摘要：为适应新工科人才培养的要求,针对机械类专业课程实践教学环节教学方法陈旧等问题,基于曲柄摇杆机构设计了一款四足机器人实验教学平台,用于机械原理、机械设计等主干课程的实践创新教学环节。该四足机器人的结构设计方案源于哺乳动物运动过程,分析了其运动方式及不同腿部结构对于运动过程的影响,确定机器人机构运动方案;以D-H矩阵变换为数学工具,建立了机器人运动学模型;考虑实验平台应满足较高的经济性和互换性要求,最大程度采用了标准件的数量。对机器人进行了虚拟仿真分析,完成直线与奔跑两种状态的步态规划,实现了四足机器人的整体协调运动,验证了设计的合理性。实践表明,该教学平台的成功设计,丰富了机械类核心课程实践教学内容,对于提高学生的动手实践能力和思维创新能力有着显著的效果。

摘要：针对当前丘陵山地板栗采摘困难、人工收获工作强度大、采收效率低等问题,设计了一种由柔性钢丝绳曳引振动的小型摇枝式板栗落果装置。建立板栗果实-果枝单摆动力学模型,分析果实脱落条件,得到板栗果实振动脱落切向加速度为285.36 m/s~2,得出影响板栗果实脱落的主要因素为果枝振动频率、振幅、振动时间;进行板栗果枝振动特性试验,用Default Shaker液压振动台以0~30 Hz扫频方式确定垂直方向上板栗果枝共振频率,并在频率7~15 Hz段进行驻频试验,得出振动落果较优频率为10~12 Hz。根据果枝振动试验结果,利用ADAMS软件对摇振机构进行仿真,结果表明,摇杆振幅大于95 mm时,果枝末端加速度可满足板栗果振动脱落的加速度条件,确定了落果装置参数设计的合理性。设计了三因素三水平正交试验,试验结果表明,板栗落果最佳作业参数组合为摇振频率11 Hz、振幅135 mm、摇振时间30 s,此时板栗落果率为91.9%,树皮损伤率为8.8%,满足农业机械推广鉴定标准中树皮损伤标准。

摘要：针对蔬菜膜上移栽膜口大、栽植频率低等问题,设计了一种复合曲柄摇杆式蔬菜膜上双行栽植装置。在分析复合曲柄摇杆式栽植机构工作原理的基础上,建立栽植机构的运动学模型。采用Matlab软件编写栽植机构仿真分析与优化程序,分析各个参数对栽植轨迹及运动特性的影响,采用逐次逼近的方法,得到一组满足膜上栽植要求的杆件长度:l_(OA)=48 mm,l_(AB)=125 mm,l_(BC)=160 mm,l_(AD)=200 mm;根据优化后的参数组合设计样机并进行虚拟仿真和样机田间试验。结果表明:各组试验栽植合格率均在90%以上,栽植深度合格率在94%以上,株距变异系数最大为6.35%,膜口长度平均值为10.44 cm,破膜程度约为18%,栽植频率达到70株/(min·行),满足蔬菜膜上移栽的要求。

摘要：针对老人或腰部受损患者在入厕过程中蹲坐困难的情况,设计一款曲柄摇杆式的马桶蹲坐起身辅助机械装置。该装置应用机械结构设计、运动过程设计、控制系统设计、三维仿真与动画模拟等方法进行前期设计,通过机械加工、部件组装与调试等进行实物制作,经实践测试与改进,各功能达到理想效果。

摘要：提出了一种新型栽植机构,建立了该机构栽植点的位移、速度、加速度方程。据此在Visual Basic 6.0平台上开发了该机构运动学分析程序,并分析该机构主要参数对其运动特性的影响,建立了轨迹平缓度和环扣尺寸与机构参数的关系,应用MATLAB和Pro/E对机构进行参数优化。与常用偏心轮栽植机构相比,文中设计的栽植机构轨迹路径更短,有利于提高效率。田间移栽试验结果表明,该机构在单行移栽作业中性能稳定,完全可以满足作业要求。

摘要：为了研究转动副间隙对曲柄摇杆式分插机构的影响,该文基于动力学理论及Lankarani-Nikravesh接触力模型,建立了含转动副间隙的曲柄摇杆式分插机构的动力学模型,并通过四阶龙格库塔法求解动力学模型。通过MATLAB仿真分析了转动副间隙对秧针尖的轨迹、速度、加速度和取秧位置的影响以及不同间隙大小和不同转动副含间隙对秧针尖加速度的影响。仿真分析结果表明,转动副间隙对秧针尖轨迹、速度和取秧位置的影响较小,对加速度的影响较大;随着转动副间隙的增大,分插机构取秧位置的偏离会增大,秧针尖的加速度的幅值和波动幅度会增大;在分析的3个转动副中,曲柄与连杆之间的转动副含间隙对秧针尖加速度的影响最大。通过试验与仿真对比得到基于Lankarani-Nikravesh接触力模型比基于连续接触模型更适用于含转动副间隙机构的分析。试验结果验证了基于Lankarani-Nikravesh接触力模型的仿真分析的正确性。研究结果为分插机构的结构优化设计和精度分配提供了参考。

摘要：设计参照人形机器人的机械腿,前面采用三角轮增加整体稳定性,后面采用曲柄摇杆机构实现膝盖的功能,简化整体结构,降低生产成本。为保证爬楼过程的安全,采用单电机驱动,通过齿轮啮合传递动力,3组6条腿交替运动使载货机平稳爬行。由于三角轮与万向轮在底部,使得载货机在不使用时可以直立并移动,大大节省了占用空间。选用蜗轮蜗杆减速器实现电机正反转上下楼与停机自锁,通过各种独特的机构设计可提高设备的安全性,适用于平地和楼梯间。

摘要：针对目前残膜捡拾机构性能不可靠,造成残膜收净率较低的问题,提出一种曲柄摇杆式残地膜捡拾机构,建立机构几何与数学模型,对所设计机构的工作机理进行仿真、分析与优化,达到了捡拾与卸膜的工作要求。大田试验表明,机具的工作效率大于0.4 hm2/h,残膜回收率达到88.5%,工作过程中基本未出现缠绕问题。

摘要：为了解决大葱秧苗移栽机需人工分苗的问题设计了一种振动式大葱分苗装置,原理是利用斜抛运动的原理,通过曲柄摇杆机构施加一个振动,将堆叠的大葱秧苗分离开来。首先,分析大葱秧苗状态和运动,确定了锯齿板高为10.6mm、长为21.2mm,曲柄半径为13.4mm;其次,对大葱秧苗进行运动仿真,得到不同因素对分苗效果的影响范围;最后,以分苗率为评价指标,以电机转速、摇杆长度、单次投苗数量为试验因素进行三因素三水平的正交试验,确定较优的参数组合。用Design-Expert软件分析得到:在连杆长度为373.943mm、单次投苗数量为15棵、电机转速为368.027r/min时,分苗率达到最佳为78.20%,满足工作要求。

摘要：为了满足包装工艺、提高包装质量和生产率的要求,现代包装机在某些工作部件中需要采用一些新型机构,不等速机构就是其中之一。对于立式枕型袋包装机(如图1所示)的横向热封部分(即图1中横封器4),为了提高封口质量和生产率,要求其:(1)在封接瞬时,热封辊的圆周速度与塑料薄膜的送进速度相等;(2)由于产品规格不同。