性，以防止機(jī)械在作業(yè)時(shí)傷害他人。這些安全裝置今后也必將在園林綠化機(jī)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(jī)的主要

8、作用就是修剪、維護(hù)中央隔離綠化帶和兩邊邊坡的小部分喬木，防止這些綠籬、喬木生長(zhǎng)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(duì)高速公路進(jìn)行維護(hù)的必備機(jī)械設(shè)備，在高速公路建設(shè)的發(fā)展中，對(duì)高速公路綠化帶修剪機(jī)器人修剪機(jī)的研制有著非常重要的意義和科學(xué)價(jià)值，是當(dāng)前不可或缺的機(jī)械產(chǎn)品。在我們的設(shè)計(jì)創(chuàng)作中，實(shí)現(xiàn)了高效率的修剪高速公路綠籬帶的工作方式修剪機(jī)構(gòu)全程由修剪機(jī)器人操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化修剪，機(jī)器人操控液壓控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高度調(diào)節(jié)、寬度調(diào)節(jié)、展開動(dòng)作和剪切運(yùn)動(dòng)。主要解決的問題是怎樣運(yùn)用齒輪實(shí)現(xiàn)基體的轉(zhuǎn)動(dòng)、怎樣用液壓實(shí)現(xiàn)升降的調(diào)解、怎樣實(shí)現(xiàn)刀

9、具角度的變換、怎樣實(shí)現(xiàn)綠化帶的高效率修剪。本說明書中從修剪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，目的，工作原理和設(shè)計(jì)工藝進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)的書面介紹。系統(tǒng)的分析了修剪機(jī)構(gòu)，升降機(jī)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(duì)于各個(gè)部分的參數(shù)和尺寸有一個(gè)詳細(xì)的解釋。并且通過各個(gè)方案設(shè)計(jì)的比較和優(yōu)缺點(diǎn)的確定，最終得出自己設(shè)計(jì)的方案。其中附帶了詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析計(jì)算和圖片。3、修剪機(jī)構(gòu)的意義和目的 1.修剪機(jī)構(gòu)的對(duì)于綠籬帶維護(hù)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(zhǎng)。青壯齡苗木的旺盛生長(zhǎng)往往會(huì)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

10、內(nèi)膛的通風(fēng)與透光度，使枝條生長(zhǎng)粗壯，降低冠內(nèi)的相對(duì)濕度，提高苗木的抗逆能力，減少病蟲害的發(fā)生。2.設(shè)計(jì)修建機(jī)構(gòu)的意義：社會(huì)的發(fā)展帶動(dòng)著科技水平的創(chuàng)新，修剪機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)是為了滿足人類對(duì)于生活中的需要，對(duì)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(shí)，有效的減少工人的工作時(shí)間，也是為了提高修剪效率，減少修剪路段的封鎖時(shí)間，讓高速公路綠籬帶修剪工作更加的智能化，自動(dòng)化，操作更加簡(jiǎn)便，舒適化。第二章、修剪機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)方案2.1修剪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)與功能規(guī)劃 2.1.1修剪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)本文設(shè)計(jì)的修剪機(jī)作業(yè)場(chǎng)地是高速公路，作業(yè)對(duì)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

11、要求，側(cè)面不影響車輛行駛，修剪后的綠籬平整美觀，根據(jù)作業(yè)對(duì)象性質(zhì)和特征，基于產(chǎn)品功能強(qiáng)大和增強(qiáng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等方面要求，修剪機(jī)設(shè)計(jì)目標(biāo)如下： 1.修剪機(jī)采用自動(dòng)化程度高的的修剪模式取代勞動(dòng)強(qiáng)度大的傳統(tǒng)人工修剪模式，通過機(jī)器人的操作提高工作效率。 2.設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，采用獨(dú)立動(dòng)力源，連續(xù)作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)。 3.能對(duì)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(qiáng)，轉(zhuǎn)場(chǎng)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(diǎn)。 6.整機(jī)質(zhì)量輕，成本低廉，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。2.1.2修剪機(jī)構(gòu)功能規(guī)劃市面上的高速公路修

12、剪機(jī)功能簡(jiǎn)單，不能滿足高速公路綠籬修剪質(zhì)量和修剪形狀的要求，主要原因是修剪機(jī)機(jī)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(jī)型功能單一，作業(yè)質(zhì)量差的缺點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)的修剪機(jī)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(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 2.2.1電動(dòng)升降機(jī) 微型電動(dòng)升降機(jī)微型電動(dòng)升降機(jī)是一種微型電動(dòng)升降機(jī)，它包括電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)及電路控制系統(tǒng)，其特征在于：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子有效疊厚比定子有效疊厚長(zhǎng)；電動(dòng)機(jī)軸右段為蝸桿，并與蝸輪嚙合，

13、蝸輪軸一端固定在蝸輪上，中間通過軸承固定在支架上，支架固定在電動(dòng)機(jī)右端外殼上，蝸輪軸另一端固定揚(yáng)升卷筒；電動(dòng)機(jī)外殼左端固定芯桿架，芯桿架內(nèi)固定兩個(gè)芯桿支承套，支承套內(nèi)裝芯桿，芯桿中間固定一個(gè)限位開關(guān)壓板，芯桿右端頂在電動(dòng)機(jī)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(tái)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(diǎn)接通電動(dòng)機(jī)。特制的交流電動(dòng)機(jī)連接減速機(jī)構(gòu)及揚(yáng)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(diǎn)，限位開關(guān)壓板、芯桿和壓縮簧。

14、電動(dòng)機(jī)正反運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)軸可左右位移，超負(fù)荷時(shí)，位移增大，壓板壓住限位開關(guān)使限位開關(guān)的常閉觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)不工作。 優(yōu)點(diǎn)：操作方便，可隨意使其升降或停止，運(yùn)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(diǎn)：在升降過程中是不可以移動(dòng)的，而且載重和升降高度有直接關(guān)系。 2.2.2液壓升降機(jī)液壓升降機(jī)，采用液壓驅(qū)動(dòng)方式，通過修剪機(jī)器人所帶蓄電池給直流電動(dòng)機(jī)供電驅(qū)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，使高壓液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，從而使升降平臺(tái)完成向上、向下平動(dòng)以及向上向下轉(zhuǎn)動(dòng)等各種動(dòng)作。根據(jù)液壓升降

15、機(jī)的功能，執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該具有向上、向下平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的特點(diǎn)，即升降平臺(tái)應(yīng)能按照一定的規(guī)律做平面運(yùn)動(dòng)。 控制回路設(shè)計(jì)液壓升降機(jī)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(shí)活塞桿快速滑下，溢流閥用作安全閥起過載保護(hù)作用。優(yōu)點(diǎn)：1、可以方便實(shí)現(xiàn)頻繁的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 2、能在較大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速，而其結(jié)構(gòu)則比常用的齒輪變速機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單的多 3、便于采用電液聯(lián)合控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 4、結(jié)構(gòu)緊湊能獲得更大的傳動(dòng)力和力矩 5、液壓機(jī)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(jì)制造。缺點(diǎn)：1、密封處易漏油，對(duì)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(dòng)比十

16、分嚴(yán)格的場(chǎng)合。 3、由于油的粘度受溫度影響較大，所以液壓機(jī)構(gòu)不宜用在溫度劇烈變化的地方。兩個(gè)方案的比較選取： 電動(dòng)液壓車的優(yōu)點(diǎn)是載重時(shí)可以移動(dòng)，而且基本上3T以內(nèi)的小東西可以拖著走。 電動(dòng)升降平臺(tái)分固定式和移動(dòng)式，但是在升降過程中是不可以移動(dòng)的，而且載重和升降高度有直接關(guān)系。而我們所要設(shè)計(jì)的高速公路修剪機(jī)器人卻需要時(shí)常反復(fù)移動(dòng)，所以無法采用電動(dòng)升降機(jī)這個(gè)方案。并且對(duì)于我們所要設(shè)計(jì)的高速公路綠化帶修剪機(jī)器人來說，電動(dòng)升降機(jī)無法滿足我們角度的需求，采用這樣的結(jié)構(gòu)會(huì)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(dòng)。2.3修剪裝置設(shè)計(jì)方案2.3.1直線往復(fù)式修剪裝置2.3.12.3.2刀

17、具有上下兩個(gè)刀片，下刀片固定在基座上，上刀片與下刀片中間有相同的五個(gè)移動(dòng)并可鏈接的填空，每個(gè)滑控均呈長(zhǎng)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(zhǎng)度也是上、下刀片修剪枝條時(shí)候做相對(duì)直線往復(fù)的運(yùn)動(dòng)行程距離，同時(shí)，多個(gè)滑孔在下刀片和上刀片延長(zhǎng)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(dòng)間隙a等于滑塊厚度減去上刀片與下刀片厚度之和，活動(dòng)間隙在02mm,這樣在上下刀片修剪時(shí)，就能避免出現(xiàn)枝葉夾縫的現(xiàn)象，使刀片運(yùn)轉(zhuǎn)更順暢，也增強(qiáng)了刀片的切割效果，提高刀片使用壽命。 優(yōu)點(diǎn)：a、成本較小，切割速率高，  &

18、#160;  b、操作方便，便于更換刀具，刀具的特殊性要求不高。  缺點(diǎn)：a、往復(fù)式運(yùn)動(dòng)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(dòng)圓筒弧線薄片式刀具旋轉(zhuǎn)，使之形成一個(gè)圓柱形切割空間，然后由連桿推動(dòng)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(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。 2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(diǎn)：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。

19、3.受力不均勻、沖擊力大，易斷刀。2.3.3電鋸式直線修剪裝置電鋸直線切割裝置 電動(dòng)往復(fù)鋸是一種由電機(jī)驅(qū)動(dòng)和擺動(dòng)動(dòng)作，用來切割各種材料的一種工具，鋸條往復(fù)運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)，鋸條對(duì)機(jī)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(jī)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(duì)不同的切割對(duì)象，鋸齒的硬度要求也不同。采用最常見的曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，它是將曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)桿在在直線上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。先有兩個(gè)錐形齒輪改變傳動(dòng)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(jià)高但是更加精確靈活。 電鋸沖程長(zhǎng)度對(duì)機(jī)器切割的影響:沖程長(zhǎng)度是指機(jī)器在切割

20、過程中，鋸條前后 移動(dòng)的最大間距。沖程長(zhǎng)度對(duì)機(jī)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(zhǎng)度切割效率也不同:沖程長(zhǎng)度越長(zhǎng)，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(zhǎng)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(gè)軸承是刀具鏈進(jìn)行運(yùn)動(dòng)工作的同時(shí)，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(shí)刻刀具的剪切面積，其效率會(huì)進(jìn)一步提高，其達(dá)到的工作面積跟家廣泛，節(jié)約時(shí)間，減少人力的消耗。能夠更上時(shí)代前進(jìn)的步伐。三個(gè)方案的比較選?。好總€(gè)方案各有各的優(yōu)點(diǎn)，每個(gè)方案都有它的可取之處，選取與否只是

21、在于它所擁有的優(yōu)點(diǎn)是不是相對(duì)而言更適合于我們現(xiàn)在所要設(shè)計(jì)的高速公路修剪機(jī)器人修剪結(jié)構(gòu)。我們所設(shè)計(jì)的高速公路修剪機(jī)器人修剪機(jī)構(gòu)的要求是能夠高效率的、連續(xù)性地、自動(dòng)化的修剪機(jī)構(gòu)刀具。因?yàn)殡婁徤系碾婁忔湹倪\(yùn)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(diǎn)考慮，我們采用電鋸式直線切割裝置。1. 修剪機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）修剪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)修剪機(jī)構(gòu)由動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、工作臂機(jī)構(gòu)、修剪機(jī)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(dòng)升降臂，調(diào)整工作臂的水平高度；

22、 2.運(yùn)用來回式液壓裝置驅(qū)動(dòng)曲柄滑塊搖桿機(jī)構(gòu)改變刀具切削角度，從而調(diào)整修剪機(jī)構(gòu)的修剪角度； 3.修剪機(jī)器人的來回式走動(dòng)，可調(diào)整修剪機(jī)構(gòu)修剪距離； 4.修剪機(jī)器人啟動(dòng)動(dòng)力裝置電機(jī)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電鋸式刀片旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)高數(shù)公路綠化道切割； 5.修剪機(jī)構(gòu)全程由修剪機(jī)器人操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化修剪； 6.當(dāng)修剪姿態(tài)作業(yè)結(jié)束后，修剪機(jī)構(gòu)和工作臂回歸原態(tài)。 2）修剪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 1、功能完善且作業(yè)范圍大，能對(duì)高速公路綠化道和園林草坪進(jìn)行修剪，一機(jī)多用，復(fù)合功能。 2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，全程由機(jī)器人操控，自動(dòng)化程度高，操作方便。 3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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

23、低，效能高，可靠性高。 5、修剪機(jī)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(jī)構(gòu)作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定性。 6、電鋸式刀具的設(shè)計(jì)可連續(xù)作業(yè)使得切削效率提高，通過滑塊搖桿機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)刀具角度的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)頂端水平和側(cè)面豎直的修剪。缺點(diǎn)：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(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理首先，修剪機(jī)器人可啟動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)基體裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)換角度修剪，其次通過液壓控制技術(shù)控制液壓傳動(dòng)進(jìn)行修剪機(jī)構(gòu)升降從而調(diào)解修剪的高度，再通過液壓驅(qū)動(dòng)滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)刀具的轉(zhuǎn)換到頂端面水平或豎直平面，最后修剪機(jī)器人啟動(dòng)電鋸式刀

24、具的動(dòng)力裝置帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)電鋸式刀具的連續(xù)修剪作業(yè)，實(shí)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(dòng)，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(jī)構(gòu)裝置圖如下所示：2.4.12.4.2三、修剪機(jī)構(gòu)參數(shù)和尺寸計(jì)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(zhǎng)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(qiáng)增大作用力。液壓系統(tǒng)主要由四個(gè)部分組成，分別為： a.動(dòng)力元件-將動(dòng)力源的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鞯囊毫δ?，液壓系統(tǒng)依靠液壓

25、泵系統(tǒng)依靠液壓泵站輸出動(dòng)力。 b.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(jī)械能。驅(qū)動(dòng)負(fù)載做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 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(jì)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： 

26、 極限位置的范圍是向左移動(dòng)49.36cm。  向右移動(dòng)78.26cm。 3.2 升降機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)及計(jì)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(jì)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(zhǎng)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(jī)的極限位置分析是在AUTOCAD

27、中進(jìn)行的，修剪機(jī)的極限位置由作業(yè)修剪姿態(tài)、構(gòu)件尺寸、液壓缸規(guī)格共同決定。經(jīng)過分析，修剪機(jī)有以下幾個(gè)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(jī)平面運(yùn)動(dòng)極限校核 修剪機(jī)構(gòu)調(diào)整作業(yè)姿態(tài)時(shí)，構(gòu)件間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不合理的設(shè)計(jì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)干涉，以下是修剪機(jī)可能發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉的構(gòu)件： 1.刀架盤與

28、伸縮-刀架盤繞伸縮臂支撐板旋轉(zhuǎn)。 2.修剪機(jī)與伸縮臂-修剪機(jī)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(jī)極限位置校核舉升臂與承載車板是否有運(yùn)動(dòng)干涉，在修剪機(jī)極限位置下，畫出刀架盤，修剪機(jī)極限位置與運(yùn)動(dòng)軌跡，校核其余伸縮臂前端是否有運(yùn)動(dòng)干涉。3.4 回轉(zhuǎn)裝置的設(shè)計(jì) 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用是使工作裝置及上部轉(zhuǎn)臺(tái)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)多角度切割?；剞D(zhuǎn)裝置的外座圈用螺栓與轉(zhuǎn)臺(tái)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(dòng)體。修剪工作裝置作用在轉(zhuǎn)臺(tái)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(dòng)體和內(nèi)座轉(zhuǎn)傳給基體?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的殼體固定在基體轉(zhuǎn)臺(tái)上，用小齒輪與回

29、轉(zhuǎn)支撐內(nèi)座圈上的齒圈相嚙合.小齒輪可繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，又可繞轉(zhuǎn)臺(tái)中心線公轉(zhuǎn)，當(dāng)回傳機(jī)構(gòu)工作時(shí)就相對(duì)底架進(jìn)行回轉(zhuǎn)。對(duì)回轉(zhuǎn)機(jī)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(shí)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(shí)工作裝置的動(dòng)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(duì)于修剪與機(jī)器人未來功能展望4.1本修剪機(jī)器人的不足 在設(shè)計(jì)過程中重新溫習(xí)很多已經(jīng)有些淡忘的機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)并進(jìn)行深度研究，通過對(duì)技術(shù)路線中各各路線中的要點(diǎn)和要求一一突破并進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，最終制定出的設(shè)計(jì)方案和說明書

30、基本實(shí)現(xiàn)了原定目標(biāo)。但是本設(shè)計(jì)還存在一定的不足和缺點(diǎn)，具體缺點(diǎn)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(jī)器人修剪機(jī)構(gòu)裝置較大，導(dǎo)致整體的轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)構(gòu)太過大型，無法滿足現(xiàn)在社會(huì)對(duì)機(jī)器小、精、全的要求。以至于修剪及其行走方面等方面會(huì)耗費(fèi)不必要的物力。 （6)、由于現(xiàn)階段知識(shí)儲(chǔ)備不足，以至于對(duì)于修剪機(jī)構(gòu)機(jī)器人無法滿足其完全自動(dòng)化、智能化的設(shè)計(jì)。 （7）、修剪操作過于復(fù)雜，且并未實(shí)

31、現(xiàn)整個(gè)機(jī)構(gòu)一體化進(jìn)行任意角度地旋轉(zhuǎn)修剪。4.2對(duì)未來機(jī)械與機(jī)器人的設(shè)想和展望 (1)、選擇智能化的產(chǎn)品作為機(jī)械企業(yè)未來發(fā)展的新產(chǎn)品機(jī)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(jī)械工業(yè)部門是生產(chǎn)資料的生產(chǎn)部門。在面向市場(chǎng)，特別是面向全球化經(jīng)濟(jì)的形勢(shì)下，這種觀念應(yīng)迅速轉(zhuǎn)變，即機(jī)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(jī)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(shí)無論是生產(chǎn)資料還是消費(fèi)品，都要首先選擇帶有智能信息技術(shù)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。(2)、關(guān)注和應(yīng)用計(jì)算機(jī)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(gè)特點(diǎn)是，從基礎(chǔ)科學(xué)轉(zhuǎn)化為技術(shù)的時(shí)間愈來愈短，從技術(shù)到工業(yè)的應(yīng)用幾乎是同時(shí)的。信息技術(shù)的

32、基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)科學(xué)，智能技術(shù)的基礎(chǔ)是人工智能科學(xué)。當(dāng)前，分布式計(jì)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(diǎn)。分布式人工智能有兩個(gè)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(gè)特殊問題的求解工作在多個(gè)合作的、知識(shí)共享的模塊或結(jié)點(diǎn)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

33、能(DAI)的兩種方法(DPS和MAS)都是對(duì)知識(shí)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(jì)、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(jì)、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(shí)產(chǎn)權(quán)，因此大大增強(qiáng)了企業(yè)在全球經(jīng)濟(jì)中的競(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)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(yíng)、有創(chuàng)新的復(fù)合型高級(jí)專業(yè)人才(工程師)；另一類是有戰(zhàn)略眼光和創(chuàng)新勇氣

34、，懂得科技、經(jīng)營(yíng)、管理的復(fù)合型高級(jí)管理人才(企 業(yè)家)。企業(yè)要?jiǎng)?chuàng)造一切條件引進(jìn)和留住這些人才，同時(shí)還要選擇對(duì)象，重點(diǎn)培訓(xùn)。對(duì)以上這些人才，都要委以重任，讓他們?cè)趯?shí)踐中鍛煉成長(zhǎng)。企業(yè)培訓(xùn)還有一個(gè)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(huì)科技快速發(fā)展，社會(huì)需求的快速轉(zhuǎn)型，社會(huì)對(duì)智能化產(chǎn)品的需求越來越多，機(jī)械工業(yè)部門設(shè)計(jì)的產(chǎn)品必須更加自動(dòng)化及智能化，這未來的展望必須生產(chǎn)全智能全自動(dòng)化的修剪機(jī)器人，通過本次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到自己在理論知識(shí)方面的欠缺，同時(shí)也感到自己在知識(shí)的運(yùn)用方面也不夠靈活，這也說明我在學(xué)習(xí)知識(shí)的過程中存在著一些缺

35、點(diǎn)，總結(jié)有以下幾點(diǎn)： 1：一開始，沒有把設(shè)計(jì)的方案確定好，造成在后面的設(shè)計(jì)中有許多違背機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)也是很關(guān)鍵的，這一點(diǎn)我設(shè)計(jì)的不夠合理。圖紙的布局也不是合理，美觀。限于大家設(shè)計(jì)水平基礎(chǔ)存在的局限性，再加上時(shí)間比較緊，這次設(shè)計(jì)并非完美無暇，難免會(huì)有一些不合理甚至錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。通過這次自己參加完成的課程設(shè)計(jì)，我全面地復(fù)習(xí)了大學(xué)2年所學(xué)的機(jī)械專業(yè)知識(shí)，初步掌握了一般零件設(shè)計(jì)和制造原則和方法，也培養(yǎng)了我分析和解決實(shí)際問題的能力，進(jìn)一步提高了我對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理性認(rèn)識(shí)，對(duì)我以后的工作和個(gè)人成長(zhǎng)有

36、很大的益處。總體來說，此次課程設(shè)計(jì)，收獲了很多，平時(shí)在學(xué)知識(shí)的時(shí)候，認(rèn)為用不到，在此次設(shè)計(jì)中，我感到自己的知識(shí)面很窄，對(duì)知識(shí)掌握得不夠，在設(shè)計(jì)時(shí)，能想到一面，而考慮不到另一面。導(dǎo)致設(shè)計(jì)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(jì)是對(duì)我四年的大學(xué)生活做出的總結(jié)，同時(shí)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(jì)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(jiān)持冷靜獨(dú)立的解決問題 2.認(rèn)真學(xué)好基本知識(shí),扎實(shí)自己的基本知識(shí),使面對(duì)問題時(shí)不會(huì)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(jì),故應(yīng)該好好學(xué)習(xí)基本知識(shí),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