采伐作業(yè)聯(lián)合機(jī)機(jī)械手的運(yùn)動學(xué)動力學(xué)分析.pdf

1、本論文是在“十一五”國家科技支撐計劃項(xiàng)目——多功能林木采育作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)裝備研究與開發(fā)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上完成的,是此課題研究的一部分。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,對木材的需求量越來越大,僅靠我國現(xiàn)有的采伐機(jī)械和設(shè)備已經(jīng)不能滿足這樣的需求。許多發(fā)達(dá)國家已經(jīng)大量使用多功能采伐機(jī)械,但國內(nèi)仍未有此類采伐機(jī)械投入使用。國外采伐機(jī)械價格昂貴且不適于國內(nèi)人工林木材生產(chǎn),因此,課題組研制了首臺適用于我國林區(qū)采伐作業(yè)的采伐機(jī)械—采伐作業(yè)聯(lián)合機(jī)。采伐作業(yè)聯(lián)合機(jī)的研制

2、對于提高木材生產(chǎn)效率,降低工人勞動強(qiáng)度具有一定的意義。采伐作業(yè)聯(lián)合機(jī)是集采伐、打枝、造材等功能為一體的智能聯(lián)合采伐裝備。
　　 介紹了國內(nèi)外采伐機(jī)械研究應(yīng)用的現(xiàn)狀,著重探討了國外幾家大公司的采伐聯(lián)合機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀以及國內(nèi)各時期的采伐工具的發(fā)展情況,以及采伐聯(lián)合機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。
　　 分析了采伐聯(lián)合機(jī)關(guān)節(jié)式機(jī)械手各桿件之間的位置關(guān)系,利用D-H法建立了機(jī)械手坐標(biāo)系統(tǒng)及運(yùn)動學(xué)模型,求出了運(yùn)動學(xué)正解和逆解。并在此基礎(chǔ)上

3、推導(dǎo)了雅可比矩陣以及笛卡爾空間與關(guān)節(jié)空間的坐標(biāo)變換關(guān)系,為機(jī)械手的運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計提供了依據(jù)。
　　 根據(jù)Autocad設(shè)計的實(shí)際尺寸,利用Solidworks強(qiáng)大的參數(shù)化特征建模功能和三維動態(tài)裝配技術(shù),對采伐聯(lián)合機(jī)進(jìn)行三維實(shí)體建模,生成參數(shù)化的零部件實(shí)體。并通過強(qiáng)大的仿真軟件ADAMS對采伐聯(lián)合機(jī)進(jìn)行了運(yùn)動仿真分析,結(jié)合運(yùn)動力學(xué)仿真功能對采伐聯(lián)合機(jī)的運(yùn)動進(jìn)了動態(tài)模擬,并進(jìn)行裝配和干涉檢查,用樣條函數(shù)作為機(jī)器人各關(guān)節(jié)的驅(qū)動函數(shù)進(jìn)

4、行運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)仿真。通過仿真可以清楚地看到機(jī)械臂運(yùn)動情況,并測得采伐聯(lián)合機(jī)運(yùn)動的一系列運(yùn)動特性參數(shù),例如關(guān)節(jié)的平動加速度、角速度、關(guān)節(jié)總動能,角加速度、驅(qū)動力矩的大小等,可顯著地縮短研發(fā)周期,降低設(shè)計成本。
　　 利用有限元法對工作裝置中的主要部件機(jī)械臂進(jìn)行分析,依據(jù)分析結(jié)果做出結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化;
　　 本論文為此采伐聯(lián)合機(jī)的下一步工作奠定了一定的基礎(chǔ),并獲得相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)參數(shù),為以后全面詳細(xì)的研究與開發(fā)及相近林業(yè)機(jī)械裝備的研