精確對(duì)靶施藥室內(nèi)測(cè)試系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)論文[帶圖紙]

1、<p><b>　　南京林業(yè)大學(xué)</b></p><p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題 目： 精確對(duì)靶施藥室內(nèi)測(cè)試系統(tǒng)的改進(jìn) 設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院： 機(jī)械電子工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及

2、其自動(dòng)化 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　職 稱： 副 教 授 </p><p><b>　　致 謝&

3、lt;/b></p><p>　　四年的讀書(shū)生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對(duì)又一次征程的開(kāi)始。四年的求學(xué)生涯在師長(zhǎng)、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬(wàn)千，心情久久不能平靜。偉人、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻(xiàn)給一位平凡的人，我的導(dǎo)師。我不是您最出色的學(xué)生，而您卻是我最尊敬的老師。您治學(xué)嚴(yán)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少

4、可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助,在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯謝意！人生的道路有許多的坎坷，不是一 條 通 往光明之路，有痛苦，有傷心，有無(wú)助，也有面對(duì)一切所不能忍受的，這就是生活。但是生活中確實(shí)有許多美好的東西，有些時(shí)候你不會(huì)看到它的本身的色彩，如果你用這一種方式感受不到的話，不妨換一種方式去感受，也許它正是你所需要的那謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營(yíng)造了一種良好的精神氛圍。授人以魚(yú)不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我

5、不僅接受了全新的思想觀念，樹(shù)立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，從論文題目的選定到論文寫(xiě)作的指導(dǎo)經(jīng)由您悉心的點(diǎn)撥再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟常常讓我有“山重水復(fù)疑無(wú)路柳暗花明又一村”感謝我的</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　精確對(duì)靶施藥作為農(nóng)作物、樹(shù)木等主要的除病蟲(chóng)害方式，在我國(guó)植保措施中具有著十分重要的作用。本文根據(jù)對(duì)靶施藥的發(fā)展，簡(jiǎn)單的

6、闡述了它的研究現(xiàn)狀；通過(guò)對(duì)靶施藥的類型和改進(jìn)的方式詳細(xì)地介紹了對(duì)靶施藥的發(fā)展?fàn)顩r；分析了對(duì)靶施藥現(xiàn)狀存在的一些問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題，提出了未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)；最后對(duì)精確對(duì)靶施藥室內(nèi)測(cè)試系統(tǒng)的改進(jìn)進(jìn)行了總結(jié)與設(shè)想，并對(duì)其報(bào)以美好的祝愿。</p><p>　　Summary: Precisely target pesticide application way as crops, trees and other major

7、 addition to pests and diseases, plant protection measures in China has a very important role. Based on the development of on-target pesticide application, there will be a brief explanation of the Research; detailed desc

8、ription of the state of development of the target pesticide application by the type of the target pesticide application and improved; analysis of the status of the target pesticide application exis</p><p>&l

9、t;b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1精確對(duì)靶施藥概念及技術(shù)思想</p><p>　　1.2研究背景意義及主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　1.2.1國(guó)內(nèi)外精確對(duì)靶施藥研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　1.

10、2.2本文的主要研究?jī)?nèi)容及研究意義</p><p><b>　　1.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　2精確對(duì)靶施藥室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)及零部件強(qiáng)度校核</p><p>　　2.1精確對(duì)靶施藥室內(nèi)測(cè)試系統(tǒng)工作原理及組成部分</p><p>　　2.2運(yùn)動(dòng)模擬部分設(shè)計(jì)及校核</p><p

11、>　　2.2.1傳動(dòng)方案的確定</p><p>　　2.2.2電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　　2.2.3傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　2.2.4帶輪的強(qiáng)度校核</p><p>　　2.2.5軸的設(shè)計(jì)及校核</p><p>　　2.2.6精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p>　　2.2

12、.7張緊螺栓的選用及校核</p><p><b>　　2.3本章小結(jié)</b></p><p>　　3 實(shí)驗(yàn)臺(tái)具體單元設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1運(yùn)動(dòng)臺(tái)架的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2電動(dòng)機(jī)架的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3噴頭移動(dòng)組合臺(tái)架的設(shè)計(jì)</p><p>　

13、　3.3.1噴頭的橫向移動(dòng)性 </p><p>　　3.3.2噴頭的縱向移動(dòng)性</p><p>　　3.4攝像頭的多方位拍攝改進(jìn)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.5變頻器調(diào)控板的安放設(shè)計(jì)</p><p>　　3.6水泵的位置優(yōu)化</p><p><b>　　3.7本章小結(jié)</b></p>

14、;<p>　　4藥液的回收利用設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1利用泵實(shí)現(xiàn)藥液的循環(huán)利用</p><p>　　4.2集水容器的設(shè)計(jì)處理實(shí)驗(yàn)后藥液</p><p>　　4.3精確對(duì)靶施藥室內(nèi)測(cè)試系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)</p><p><b>　　4.4本章小結(jié)</b></p><p>　　5主要

15、研究結(jié)論及進(jìn)一步研究建議</p><p><b>　　5.1主要研究結(jié)論</b></p><p>　　5.2進(jìn)一步研究建議</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　1

16、 緒 論</b></p><p>　　1.1 精確對(duì)靶施藥概念及技術(shù)思想</p><p>　　自新中國(guó)成立以來(lái)，在黨和政府的領(lǐng)導(dǎo)下，我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得了很大的成就，在這可觀的成就中，施藥技術(shù)功不可沒(méi)，但是人們?cè)谑褂棉r(nóng)藥過(guò)程中存在著很多問(wèn)題，比如施藥過(guò)程中忽視田間病蟲(chóng)草害發(fā)生差異性和作物信息的差異性以及使用手段落后等，由于上述的問(wèn)題而使大量的農(nóng)藥流失到非靶標(biāo)環(huán)境中，造成人畜中毒

17、和嚴(yán)重的環(huán)境污染，導(dǎo)致食品的污染和生態(tài)失衡。其主要原因是噴灑出去的農(nóng)藥只有很少的部分達(dá)到要防治的靶標(biāo)上。Metcalf做了估算，從施藥機(jī)械噴灑出去的農(nóng)藥只有25％～50％能沉積到作物葉片上．只有不足0.03％的藥劑能起到殺蟲(chóng)作用。這個(gè)問(wèn)題在我國(guó)非常突出，目前我國(guó)化學(xué)防治面積已達(dá)2.87億hm2，并且還在以每年0.13億hm2的速度增長(zhǎng)，每年我國(guó)都有100萬(wàn)t的農(nóng)藥制劑，1億t藥液噴灑到農(nóng)田中，由于使用不當(dāng)，造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)億元。我國(guó)農(nóng)

18、藥生產(chǎn)技術(shù)處予國(guó)際先進(jìn)水平，而我國(guó)植保機(jī)械和農(nóng)藥使用技術(shù)嚴(yán)重落后的現(xiàn)狀與我國(guó)高速發(fā)展的農(nóng)藥水平極不相稱，已嚴(yán)重妨礙了農(nóng)作物病蟲(chóng)害的防治，帶來(lái)了諸如農(nóng)藥利用率低、農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留超標(biāo)、環(huán)境污染、作物要害、操作者中毒等負(fù)面影響。在我國(guó)，農(nóng)藥利用率最好的也不足30％，農(nóng)藥流失量高達(dá)</p><p>　　1.2 研究背景意義及主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　1.2.1 國(guó)內(nèi)外精確對(duì)靶施藥研究現(xiàn)

19、狀及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　?。?） 國(guó)外的國(guó)外精確對(duì)靶施藥技術(shù)的發(fā)展情況</p><p>　　技術(shù)發(fā)達(dá)，技術(shù)應(yīng)用廣泛，Yang Chun-Chieh等用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制對(duì)除草劑的施用量進(jìn)行了模擬控制，試驗(yàn)結(jié)果證明除草劑的對(duì)靶覆蓋率為80％～90％[13]；美國(guó)伊利諾依大學(xué) (University of Illinois at Urbana—Champaign)農(nóng)業(yè)工程系田磊等人

20、開(kāi)發(fā)的“基于機(jī)器視覺(jué)的西紅柿田間自動(dòng)雜草控制系統(tǒng)”和“基于差分GPS的施藥系統(tǒng)”；美國(guó)加利福利亞大學(xué)戴維斯分校(University of California at Davis)研制的基于視覺(jué)傳感器對(duì)成行作物實(shí)施精量噴霧系統(tǒng)等。與此同時(shí)，理論知識(shí)也得到了相當(dāng)?shù)姆e累，提出了許多用于作物雜草識(shí)別、決策控制的算法[13]。</p><p>　?。?） 國(guó)內(nèi)精確對(duì)靶施藥技術(shù)的發(fā)展情況</p><p&

21、gt;　　相對(duì)于外國(guó)而言，我國(guó)在這方面科研投入比較少，近年來(lái)也很多新的技術(shù)在新起，其中研究的主要有：機(jī)器人技術(shù)，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)完成溫室精確對(duì)靶機(jī)器人，此系統(tǒng)適合在溫室中使用，可節(jié)省農(nóng)藥，并且在整個(gè)操作過(guò)程中，人可以處于溫室外操作，不會(huì)因?yàn)檗r(nóng)藥對(duì)人體產(chǎn)生危害。紅外傳感探測(cè)技術(shù)，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的鄧巍等人也對(duì)自動(dòng)對(duì)靶噴霧的紅外探測(cè)作了研究，主要確定了靶標(biāo)特征波長(zhǎng)，并建立了自動(dòng)對(duì)靶噴霧的紅外探測(cè)系統(tǒng)。單片機(jī)控制技術(shù)，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的吳澤

22、秫等人研究出一種基于AVR單片機(jī)的自動(dòng)對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)證明此系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，在一定速度范圍內(nèi)能實(shí)現(xiàn)精確對(duì)靶，從而大大提高了農(nóng)藥的利用率。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，南京林業(yè)大學(xué)的葛玉峰等人設(shè)計(jì)了一套基于機(jī)器視覺(jué)的室內(nèi)農(nóng)藥自動(dòng)精確噴霧系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)證明此系統(tǒng)在低速狀態(tài)下，有80％左右的藥液擊中目標(biāo)，顯著提高了噴藥的準(zhǔn)確性，節(jié)省了大量農(nóng)藥[6]。</p><p>　?。?） 總體研究現(xiàn)狀</p><p>　

23、　國(guó)內(nèi)外的同類研究日星月異，隨著時(shí)間的推移產(chǎn)生了很多新型技術(shù)，其中有以下幾種：</p><p><b>　　1、機(jī)器人技術(shù)。</b></p><p>　　機(jī)器人技術(shù)有三個(gè)特點(diǎn)，一個(gè)是有類人的功能，比如說(shuō)作業(yè)功能，感知功能，行走功能，還能完成各種動(dòng)作，它還有一個(gè)特點(diǎn)是根據(jù)人的編程能自動(dòng)的工作，這里一個(gè)顯著的特點(diǎn)，就是可以通過(guò)編程，改變它的工作、動(dòng)作、工作的對(duì)象，和工作的

24、一些要求，它是人造的機(jī)器或機(jī)械電子裝置。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)完成溫室精確對(duì)靶機(jī)器人，對(duì)靶噴霧機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)包括移動(dòng)平臺(tái)、機(jī)械臂、病害信息診斷及變量噴嘴4個(gè)主要組成部分。</p><p>　　2、紅外傳感探測(cè)技術(shù)。</p><p>　　所謂的紅外探測(cè)技術(shù)是利用紅外線的漫反射來(lái)完成對(duì)靶標(biāo)的位置探測(cè)，即靶標(biāo)存在時(shí)，紅外線接收管能接收到紅外線；當(dāng)靶標(biāo)不在時(shí)，紅外線接收管則接收不到紅外線。中國(guó)

25、農(nóng)業(yè)大學(xué)的鄧巍等人也對(duì)自動(dòng)對(duì)靶噴霧的紅外探測(cè)作了研究，主要確定了靶標(biāo)特征波長(zhǎng)，并建立了自動(dòng)對(duì)靶噴霧的紅外探測(cè)系統(tǒng)。</p><p>　　3、單片機(jī)控制技術(shù)。</p><p>　　單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，自單片機(jī)問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，逐漸發(fā)展為低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化。單片機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力和控制功能，可使系統(tǒng)保持在最佳工作狀態(tài)，提高系統(tǒng)的工作效率和

26、產(chǎn)品質(zhì)量。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的吳澤秫等人研究出一種基于AVR單片機(jī)的自動(dòng)對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)證明此系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，在一定速度范圍內(nèi)能實(shí)現(xiàn)精確對(duì)靶，從而大大提高了農(nóng)藥的利用率。</p><p><b>　　4、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)。</b></p><p>　　在對(duì)靶噴霧系統(tǒng)中，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)模擬人眼的視覺(jué)功能，通過(guò)攝像機(jī)等圖像采集裝置得到目標(biāo)區(qū)域的圖像信息，通過(guò)對(duì)

27、目標(biāo)圖像的信息加以處理，最終用于實(shí)際測(cè)量和控制等。南京林業(yè)大學(xué)的葛玉峰等人設(shè)計(jì)了一套基于機(jī)器視覺(jué)的室內(nèi)農(nóng)藥自動(dòng)精確噴霧系統(tǒng)，此系統(tǒng)利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)采集實(shí)時(shí)樹(shù)木圖，通過(guò)對(duì)圖像的處理完成對(duì)目標(biāo)樹(shù)木的分割與識(shí)別，再以圖像信息來(lái)指導(dǎo)噴藥裝置，達(dá)到精確施藥的目的[12]。</p><p>　　目前，在噴霧機(jī)上應(yīng)用注入式混藥系統(tǒng)、過(guò)濾系統(tǒng)、自清洗系統(tǒng)、無(wú)人駕駛噴霧機(jī)技術(shù)及風(fēng)送噴霧、靜電噴霧、防漂移噴頭、防風(fēng)屏等技術(shù)，使噴霧機(jī)

28、在更新結(jié)構(gòu)，提高安全性能、藥液在靶標(biāo)上的附著率以及防治霧滴漂移方面都取得了明顯的效果。低量噴霧和微量噴霧通過(guò)減少霧滴直徑的方法來(lái)提高噴霧質(zhì)量，有效地減少了常量噴霧對(duì)環(huán)境的污染。進(jìn)入21世紀(jì)后，在噴霧機(jī)上應(yīng)用圖像識(shí)別技術(shù)和3S技術(shù)使自動(dòng)對(duì)靶噴霧技術(shù)取得突破性進(jìn)展。自動(dòng)對(duì)靶噴霧技術(shù)主要有基于地理信息技術(shù)和實(shí)時(shí)信息采集與處理2種系統(tǒng)。自動(dòng)對(duì)靶施藥機(jī)械能夠根據(jù)靶標(biāo)的有無(wú)和靶標(biāo)特征的變化有選擇性地對(duì)靶施藥，有效地提高農(nóng)藥在作物上的附著率，明顯地減

29、少農(nóng)藥在非靶標(biāo)區(qū)域的沉降，獲得了較好的施藥效果，能夠降低生產(chǎn)成本和減少農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染[13]。</p><p>　　1.2.2 本文的主要研究?jī)?nèi)容及研究意義</p><p>　　本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：</p><p>　?、?測(cè)繪現(xiàn)有試驗(yàn)臺(tái)架。</p><p>　?、?在保持現(xiàn)有試驗(yàn)臺(tái)架基本型式不變的基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。<

30、/p><p>　?、?設(shè)計(jì)攝像頭與傳動(dòng)臺(tái)架的可調(diào)距離裝置。</p><p>　　④ 設(shè)計(jì)噴頭立體組合裝置。</p><p>　?、?建立試驗(yàn)臺(tái)架的三維模型，并對(duì)運(yùn)動(dòng)模擬單元進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。</p><p>　　⑥ 組裝試驗(yàn)臺(tái)架。</p><p>　　2008年，我國(guó)設(shè)施蔬菜產(chǎn)量1.68億噸，占全國(guó)蔬菜產(chǎn)量的25％，發(fā)

31、展設(shè)施農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為障食品供應(yīng)、增加農(nóng)民收入的有效途徑。但目前設(shè)施農(nóng)業(yè)中的病蟲(chóng)害種類和數(shù)量越來(lái)越多，程度越來(lái)越嚴(yán)重，防治越來(lái)越困難的趨勢(shì)。因此，精準(zhǔn)對(duì)靶施藥新型機(jī)械將有效地控制溫室蔬菜病蟲(chóng)害發(fā)展、減少農(nóng)藥用量和保證蔬菜產(chǎn)量安全[15]。當(dāng)前我國(guó)森林病蟲(chóng)害嚴(yán)重制約了造林綠化和生態(tài)環(huán)境建設(shè)，但病蟲(chóng)害防治效率卻是相當(dāng)?shù)拖碌模菏┧幖夹g(shù)落后，不管有無(wú)施藥目標(biāo)都采用均勻恒速的施藥方法，而沒(méi)有考慮到林木的栽植密度、株距及樹(shù)冠形態(tài)等個(gè)體差別；施藥器材落后

32、，無(wú)論是施藥器材的藥液混合裝置、動(dòng)力裝置還是噴霧裝置，其機(jī)械化、自動(dòng)化、精確化程度都相當(dāng)?shù)?。落后的防治手段使農(nóng)藥的利用率低，花費(fèi)大；農(nóng)藥殘留、農(nóng)藥?kù)F滴漂移加重了環(huán)境的生態(tài)問(wèn)題；直接和頻繁接觸農(nóng)藥危及到操作者的人身安全。精確林業(yè)技術(shù)提供了解決的辦法，即在林業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中運(yùn)用視覺(jué)傳感器、衛(wèi)星定位等高新技術(shù)，在作業(yè)過(guò)程中實(shí)時(shí)測(cè)知工作對(duì)象所需工作的質(zhì)量和時(shí)機(jī)等時(shí)空數(shù)據(jù)，以求獲得最好的施藥效果和最小的環(huán)境代價(jià)，從而節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境[8]。對(duì)農(nóng)藥對(duì)

33、靶噴施進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)以便實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥的精確利用，降低對(duì)環(huán)境</p><p><b>　　1.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章介紹了精確對(duì)靶施藥的概念及其研究背景和發(fā)展趨勢(shì)，讓我們認(rèn)識(shí)精確對(duì)靶施藥研究的未來(lái)發(fā)展帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，精確對(duì)靶施藥內(nèi)容的闡述讓我們認(rèn)識(shí)發(fā)展方向確定發(fā)展的道路，讓我們努力學(xué)習(xí)，為以后的研究奠定知識(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>

34、　　2 精確對(duì)靶施藥室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)及零部件強(qiáng)度校核</p><p>　　2.1 精確對(duì)靶施藥室內(nèi)測(cè)試系統(tǒng)工作原理及組成部分</p><p>　　工作原理：模擬施藥過(guò)程中施藥器材和施藥目標(biāo)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)采集實(shí)時(shí)樹(shù)木圖像，通過(guò)圖像處理完成目標(biāo)樹(shù)木的分割與識(shí)別；以圖像處理結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行施藥決策；上位機(jī)PC和下位機(jī)單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，將決策結(jié)果轉(zhuǎn)化為噴霧指令，并控制噴

35、霧執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)精確噴霧。</p><p>　　組成部分：運(yùn)動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)、彩色CCD攝像頭、真彩色圖像采集卡、PC機(jī)(上位機(jī))、單片機(jī)芯片組(下位機(jī))、智能?chē)婌F臺(tái)(包括噴頭若干和安裝噴頭的噴霧臺(tái)架、壓力噴霧系統(tǒng))及若干接口線路，共分為運(yùn)動(dòng)模擬裝置、圖像采集裝置、自動(dòng)精確施藥裝置三部分。</p><p>　　2.2 運(yùn)動(dòng)模擬部分設(shè)計(jì)及校核</p><p>　　2.

36、2.1傳動(dòng)方案的確定</p><p>　　已經(jīng)傳到機(jī)構(gòu)的類型為：同步皮帶（傳送帶），故只要對(duì)本機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析論證本傳到機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：與鏈條比較，形態(tài)上自由度變大；主要用于輕載；皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的移動(dòng)量包含π值，因此需要修正。</p><p>　　2.2.2 電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　　1.電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇:</p><p>　　因?yàn)楸緜?/p>

37、到工作的狀況是：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式Y(jié)系類的電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　2.電動(dòng)機(jī)容量的選擇</p><p>　　1）電動(dòng)機(jī)的額定功率P=1.5kw</p><p>　　2）電動(dòng)機(jī)的輸出功率Pi=Pη</p><p>　　由于η=η2帶輪η2軸承η聯(lián)軸器=0.982×0.992×0.99=0.93，故

38、Pi=1.395kw</p><p>　　3）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇</p><p>　　nd=1440r/min</p><p>　　3.電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定：Y90L-4</p><p>　　2.2.3 傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　已知條件和設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><

39、p>　　電機(jī)的轉(zhuǎn)速為1440r/min；傳輸帶輪中心距a=1750mm；傳輸帶線速度v=0.5～1.2m/s；軸承預(yù)期計(jì)算壽命L’h=10Years；攝像頭與傳動(dòng)臺(tái)架的之間的距離可以調(diào)節(jié)。傳動(dòng)臺(tái)架運(yùn)行穩(wěn)定。 噪音等符合人機(jī)工程學(xué)的要求。各部分分布合理、功能完善、布局美觀。</p><p>　　當(dāng)傳動(dòng)的時(shí)候，速度越慢，傳動(dòng)軸所受的力矩越大。設(shè)計(jì)要求：傳輸帶線速度v=0.5-1.2m/s可調(diào)可知，當(dāng)傳輸帶線速度

40、為0.5m/s的時(shí)候，傳動(dòng)軸所受力最大。故一下計(jì)算都按線速度0.5m/s進(jìn)行校核。</p><p>　　由公式： (2-1)</p><p>　　得 </p><p>　　原試驗(yàn)臺(tái)的帶輪直徑為120mm，此處設(shè)計(jì)取帶輪直徑為</p><

41、p><b>　　d1=120mm</b></p><p>　　所以，由公式可得 </p><p>　　所需轉(zhuǎn)速 n=79.6r/s</p><p>　　因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r/s，由公式</p>

42、<p><b>　　(2-2)</b></p><p>　　的:調(diào)速所需頻率為 f=2.8HZ</p><p>　　兩帶輪中心軸軸心間距為 a=1750mm</p><p>　　所以，帶長(zhǎng)為： l=a+πd

43、 (2-3)</p><p>　　=1750+3.14×120</p><p><b>　　=2126.8mm</b></p><p><b>　　曲撓次數(shù)為：</b></p><p>　　=0.58〈ymax

44、 (2-4)</p><p>　　δ=(1/40～1/30)d=0.3～0.4mm</p><p>　　選帶厚 δ=3mm</p><p>　　由測(cè)繪可得，取帶寬為b=150mm。</p><p&g

45、t;　　作用在軸上的力為： </p><p><b>　　α1=90°</b></p><p>　　σ0=1.8×106Mpa</p><p>　　A=b×δ=150×3 (2-5)</p><p><b>　　得

46、：</b></p><p><b>　　Q=1142N</b></p><p>　　2.2.4 帶輪的強(qiáng)度校核</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的傳遞功率為1.5Kw，功率在電動(dòng)機(jī)和聯(lián)軸器中間都有損失，若兩者的效率都為0.98，則輸出軸上的功率為：</p><p>　　P=1.5×η2=1.44kw

47、 (2-6)</p><p>　　所受扭矩為： </p><p>　　=172763Nmm (2-7)</p><p>　　帶輪水平方向的受力由帶的張緊力引起，垂直方向的受力由自重引起，對(duì)帶輪受力

48、分析如圖2-1所示。</p><p><b>　　圖中：</b></p><p>　　RH1=RH2=572.5N</p><p>　　RV1=RV2=70.5N</p><p>　　T1=T2=86138Nmm</p><p>　　圖2-1 帶輪受力圖</p><p>　

49、　Fig.2-1 Pulley force</p><p>　　圖2-2 帶輪的彎矩圖</p><p>　　Fig.2-2 Pulley moment</p><p>　　如圖2-2，最大彎矩處為帶輪的中間截面處，次數(shù)彎矩為：</p><p>　　MHmax=RH×75=572.5×75=42937.5Nmm</p&

50、gt;<p>　　MVmax=Rv×240=70.5×240=16920Nmm</p><p><b>　　(2-8)</b></p><p><b>　　計(jì)算彎矩為：</b></p><p><b>　　Mca= </b></p><p>&

51、lt;b>　　=</b></p><p>　　= 113467.41 (2-9)</p><p><b>　　彎矩截面系數(shù)為：</b></p><p>　　W=0.1d(1-β4)</p><p>　　=0.1×1203

52、5;(1-0.884)</p><p>　　=69172.64 (2-10)</p><p><b>　　故所受彎曲應(yīng)力為：</b></p><p><b>　　因此安全。</b></p><p>　　2.2.5 軸的設(shè)計(jì)及校

53、核</p><p><b>　　1 材料的選擇</b></p><p>　　在一般溫度下工作及其廉價(jià)性已經(jīng)軸的直徑小選用45鋼。 </p><p>　　2 求軸上的受力及彎矩、扭矩</p><p>　　分析軸上的受力由帶的張緊力和零件的自重產(chǎn)生，帶的張緊力作用在帶輪上，而帶輪以反作用力的形式作用在與軸相配合的擋板上產(chǎn)生了

54、水平方向的受力，而零件的自重產(chǎn)生垂直面內(nèi)的力。</p><p>　　RV1=RV2=120N</p><p>　　RH1=RH2=572.5N</p><p>　　RV1’=RV2’=70.5N</p><p>　　RH1’=RH2’=572.5N</p><p>　　3 初步確定軸上最小直徑</p>&

55、lt;p>　　選取材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表3-1取A0=112，于是得</p><p><b>　　(2-11) </b></p><p>　　輸出軸的最小直徑處即圖中軸Ⅰ-Ⅱ處安裝聯(lián)軸器處，取d=28mm。</p><p>　　表2-1 軸的常用材料及其機(jī)械性能</p><p>　　Table 2-1

56、 The shaft and mechanical properties of commonly used materials</p><p><b>　　4選用聯(lián)軸器型號(hào)</b></p><p><b>　　聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩為：</b></p><p>　　Tca=KAT (

57、2-12) 查表2-2</p><p>　　表2-2 工作情況系數(shù)</p><p>　　Table 2-2 Work coefficient</p><p>　　考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取KA=1.3</p><p>　　Tca=KAT=1.3×172763=221591.9Nmm (2-13)

58、 </p><p>　　按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查取手冊(cè)由GB 5014-85，選用GY4型凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為2240000Nmm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為47mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為44mm。</p><p>　　5初步選定滾動(dòng)軸承。</p><p>　　因?yàn)檩S的最小直徑為28mm，為配合聯(lián)軸器，查表2-3選取型號(hào)為6206的深溝

59、球軸承，其尺寸為：d×D×T=30mm×62mm×16mm。</p><p>　　表2-3 軸承的規(guī)格</p><p>　　Table 2-3 Bearing Specifications</p><p><b>　　6 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </b></p><p>　　根據(jù)軸向定位要求

60、確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　由帶輪長(zhǎng)寬可知：Ⅳ-Ⅴ段直徑為120mm，長(zhǎng)度為150mm。為防止皮帶從軸上滑出，需在Ⅵ的左側(cè)和Ⅴ的右側(cè)設(shè)計(jì)一個(gè)擋圈，其內(nèi)勁為95mm，外徑為145mm，厚度為7mm。</p><p>　　根據(jù)前面選取的軸承可得，Ⅱ-Ⅲ的的直徑為30mm，長(zhǎng)度為16mm。同理，Ⅵ-Ⅶ直徑為30mm，長(zhǎng)度為16mm。</p><p>　　因

61、為軸承用軸承座定位，根據(jù)軸承型號(hào)，選取型號(hào)為1506的軸承座。。</p><p>　　根據(jù)尺寸可知，軸承座一端面到軸承的同一端面距離為22mm，為使軸承座不碰到Ⅳ-Ⅴ段，故設(shè)計(jì)Ⅲ-Ⅵ軸的長(zhǎng)度為27mm。因?yàn)檩S承一端需要用軸肩定位，所以Ⅲ-Ⅵ需要造出一軸肩，故取Ⅲ-Ⅵ直徑為34mm。同理可得，Ⅴ-Ⅵ直徑為34mm,長(zhǎng)度為27mm。</p><p>　　因?yàn)榘肼?lián)軸器長(zhǎng)度為44mm，又因?yàn)檩S承座

62、一端面到軸承的同一端面距離為22mm，為了不影響軸和聯(lián)軸器的正常工作，設(shè)計(jì)聯(lián)軸器和軸承座之間的距離為2mm，所以設(shè)計(jì)Ⅰ-Ⅱ長(zhǎng)度為68mm。為了配合聯(lián)軸器的孔徑，設(shè)計(jì)Ⅰ-Ⅱ直徑為28mm。</p><p>　　綜上所述，可以畫(huà)出軸的示意圖如圖2-3所示。</p><p>　　同樣的方法和原理，可以得到運(yùn)動(dòng)臺(tái)另一端從動(dòng)軸如圖2-4。因?yàn)閺膭?dòng)軸的受力比主動(dòng)軸小，所以不再做校核。</p>

63、;<p><b>　　圖2-3 主動(dòng)軸</b></p><p>　　Fig.2-3 Drive shaft</p><p><b>　　圖2-4 從動(dòng)軸</b></p><p>　　Fig.2-4 Driven shaft</p><p><b>　　7校核軸承的靜載荷<

64、;/b></p><p>　　軸承在運(yùn)動(dòng)中僅受徑向力，由于帶的張緊力而使軸承承受的力為2700N，由于帶輪的自重而使軸承承受的力為120N，因此軸承承受的合力為</p><p>　　(2-14) </p><p>　　因?yàn)檩S承在運(yùn)動(dòng)中承受的為沖擊力不大的普通載荷，因此，S0=2

65、，</p><p>　　S0P=2×589.94=1179.88N (2-15) 而我們選用的軸承的基本額定靜載荷為11.5KN》S0P，因此靜載荷滿足條件。</p><p><b>　　8計(jì)算軸承壽命</b></p><p>　　因?yàn)槲覀兯x的軸承為球軸承，所以ε=3計(jì)算。計(jì)算如

66、下：</p><p>　　=476.6×106h (2-16)</p><p>　　軸承采用軸承座定位，軸承座型號(hào)為1506。</p><p><b>　　9鍵的選擇及校核</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)和聯(lián)軸器及

67、聯(lián)軸器和輸出軸之間都需要用鍵固定。聯(lián)軸器與輸出軸的鍵按Ⅰ-Ⅱ段軸徑，查表2-4得鍵的截面尺寸為b×h×l=10×8×50，采用圓頭平鍵。電動(dòng)機(jī)與聯(lián)軸器的連接采用的平鍵尺寸為b×h×l=8×7×35，采用平鍵頭。鍵、軸、轂的材料都是鋼，由表2-5查得許用擠壓應(yīng)力為[σ]p=110Mpa。</p><p><b>　　對(duì)鍵校核如

68、下：</b></p><p>　　1）對(duì)電動(dòng)機(jī)的軸用鍵進(jìn)行校核：</p><p>　　其長(zhǎng)度為35mm，為平鍵頭，為此工作長(zhǎng)度為35mm，k=0.5,h=4。</p><p><b>　　由公式得：</b></p><p>　　=85.7Mpa<[σ]p

69、(2-17) </p><p>　　2）對(duì)輸出軸與聯(lián)軸器連接鍵進(jìn)行校核。</p><p>　　其工作長(zhǎng)度為：l=L-b=50-10=40，k=0.5，h=5。</p><p><b>　　由公式得</b></p><p>　　=45Mpa&

70、lt;[σ]p (2-18)</p><p>　　因此以上兩鍵均安全。</p><p>　　表2-4 普通平鍵和普通楔鍵的主要尺寸</p><p>　　Table 2-4 The main dimensions of common flat key and c

71、ommon wedge bond</p><p>　　表2-5 鍵連接的許用擠壓應(yīng)力、許用壓力</p><p>　　Table 2-5 The key to connect the allowable extrusion stress,allowable pressure</p><p>　　10螺釘?shù)倪x擇及校核</p><p>　　帶輪與擋

72、板采用螺釘連接，螺釘個(gè)數(shù)為六個(gè)，對(duì)其進(jìn)行受力分析得：</p><p><b>　　(2-19)</b></p><p>　　得： F =249.67N </p><p>　　螺釘材料為45號(hào)鋼，剪切強(qiáng)度和安全系數(shù)分別為[σ]=120Mpa，Sp=1.25,擠壓強(qiáng)度和安全系數(shù)非別為[σ]=120M

73、pa，Sp=1.25，擠壓強(qiáng)度和安全系數(shù)分別為[τ]=90Mpa,Sp=1.25。</p><p>　　先對(duì)剪切強(qiáng)度進(jìn)行校核：</p><p>　　(2-20) </p><

74、;p>　　再對(duì)擠壓強(qiáng)度進(jìn)行校核：</p><p>　　(2-21) </p><p>　　許用剪應(yīng)力為：

75、 </p><p>　　11按彎矩合成校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　首先根據(jù)受力圖作軸上的彎矩圖，</p><p>　　在水平面內(nèi)與垂直面內(nèi)的最大彎矩分別為：</p><p>　　MHmax=572.5×64=36640Nmm</p><p>　　MVmax=120×309-7

76、0.5×245=19807.5Nmm</p><p>　　T=144000Nmm</p><p>　　T1=T2=72000Nmm （2-22） </p><p>　　進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大計(jì)算彎矩截面即可，經(jīng)判斷，所受最大彎矩的截面為截面B，截面上所

77、受彎矩為：</p><p>　　MVB=120×54=6480Nmm</p><p>　　MHB=572.5×54=30915Nmm</p><p>　　TB=T-T1=172763Nmm （2-23） </p><p>

78、　　截面上所受的計(jì)算彎矩為：</p><p>　?。?-24） </p><p><b>　　抗截面系數(shù)為：</b></p><p><b>　　WB=0.1d3</b></p><p><b>　　=0.1×523<

79、/b></p><p>　　=14060.8mm （2-25） </p><p><b>　　計(jì)算彎曲應(yīng)力為：</b></p><p>　　（2-26）

80、 </p><p><b>　　故安全。 </b></p><p>　　2.2.6 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p><b>　　1 判斷危險(xiǎn)截面</b></p><p>　　截面Ⅰ、Ⅱ僅受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過(guò)渡配合所引起的應(yīng)力集中將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬

81、裕的確定的，所以截面Ⅰ、Ⅱ無(wú)須進(jìn)行校核。</p><p>　　從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面Ⅳ處的過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況看，截面B處的Mca最大，但此處的應(yīng)力集中不大(過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中分布在軸的兩端)，而且這里的軸徑最大，故也不必要進(jìn)行校核，由第三章附錄可知，鍵的應(yīng)力集中系數(shù)比過(guò)盈配合的小，因而只需校核截面Ⅳ的兩端即可。</p><p><b>

82、;　　2 校核截面Ⅳ左側(cè)</b></p><p>　　軸的抗彎截面系數(shù)計(jì)算如下：</p><p><b>　　W=0.1d3</b></p><p><b>　　=0.1×463</b></p><p>　　=9722.6mm3

83、 （2-27） </p><p>　　軸的抗扭截面系數(shù)為：</p><p><b>　　WT=0.2d3</b></p><p><b>　　=0.2×463</b></p><p>　　=19427.2mm3

84、 （2-28） </p><p><b>　　截面左側(cè)的彎矩為：</b></p><p>　　M=145943.9×(49/54) </p><p>　　=132430.6N （2-29）

85、 </p><p><b>　　截面上的扭矩為：</b></p><p>　　T=144000Nmm</p><p>　　截面上的彎曲應(yīng)力為 </p><p>　?。?-30） </p>

86、<p><b>　　扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：</b></p><p>　　（2-31） </p><p>　　軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。</p><p><b>　　σB=640Mpa</b></p><p>　

87、　由表2-1查的 τ-1=155Mpa</p><p>　　截面上由于軸肩形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及a0和aτ按表2-5查取。</p><p>　?。?-32） </p><p>　　經(jīng)插值后查得：ασ=2.06，ατ=1.52</p><p>　　由圖2-5得軸的敏性系數(shù)

88、為：</p><p>　　qσ=0.82，qτ=0.85</p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式為：</p><p>　　kσ=1+qσ(ασ-1)=1.87</p><p>　　kτ=1+qτ(ατ-1)=1.87 （2-33） </p><p>　　表2-6

89、軸肩圓角處的理論應(yīng)力集中系數(shù)</p><p>　　Table 2-6 The shaft shoulder fillet of the theoretical stress concentration factor</p><p>　　圖2-5 軸的敏性系數(shù)</p><p>　　Fig.2-5 Sensitivity factor axis</p>&

90、lt;p>　　幾何不連續(xù)處的圓角半徑 r/mm</p><p>　　曲線上的數(shù)字為材料的強(qiáng)度極限c查qσ時(shí)用不帶括號(hào)的數(shù)字，查qr時(shí)用帶括號(hào)的數(shù)字</p><p>　　由附圖2-6，得尺寸系數(shù)為εσ=0.76</p><p>　　圖2-6 鋼材的尺寸及截面形狀系數(shù)</p><p>　　Fig 2-6 The size and shap

91、e factor of section steel</p><p>　　由附圖2-7，得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為ετ=0.85。</p><p>　　圖2-7圓截面鋼材的扭轉(zhuǎn)剪切截面系數(shù)</p><p>　　Fig 2-7 Torsional shear coefficient of section round section steel</p><p&g

92、t;　　由附圖2-8，軸按磨削加工得表面質(zhì)量系數(shù)為βσ=βτ=0.92。</p><p>　　圖2-8 鋼材的表面質(zhì)量系數(shù)</p><p>　　Fig 2-8 The surface quality of steel</p><p>　　軸未經(jīng)表面氧化處理，即βq=1</p><p>　　得綜合表面系數(shù)為： </p><

93、p>　　(2-34) </p><p><b>　

94、　(2-35)</b></p><p><b>　　因?yàn)椴牧咸匦韵禂?shù)</b></p><p>　　φσ=0.1～0.2，取φσ=0.1</p><p>　　φr=0.05～0.1,取φr=0.05</p><p>　　于是計(jì)算安全系數(shù)Sca值，按式則得</p><p>　　(2-36)

95、 </p><p><b>　　= </b></p><p>　　=20.6 (2-37) </p><p>　　7.4>1.5 (2-38)

96、 </p><p><b>　　故可知截面左側(cè)安全</b></p><p><b>　　3校核截面Ⅳ左側(cè)</b></p><p>　　抗彎與抗扭截面系數(shù)按表2-7中的公式計(jì)算</p><p>　　W=0.1d3=0.1×523=14060.8

97、</p><p>　　WT=0.2d3=28121.6</p><p>　　M=132430.6Nmm (2-39) </p><p><b>　　彎矩及彎曲應(yīng)力為</b></p><p>　　T=144000Nmm</p&

98、gt;<p>　　=5.12Mpa (2-40) </p><p>　　過(guò)盈配合處的Kσ/εσ由表2-8，由插值法查取</p><p>　　并取 Kτ/στ=0.8Kσ/εσ

99、 (2-41) </p><p>　　于是得 </p><p>　　軸按磨削加工，由附圖2-8得表面質(zhì)量系數(shù)為</p><p>　　Βσ=βτ=0.92 </p><p><b>　　故得綜合系數(shù)為：</b></p><p>　　(2-42)

100、 </p><p>　　所以在危險(xiǎn)截面右側(cè)的安全系數(shù)為：</p><p>　　(2-43) </p><p>　　所以截面左側(cè)安全。 </p><p>　　表2-7 抗彎、扭轉(zhuǎn)

101、截面系數(shù)計(jì)算公式</p><p>　　Table 2-7 The torsion of bending and section coefficient calculation formula</p><p>　　表2-8 零件與軸過(guò)盈配合處的kσ/εσ值</p><p>　　Table 2-8 Shaft parts with interference fit th

102、e kσ/εσ value</p><p>　　注1）滾動(dòng)軸承與軸配合處的值與表內(nèi)所列配合的；</p><p>　　2）表中無(wú)相應(yīng)數(shù)值時(shí)，可按插值計(jì)算。</p><p>　　2.2.7 張緊螺栓的選用及校核</p><p><b>　　1選擇螺栓直徑</b></p><p>　　選擇螺栓材料為Q2

103、35，性能等級(jí)為4.6的螺栓，由表5-9查的材料屈服極限為σS=240Mpa,由表5-1查得安全系數(shù)為S=4，故螺栓材料的許用應(yīng)力為：</p><p>　　(2-44) 螺栓所受應(yīng)力為2700N</p><p>　　(2-45) <

104、;/p><p>　　按國(guó)標(biāo)5783-86，選用全螺紋六角頭螺栓，選用螺紋公稱直徑為d=12mm。</p><p>　　2 校核螺栓所需的預(yù)緊力是否合適</p><p>　　參考式5-2，對(duì)碳素鋼螺紋，要求</p><p>　　Qp≤(0.6～0.7)σSA1 (2-46) </

105、p><p><b>　　已知</b></p><p><b>　　取預(yù)緊力下限為：</b></p><p>　　0.6σSA1=0.6×240×80.214=11550.8N</p><p>　　要求的預(yù)緊力為Qp=2700N，小于上值，故滿足條件。</p><p

106、><b>　　2.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章節(jié)著重介紹了各系列零件的設(shè)計(jì)與校核，頻繁的查表與選用以及繪圖凸顯出了設(shè)計(jì)的精確度，各方面的校核體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性，以及設(shè)計(jì)知識(shí)的廣泛性。</p><p>　　3 實(shí)驗(yàn)臺(tái)具體單元設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1運(yùn)動(dòng)臺(tái)架的設(shè)計(jì)</p><p><b

107、>　　1材料的選擇</b></p><p>　　選用Q235鋼作為臺(tái)架材料，Q235鋼有一定的抗腐蝕性，易焊接，且價(jià)格低廉，比較適合作為臺(tái)架的選擇材料。</p><p><b>　　2形狀和尺寸的確定</b></p><p>　　圖3-1運(yùn)動(dòng)臺(tái)架的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　Fig 3-1 Frame

108、 table structure diagram</p><p>　　臺(tái)架長(zhǎng)：1980mm；寬：260mm；高：750mm；腿長(zhǎng)：710mm；腿連接板長(zhǎng)：1750mm。</p><p>　　考慮支架的重量不易移動(dòng)，在支架的腿下安裝滾輪方便支架移動(dòng)，同時(shí)滾輪擁有制動(dòng)功能以及臺(tái)架橫豎的焊接增加了臺(tái)架的穩(wěn)定性。</p><p>　　3.2 電動(dòng)機(jī)架的設(shè)計(jì)</p>

109、;<p>　　1初步確定機(jī)架的形狀和尺寸</p><p>　　圖3-2 電動(dòng)機(jī)架形狀</p><p>　　Fig 3-2 Motor frame shape</p><p>　　長(zhǎng)：432mm ；寬：200mm； 高：700mm</p><p>　　2根據(jù)機(jī)架的制造數(shù)量、結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小，初定制造工藝。</p>

110、<p>　　由于是非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的單件機(jī)架、機(jī)座，可采用焊接代替鑄造。</p><p>　　3 分析負(fù)載情況，負(fù)載包括機(jī)架上的設(shè)備重量，機(jī)架本身的重量，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)負(fù)載等。</p><p>　　作用在設(shè)備上的載荷一般分為三類：基本載荷、附加載荷和特殊載荷。先僅有基本載荷，即自重力PG級(jí)設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)載荷Pd。</p><p><b>　　4 確定

111、結(jié)構(gòu)的形式</b></p><p><b>　　5 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　3.3 噴頭移動(dòng)組合臺(tái)架的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1 噴頭的橫向固定性</p><p>　　圖3-3 噴頭架橫梁</p><p>　　Fig 3-3 Multifunctional be

112、nch</p><p>　　圖3-4 噴頭架</p><p>　　Fig The nozzle frame</p><p>　　由俯視圖可知噴頭的橫向位子上有一排圓形軌道，噴頭旁接的電磁閥有螺釘緊固設(shè)置，可以通過(guò)墊圈和螺釘把噴頭固定在圓形圈內(nèi)，豎直的方位的噴頭同樣如此，可以保證了噴頭的豎直方向在同一直線上，同時(shí)也保證了噴頭可以移動(dòng)，增大了噴頭的橫向位子的靈活性。

113、</p><p>　　圖3-5 噴頭與電磁閥的配合</p><p>　　Fig 3-5 With nozzle and solenoid valve</p><p>　　圖3-4的噴頭通過(guò)電磁閥的腳爪和螺栓穩(wěn)固在多功能臺(tái)架上，使得噴頭穩(wěn)固。 </p><p>　　3.3.2 噴頭的縱向移動(dòng)性&l

114、t;/p><p><b>　　圖3-6 噴頭臺(tái)架</b></p><p>　　Fig 3-6 Nozzle bench</p><p>　　與噴頭的左右移動(dòng)相同，如圖3-5，可以通過(guò)調(diào)節(jié)多功能臺(tái)架的螺栓的松緊來(lái)帶動(dòng)橫向支架縱向上的移動(dòng)，通過(guò)此縱向移動(dòng)可以根據(jù)模擬運(yùn)動(dòng)上的施藥對(duì)象的大小進(jìn)行位置上的調(diào)整使得噴施藥液更加精確，同時(shí)配合電磁閥根據(jù)接受有無(wú)靶

115、標(biāo)進(jìn)行噴與不噴，也節(jié)省了大量的農(nóng)藥。</p><p>　　3.4 攝像頭的多方位拍攝改進(jìn)設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3-7 攝像頭效果圖</p><p>　　Fig 3-7 Camera renderings</p><p>　　圖3-8 攝像頭的地理分布圖</p><p>　　Fig 3-8 The geograp

116、hical distribution of camera</p><p>　　1:攝像頭 </p><p>　　圖3-7中攝像頭是用于拍攝施藥對(duì)象。圖像采集裝置由CCD攝像頭、圖像采集卡、PC機(jī)組成。攝像頭放置于噴頭的噴施方向，鏡頭與樹(shù)葉同高，其基線與傳輸帶運(yùn)動(dòng)方向垂直。其中通過(guò)支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖3-6，可以通過(guò)調(diào)節(jié)支架的高度來(lái)實(shí)現(xiàn)攝像頭高

117、度的改變，從而使得攝像頭的多方位拍攝。 </p><p>　　3.5 變頻器調(diào)控板的安放設(shè)計(jì)</p><p><b>　　圖3-9 總裝圖</b></p><p>　　Fig 3-9 Assembly diagram</p><p>　　如圖3-8所示，變頻

118、器調(diào)控板設(shè)計(jì)并安放在發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)邊，一方面可以方便連接，另一方面符合人機(jī)工程學(xué)，方便人調(diào)控，此外，變頻器調(diào)控板放在此側(cè)也增加了安全性，避免了被藥液的噴灑。</p><p><b>　　3.7 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章節(jié)介紹了精確對(duì)靶施藥室內(nèi)測(cè)試系統(tǒng)各類零部件的改進(jìn)設(shè)計(jì)，根據(jù)室外的施藥情況進(jìn)行室內(nèi)的模擬改進(jìn)，噴頭支架，攝像頭支架燈設(shè)計(jì)，使得實(shí)驗(yàn)更加精確環(huán)

119、保，各類位置的優(yōu)化不僅保護(hù)了機(jī)器而且使得操作者更加適應(yīng)操作。</p><p>　　4 藥液的回收利用設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 利用泵實(shí)現(xiàn)藥液的循環(huán)利用</p><p>　　如圖3-9所示，藥液盛放在藥液存放器中，泵經(jīng)管從藥液存放器中抽取藥液，再經(jīng)過(guò)噴頭噴向施藥目標(biāo)，藥液在噴灑的過(guò)程中落入藥液存放器中，如此形成了一個(gè)循環(huán)，不僅節(jié)約了藥液同時(shí)保護(hù)了環(huán)境。<

120、;/p><p>　　4.2 集水容器的設(shè)計(jì)處理實(shí)驗(yàn)后藥液</p><p>　　圖3-10 回水收集裝置</p><p>　　實(shí)驗(yàn)后藥液在藥液存放器中，通過(guò)下口收集到集水容器中進(jìn)行藥液的回收處理，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，同時(shí)有利于保護(hù)環(huán)境。</p><p>　　4.3精確對(duì)靶施藥室內(nèi)測(cè)試系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　精確對(duì)靶施藥室

121、內(nèi)測(cè)試系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)由以下幾部分組成：運(yùn)動(dòng)模擬裝置、圖像采集裝置、自動(dòng)精確施藥裝置。同時(shí)加以PIV和激光粒度儀來(lái)分析藥液噴灑液滴的情況。</p><p>　　運(yùn)動(dòng)模擬裝置：首先傳輸帶模擬運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)用于模擬施藥過(guò)程中施藥器械與施藥對(duì)象之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)便于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)采集到連續(xù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)圖像。在傳輸帶上安裝了樹(shù)葉以模擬樹(shù)木，同時(shí)傳輸帶的顏色應(yīng)避免綠色從而影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，矢量變頻器調(diào)速器來(lái)完成工作臺(tái)的啟動(dòng)與調(diào)速。&l