AgricultureMechanizationResearch
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优化设计在农业机械设计中的应用研究渊湖南人文科技学院能源与机电工程学院袁湖南娄底417000冤
摘要院优化设计是以计算机为手段袁在多种方案中选择出最佳方案的设计方法袁优化设计对提高产品设计能力具有重要的作用袁本文将对优化设计在农业机械设计中的应用进行研究袁希望能够促进农业机械设计水平的发展遥邓岭袁李程关键词院优化设计曰农业机械曰应用研究中图分类号院文献标志码院A我国是农业大国袁农业机械化是实现农业现代化的基础遥我国农业现代化建设时间与其他发达国家相比较晚袁在农业机械设计水平上还存在较大的差距袁尤其在使用的可靠性方面存在较大的发展化设计空间在[1]1优遥
农业机械设计中应用的意义
要提高我国农机产品的质量袁就要大力提高农机生产制造水平和设计水平袁对传统的农机产品设计进行改进遥传统的农业机械零部件设计一般采用经验类比袁通过力学简单计算来完成遥传统的设计优化方式对设计人员的经验要求较高袁很多创新设计和优化设计都缺乏数据支持袁过度的设计导致机械综合性能提高的同时袁制造成本大幅上升遥
2优化设计的基本思路
优化设计是从若干种可行性方案中择优选出一种最佳的设计方法袁这种选择是以初始数据为基础袁采用计算机技术联合实现的遥优化设计对软件计算能力和模型构建能力有较高的依赖袁近年来随着计算机科技的不断发展和软件开发能力的不断提高袁计算机在机械设计中发挥了重要的作用遥同时袁计算机的发展也使计优算化机设计软件理在念优得以化设计实现袁优中的化设计应用
的思路也越来越开阔遥
3要实现优化设计在农业机械设计中的应用袁先进的软件技术是必不可少的遥设计软件是设计者的工具袁对于农业机械设计者来讲袁能够熟练应用软件完成虚拟制造尧实验和测试袁对参数进行分析袁是实现农业机械优化设计的必要因素[2]3.1ANSYS司研ANSYS发袁这种软软软件件
遥
件是能一够种与大多型有种计限算元机分析辅助软设计件袁由软美件国实现ANSYS数据公的共享和交换袁被普遍应用于汽车工业尧建筑桥梁等方面设计中遥3.2ADAMS软件
件袁由ADAMS美国机械软动件力是公司一种开对机发袁械通系统过ADAMS动力学软进件行袁自动能够分析的建立机软械系统几何模型袁对虚拟机械系统进行动力学分析袁预测机械系统的性能尧化设计碰撞加速在和农业机械设计运动范围等[3]4优遥
4.1几何模型的建立
中的应用
结合设计零部件的特征尧材质和其他约束条件袁通过Pro/E软件进行几何模型的建立袁本次研究基于Pro/E软件应用的基础上袁采用旋转建模的方法袁建立齿轮轴模型遥齿轮过渡段圆的半径R=8.6mm材料遥
4.2模型属性设置
表1模型材料属性
材质密度渊kg/m3弹性模量渊GP冤
泊松比45钢7.8伊10冤2000.27作者简介院邓岭渊1985要冤袁女袁湖南娄底人袁硕士袁助教袁研究方向院机械设
计理论遥
文章编号院1672-3872(2019)17-0063-02模型材料属性包含材料材质尧密度尧弹性模量尧泊松比等袁相关参数如表约束与载荷
1所示遥
4.3齿轮的驱动轴两端袁靠的是轴承作为支撑袁加载载荷较为复杂袁本文通过两种方式加载扭矩袁一种是通过运动学模块进行扭矩分析袁分析的受力情况信息传递到结构分析模块中曰一种是取相近的加载扭矩数值输入到结构分析模块中遥经过判定袁本文采用第二种方式遥沿着轴向建立起圆柱坐标系袁加载圆柱面的壳袁厚度取值1mm袁这种取值也是为了便于分析袁然后找到扭矩加载点袁进行扭矩加载遥这个环节需要注意袁驱动力矩要在轴的中部位置加载袁扭矩为8600N.mm袁在轴的两端加阻力扭矩袁两端本别为4300N.mm遥
4.4模型分析
Pro/E在析软模型件分析环节中袁完成受力和约束参数设置后袁在利用16.7N/mm遥通过软进够达到350N/mm而件行静设计对构态2以所建模型构上用模型袁材钢材料的分析建袁然后对静态模型进行相应的分材的质屈为结果服45可应力号以范钢确围袁最定袁最大的应力为2,远远大的大屈于服设计应力零能部件的最大应力袁可见在尺寸选择中相对比较保守设计参数的建立
遥
4.5设计的过程主要是模型建立的过程袁而在模型建立的过程中袁设计者将要建立许多参数袁其中包括物理性能参数尧结构设计参数等袁这些参数代表着所用材料的基本属性和要达到的设计性能袁当参数发生了变化袁建立的模型性能也将随着发生变化遥如果针对所有参数进行优化袁将增加设计过程中庞大的计算量袁这样就需要设计者对这些参数进行优选袁结合不同参数对模型的影响程度袁和对设计部件的使用性能的影响袁可以优先选择对模型性能影响最大的参数设置袁这种处理方式袁也体现出优化设计的理念袁实现参数选择上的优化袁最有效的尧影响最大的参数信息将被利用袁而影响较小的参数将被忽略遥在本次分析案例中8.6mm袁将过渡段尺寸参数当做设计变量袁设计变量的初始值为4.6优遥
化设计
在农机设计中采用优化设计的目的在于能够实现通过模型的各项功能计算和设计袁达到降低成本袁能够发挥最优性能遥在优化设计的过程中袁要对具有影响效果的约束条件和各类参数进行设置遥本案例设计中袁满足各项受力条件下袁所使用的材料质量最小袁采用过渡段半径作为设计参数袁部件的最大应力小于材350N/mm料许用应力参数和约束条袁安全遥件系本案例中选择的45号钢袁最大的屈服应力大于2袁从数而设分析定为出3.0最袁优轴的最结大果应力袁如表约114N/mm22所示遥
袁结合各表2优化设计和原始设计的结果比较
过渡段半径渊mm冤
许用应力轴质量渊kg冤8.6mm4.8mm64.4116.7约约1141140.941渊下转0.679第65页冤
2019年9月上农机化研究
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3.3外卖机器人配送时的安全措施
可靠的技术指导遥同时袁利用外卖机器人本身的各种传感器可以实时感知周围的道路状况遥随着外卖机器人数量的增加袁配送的范围也在不断增大袁数据感知范围可以涵盖更多的区域场景袁从而实现数据的感知更新[3]遥在配送过程中袁无人配送外卖机器人可以使用自身传感器袁如用相机和超声波来感知周围的交通状况袁对于拥堵路段能够提前感知并提供躲避拥堵的导航路径规划袁省时高效遥在外卖机器人调度资源的优化方面袁无人配送外卖机器人的行动需要以订单为基础袁因此袁需要分析海量订单信息袁提供合理的外卖机器人的资源调度分配方案遥如对于订单密集的区域袁需要提前部署更多的外卖机器人袁来确保运输效率遥
子袁优点是快捷方便袁简单曰但是袁要求用户在接收货物时需要带着手机遥2冤人脸识别方式遥人脸识别方式需要对用户进行面部扫描并保存遥目前袁人脸识别的成功率可以达到确认的精度袁但仍存在许多技术漏洞袁如利用面部活检技术欺骗机器人遥3冤指纹识别方式遥与人脸识别方式相似袁通过与预先扫描的指纹进行校对袁验证其真实身份袁由于手指经常接触外界袁很容易造成指纹损坏曰但是安全性非常高袁适合高价值产品的验证遥
4总结
无人配送外卖机器人与监控外卖机器人的人员袁应将物品的安全作为首要因素遥虽然在配送过程无人值守袁但仍需要调度和处理无人分配背后的紧急情况袁应从3方面考虑遥1)无人配送外卖机器人的调度袁需要由调度系统统一调配袁该系统能够实现所有外卖机器人的行动调配遥2)外卖机器人状态监控系统能够对所运行中的外卖机器人进行状态查询袁对于外卖机器人在运输行程中遇到的情况袁该监控系统可以检测实时紧急情况袁并将其报告给监控人员来处理紧急情况遥3)手动接管遥在各种紧急情况下袁监视系统允许监控人员通过手动接管袁包括远程呼叫袁遥控驾驶和路径修改等功能远程控制无人配送外卖机器人遥
目前在安全验证方面袁可采取多种验证方式用于确保货物准确地送达[4]袁现已经采取的验证方式有以下几种遥1冤验证码方式遥这是在国内使用最广泛的验证方法遥当用户接收到短信袁在机器人的屏幕上输入验证码袁验证成功之后袁用户可以打开箱
基于外卖机器人的控制系统尧识别系统和智能化所需的关键技术袁研究和开发无人配送外卖机器人袁为国内外卖机器人产业化发展提供了技术保障遥在国内袁外卖机器人市场竞争越来越激烈袁加快外卖机器人技术的研究开发与生产是抓住这个时代潮流的重要途径袁所以袁应依靠自身优势袁提高自主创新能力袁研究和开发外卖机器人企业在激烈市场竞争中面对的问题袁力争在这个机器人技术蓬勃发展的新技术时代袁使我国的外卖机器人行业发展更上一层楼遥
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渊上接第60页冤业的重要组成部分袁通过对拣选平台的输送器尧
杆条数以及分离输送器线速度等进行计算分析袁满足工作要求曰
2冤利用UG构建田间清选机构的三维模型袁并分析其结构特征遥[1]魏忠彩袁李学强袁张宇帆袁等.马铃薯全程机械化生产技术与装备研究进展[J]袁农机化研究袁2017袁39渊9冤院1-6.
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渊上接第63页冤
5结束语
综上所述袁随着优化设计理念的广泛普及和计算机应用能力的不断提高袁农业机械设计工作者的设计技能必然会得到进一步提高袁从而形成成本最优袁性能最佳的设计产品袁为我国农业机械现代化发展做出更大贡献遥
参考文献院
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