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《仲恺农业工程学院》 2016年
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履带式香蕉田间运输小车的研制

任伟平  
【摘要】:香蕉产业主要种植在我国的南方地区,在香蕉采收方面,除了一些大规模种植的农户采用索道采收技术外,其他的很多一部分中小型蕉农仍然是采用传统的人工采收方式,传统的人工采收不仅效率低,劳动强度大,而且采收的蕉果易受碰撞、挤压,造成商品化率低等问题。本文主要针对传统的人工采收方式设计研制了一种香蕉田间运输小车,相对于轮式小车,履带式的运输车具有接地比压小,越野通过性能好,承载能力强等优点,更适合在蕉园地工作。论文主要的工作内容有:(1)通过对蕉园地的实地勘察调研,综合考虑香蕉田间运输的难点和路面的复杂性,确定运输车的行走方式和动力来源,同时为确保香蕉无碰伤运输,确定香蕉的运输方式和小车的悬挂系统;(2)根据香蕉园地的种植布局情况,确定运输小车的整体设计布局和三维尺寸,利用SolidWorks三维设计软件对履带式小车进行几何模型设计;并对小车悬挂系统关键部位零件的进行有限元受力分析,得出最优的设计方案;(3)确定履带装置中的驱动轮、托带轮、张紧轮、支重轮、履带等设计参数,利用Recurdyn多体动力学软件的低速履带模块Low Mobility Track(Track-LM)对小车的履带行走装置建立动力学模型,导入车架几何模型,进而建立整个履带运输小车的虚拟样机;同时建立了香蕉园地运输的常见三种地面模型:硬质路面、黏土路面和砂壤土路面。(4)对履带运输小车通过性能进行仿真分析,对比三种路面类型,分别对小车的直行行驶、爬坡、转向、越障进行模拟仿真分析,探究小车的运输能力;(5)对香蕉秸秆进行受力分析试验,找出最优的固定秸秆的条件是:秸秆直径为70 mm,加载速度为50 mm/min,插杆直径为10 mm,秸秆长度为80 mm;(6)对实体样机进行稳定性试验,找出香蕉小车无损高效的运输方式是:3.4 km/h的速度,775 mm的悬挂高度,运输粉蕉,此时预测的平均倾斜角度为13.38°,时间为81.501秒。
【关键词】:香蕉运输 履带 动力学 稳定性
【学位授予单位】:仲恺农业工程学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S229.1
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-10
  • 第一章 前言10-22
  • 1.1 选题背景10-11
  • 1.2 研究目的与意义11-12
  • 1.3 国内外研究综述12-19
  • 1.3.1 国外研究现状12-14
  • 1.3.2 国内研究现状14-19
  • 1.4 研究内容与方案19-22
  • 1.4.1 研究内容19
  • 1.4.2 研究方法19-20
  • 1.4.3 研究重点问题解决20
  • 1.4.4 研究独创及新颖之处20-21
  • 1.4.5 技术路线21-22
  • 第二章 香蕉小车的设计及有限元分析22-34
  • 2.1 香蕉小车整体方案设计22-24
  • 2.1.1 工作要求22
  • 2.1.2 行走机构确定22
  • 2.1.3 整体方案设计22-24
  • 2.2 主要部件的设计和有限元分析24-29
  • 2.2.1 香蕉悬挂系统的设计和分析24-28
  • 2.2.2 履带行走系统的设计与分析28-29
  • 2.3 香蕉小车转弯性能29-31
  • 2.3.1 最小转弯半径计算29-30
  • 2.3.2 最小转弯半径测试30-31
  • 2.4 香蕉小车稳定性能31-32
  • 2.4.1 纵向稳定性31-32
  • 2.4.2 横向稳定性32
  • 2.5 香蕉小车的设计参数32-33
  • 2.6 本章小结33-34
  • 第三章 香蕉小车动力学仿真建模34-47
  • 3.1 Recur Dyn软件概述34-35
  • 3.1.1 Recur Dyn简介34
  • 3.1.2 Recur Dyn履带模块34-35
  • 3.2 香蕉小车动力学模型的建立35-46
  • 3.2.1 车架几何模型35
  • 3.2.2 行走装置动力学模型35-42
  • 3.2.3 地面动力学模型42-46
  • 3.3 本章小结46-47
  • 第四章 香蕉小车通过性能仿真分析47-60
  • 4.1 平地路面行驶47-50
  • 4.1.1 不同路面平地直线行驶47-50
  • 4.1.2 不同速度平地直线行驶50
  • 4.2 转弯行驶50-53
  • 4.3 爬坡行驶53-54
  • 4.4 越障性能分析54-58
  • 4.4.1 通过垂直障碍物分析54-55
  • 4.4.2 跨越沟壑分析55-58
  • 4.5 本章小结58-60
  • 第五章 香蕉悬挂对小车稳定性的影响研究60-75
  • 5.1 香蕉秸秆纤维的形态结构60
  • 5.2 香蕉秸秆力学分析试验与数据分析60-66
  • 5.2.1 材料与方法61-63
  • 5.2.2 单因素试验结果与分析63-65
  • 5.2.3 试验结果与数据分析65-66
  • 5.3 香蕉小车稳定性试验与数据分析66-74
  • 5.3.1 倾角传感器67-68
  • 5.3.2 材料与方法68-69
  • 5.3.3 单因素试验结果与分析69-71
  • 5.3.4 正交分析试验与回归分析71-74
  • 5.4 本章小结74-75
  • 第六章 结论与展望75-77
  • 6.1 结论75-76
  • 6.2 展望76-77
  • 致谢77-78
  • 参考文献78-82
  • 攻读硕士学位期间取得的研究成果82-83
  • 附录 实用新型专利证书83-84
  • 附件84-85

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