半自動園林景觀修剪機設(shè)計【10張CAD圖紙+文檔】

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This landscape pruning machine is mainly used for large and medium-sized lawn mowing and maintenance requirements, with mechanical properties, safety performance and good quality of lawn. In this paper, the design is a key component of landscape trimmers, landscape trimmers use existing car, only to the landscape trimmer blade and transmission mechanism design and model design. Based on modern technology, combined with mechanics and aesthetics, the use of mechanical design theory, according to the actual situation, select the appropriate tool, motor to achieve the ultimate goal of this design.Keywords: landscape, household, trimming machine, structure design, battery;目錄摘要IIAbstractIII1 緒 論11.1國內(nèi)外景觀修剪機的應(yīng)用市場以及開發(fā)現(xiàn)狀11.2景觀修剪機的發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向11.3研究目的及意義31.4景觀修剪機的工作原理和機械結(jié)構(gòu)31.5研究的主要內(nèi)容和方法42 景觀修剪機總體設(shè)計53 景觀修剪機系統(tǒng)傳動裝置的機械計算63.1帶傳動動力設(shè)計計算63.2刀具的設(shè)計及計算123.2.1刀具的概述123.2.2刀具的運動分析133.2.3刀具的結(jié)構(gòu)尺寸及相關(guān)參數(shù)143.3 端面齒輪及撥桿的設(shè)計部分153.3.1端面齒輪和撥桿的概述153.3.2 端面齒輪和撥桿的運動分析154 控制系統(tǒng)的設(shè)計204.1 控制系統(tǒng)總體方案204.2 鑒向204.3 計數(shù)的擴展214.4 中斷的擴展234.5 數(shù)摸轉(zhuǎn)換器的選擇244.6 電機驅(qū)動芯片選擇26總 結(jié)30致 謝31參考文獻321 緒 論1.1國內(nèi)外景觀修剪機的應(yīng)用市場以及開發(fā)現(xiàn)狀19世紀(jì)中期，大多數(shù)仍在使用鐮刀修剪草坪或放牧牛羊，保持草整潔性質(zhì)。隨著高爾夫，網(wǎng)球和足球等運動的興起，保持完美的操場草地使它成為重中之重。英國人埃德溫萌芽使用發(fā)明滾刀剪草機旋轉(zhuǎn)機械的工作原理，在英國上市的產(chǎn)品已廣泛歡迎，其次是美國的繼任者。 1868年，美國第一專利剪草機，草坪美國業(yè)界也由此開始。但這幾年，將有大約剪草機37項專利發(fā)明。到1881年，共有4萬多臺進行生產(chǎn)和銷售的割草機。最初的人類動力草坪割草機;在1890年，英國開始設(shè)計動力的剪草機。從蒸汽動力的一個小內(nèi)燃機驅(qū)動的最初的發(fā)展帶動; 1909年，美國科學(xué)家萊尼制成割草機機動專利，雖然割草機由汽油發(fā)動機驅(qū)動的，但整個設(shè)備馬拉仍然行走。在草坪機械的發(fā)展歷史，二戰(zhàn)是一個轉(zhuǎn)折點。之前和之后的20世紀(jì)30年代，年生產(chǎn)各類割草機約3萬臺的數(shù)量。戰(zhàn)爭結(jié)束后，美國的經(jīng)濟復(fù)蘇，使低軍人不付現(xiàn)金買房子，大量的建設(shè)和銷售的房屋，草坪修剪機械推動大幅上漲生產(chǎn)的快速發(fā)展，1947年達36萬臺，同比增長700萬臺，1974年。自20世紀(jì)70年代末，市場上銷售的割草機逐漸趨向飽和，但每年依然在500萬-600萬臺。割草機的同時提高其性能的數(shù)目也得到了改善。 1950年，美國的第一個無線電控制的割草機出生; 1978年，C1arence諾克開發(fā)的草坪可以編程的割草機“;在20世紀(jì)80年代，一些新的草坪設(shè)備投放市場再次，由于地膜覆蓋割草機，伐木機，Lawndethatcher，修剪機，以及清潔與鼓風(fēng)機，草坪草坪真空，草坪清掃車，到80年代后期，修剪機被認為是一個普通的家用電器。中國的生產(chǎn)割草機的起步較晚，一般小規(guī)模生產(chǎn)者，該產(chǎn)品采用了單一的，少數(shù)品種，不能滿足要求，質(zhì)量與發(fā)達國家相比還有很大的差距。所以很長一段時間，草坪剪草機大多是進口，主要來自日本，美國，意大利和瑞典。據(jù)統(tǒng)計，在1999年約30000臺，其中80是進口的割草機銷售;各類在2000年擁有的草坪機械的總額超過1300萬臺，割草機進口31,600左右的單位;在過去的兩年里，草坪機械，圍繞全年國內(nèi)銷售的草坪機械的30的年均增長速度約為1.2十億至1.3億元，其中機械從國外進口占國內(nèi)生產(chǎn)它自己的85該產(chǎn)品約占15，其總銷量約10000臺。1.2景觀修剪機的發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向起初OPEI（戶外電力設(shè)備研究所）園林修剪機的定義是：“既然產(chǎn)生的功率可以乘坐汽車，草坪花園的割草一般使用，犁地，他們通常不能被用來冷卻空氣的四沖程發(fā)電機，一般為12?；蚋亳R力發(fā)動機或由電力或拖動（電池）被啟動。旋轉(zhuǎn)刀片切割裝置通過皮帶或鏈條與發(fā)動機連接，有些含有一個軸用于將動力傳遞到附加的其他維修工具，但大多數(shù)人不是“其實OPEI定義園林修剪機具有很多非常專業(yè)的定義 - 后置發(fā)動機園林修剪機，園藝拖拉機和發(fā)動機前置的草坪拖拉機。每個視圖都有自己的規(guī)范修剪，使公司得以正確分類裝運營銷。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)的不斷完善，隨著新技術(shù)的電子產(chǎn)品，新材料，導(dǎo)航定位技術(shù)在園林剪不斷的使用?，F(xiàn)在人們有更多的不僅僅是園林修剪機作為一種常見的工具，但給了它很多的其他的意義。隨著對環(huán)境的關(guān)注，越來越多的中國城市的綠化面積，草坪品種往往富含草坪業(yè)的快速發(fā)展使得草坪修剪景觀的需求也越來越大。但是，由于中國的經(jīng)濟水平不高，多數(shù)的綠色是保護只是低水平，園林修剪機以前的動物被用于更經(jīng)常修剪機的景觀，由馬或牛牽引完成割草作業(yè)。國外園林機械工業(yè)和消費市場已經(jīng)相當(dāng)成熟。通過推出電動剪景觀，園林修剪機將在該國的綠色事業(yè)越來越大的作用。（1）電子，研究和使用新園林修剪機的新材料和制造方法的發(fā)展將會對未來一個顯著影響在未來的園林修剪機的設(shè)計，內(nèi)部的設(shè)備可以使用更多的電子技術(shù)。人機界面工具的信息接口將是開發(fā)的重點，包括顯示產(chǎn)生和其他反饋裝置中，而不是目前直接通過操作者的視覺反饋。 HMI自動化系統(tǒng)將越來越高，園林修剪機將發(fā)展朝著智能化的方向發(fā)展，如自動導(dǎo)航系統(tǒng)，自動定位系統(tǒng)和自動測試系統(tǒng)，甚至無人園林修剪機的出現(xiàn)。（2）外觀將更加個性化，更多樣化的類型從收集到的信息，目前大多數(shù)市場園林修剪機都是相似的外觀，缺乏創(chuàng)新和變化。針對目前國內(nèi)園林修剪機形成一個單一的顏色，如缺乏操作方便和舒適不夠，園林修剪機應(yīng)該是在功能和外觀上的突破。在不久的將來，肯定會有越來越多的豐富車型，以滿足不同個體的需求。園林修剪機市場將進一步完善和多樣化，更適合不同場合和景觀樹種修剪機不同的切割需求將出現(xiàn)。例如，使用不同的個性化設(shè)計的基團，以及高度為不同類型的牧場和草地的，所以不同的從周圍環(huán)境的具體設(shè)計做出相應(yīng)的調(diào)整和變化，分別。（3）的駕駛性能的改善，將來園林修剪機，這將使操作員的工作一種享受，或松弛的形式。當(dāng)然，隨著科技和技術(shù)的園林修剪機的進步不斷提高駕駛性能，駕駛舒適性也將繼續(xù)增加。你甚至可以把它看作是交通工具，還是一種休閑方式。在中國，由于條件等方面的原因，還沒有形成這樣的認識。在國外，經(jīng)常舉行剪景觀或風(fēng)景設(shè)計大賽剪游戲，有很多的園林修剪機俱樂部。這說明，人們不只是園林修剪機作為一種常見的工具來使用，但給了它很多的其他的意義。1.3研究目的及意義隨著人們物質(zhì)文化生活需求的提高，人們逐漸環(huán)保要求也在不斷提高，城市綠地建設(shè)和維護量量的草坪上機械在社會需求的同時提高增長，導(dǎo)致草坪快速發(fā)展機械行業(yè)。市面上出售的有一個工作園林修剪機大多低效，勞動強度大等缺點，為了改善這種情況上，該研究的設(shè)計顯示修剪景觀成為必要。目前研究的設(shè)計旨在提高園林修剪機，不改變現(xiàn)有的園林修剪機的工作原理，提高園林修剪機觀賞性，結(jié)構(gòu)簡單，提高了工作效率。這一階段的研究園林修剪機的目的是現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ)上，機械和美學(xué)原理相結(jié)合，利用機械設(shè)計理論，利用簡單的機械結(jié)構(gòu)，選擇適當(dāng)?shù)墓ぞ邅韺崿F(xiàn)這個設(shè)計的終極目標(biāo)。為了更好地滿足研究的目的，設(shè)計要求，位置園林修剪機工具，以改善安置觀賞性非常重要的選擇的工具對工作效率產(chǎn)生重大影響。該研究主要集中在設(shè)計中既要完成的園林修剪機的改進。1.4景觀修剪機的工作原理和機械結(jié)構(gòu)割草機械可以根據(jù)功率和人推遷移率可分為兩大類。按下電源分為柴油，汽油發(fā)動機和電動機驅(qū)動的三類。在小型汽油動力更常見，而用于大型割草機械，如牧草園林修剪機的柴油;當(dāng)?shù)馗畈莸哆\動可分為滾刀，旋轉(zhuǎn)刀和剪切3種;可根據(jù)切刀旋轉(zhuǎn)刀，滾刀的形狀來劃分，往復(fù)式切割器的風(fēng)格和連枷等;通過在分類的形式的驅(qū)動程序，可分為推式（步行樣式），自走，（驅(qū)動方式）;通過支持電源和做法手推，手實現(xiàn)風(fēng)格，手自走式，駕駛風(fēng)格，拖拉機，割草機等割草寬度一般為400l000mm，修剪高度為15l0Omm有幾個可調(diào)的齒輪。（1）滾刀剪草機它由用刀片和固定底刀鼓。滾刀的形狀像一個圓筒松鼠，螺旋銑刀安裝在圓筒形表面，爐灶閥桿相對于所述底部旋轉(zhuǎn)帶動刀切割產(chǎn)生一個逐漸滑動剪切將切割莖。質(zhì)量滾刀割草機的割草取決于葉片和滾刀滾刀速度，在滾刀刀片的數(shù)目的數(shù)量越多的道路削，草切割和更詳細的單位長度的個數(shù)，葉片的數(shù)量滾刀一般從3至12個;滾刀的速度越高，切下更詳細的草地上。滾刀割草機是最常用的高品質(zhì)的割草機模型高草坪380毫米，這是昂貴的，維修的要求很高。（2）旋轉(zhuǎn)刀的割草機（也稱為吊刀）這是命懸橫向直立軸高速旋轉(zhuǎn)的刀片擊中了上刀切草。其工作裝置是草屑的長條形，或在橫向切刀，高速旋轉(zhuǎn)的刀片的割草機刀片刀和切莖的碰撞，用于切割無支持。類風(fēng)扇葉片的形狀，以高速，在一定的真空的地面吹出直立莖，容易切割并與殼體形式托珀斯任何人來設(shè)置割的草背后意味著渦流或套管從溢出草坪的適當(dāng)范圍內(nèi)割草噴出，它的價格相對低廉，保養(yǎng)，維修，使用方便，是國內(nèi)外最流行的割草機。（3）連枷割草機其中切割裝置垂直于地面由多個在旋轉(zhuǎn)軸鉸接葉片的旋轉(zhuǎn)組合物中，當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用，它是垂直于葉片為核心枷的軸線，端部切割刀片不斷沖擊桿。由于刀片銑刀，喬木或鉸鏈，當(dāng)它涉及到連續(xù)硬物的沖擊而不損壞機器可避免。（4）甩繩割草機其工作設(shè)備由尼龍繩草磁盤恢復(fù)人體盾牌組件構(gòu)建。當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)的盤草，尼龍繩在離心力作用下伸出來，像一堆直刀，切斷莖趕緊打草。由于尼龍繩是靈活的，當(dāng)它擊中一個障礙讓步，不會損壞機器本身，它不會有一個更大的障礙損壞。1.5研究的主要內(nèi)容和方法本文針對景觀修剪機，主要的設(shè)計和分析工具零件的設(shè)計和聚焦的整體結(jié)構(gòu)。園林修剪機應(yīng)用普遍持樂觀態(tài)度，因為綠色園林修剪機家族意識的作用明確和建議?，F(xiàn)在的園林修剪機雖多，但大多數(shù)的園林修剪機的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，價格昂貴，很少使用。該園林修剪機主要設(shè)計用于家庭草坪，電池驅(qū)動，結(jié)構(gòu)規(guī)范，安全。這項研究的主要內(nèi)容包括：1）了解國內(nèi)外市場的應(yīng)用，以及小型園林修剪機的發(fā)展現(xiàn)狀;2）熟悉景觀工程和機械修剪機的結(jié)構(gòu);特性及設(shè)計參數(shù)3）比較市場小園林修剪機，的優(yōu)點和缺點的詳細數(shù)據(jù);4）畫出的小園林修剪機及關(guān)鍵零件圖的組裝計劃的結(jié)構(gòu);2 景觀修剪機總體設(shè)計 景園林修剪機的整體設(shè)計參數(shù)：選擇電池驅(qū)動，修剪高度20-70mm，園林修剪機最大寬度240毫米。第一步是了解的景觀草坪修剪機的功能。草坪面積會影響你的選擇的發(fā)動機馬力和草坪地形特點決定了園林修剪機應(yīng)具備的性能。如果驅(qū)動器的DC馬達沒有問題，只要在額定電壓的電池組，并在其上的直流電動機的電壓匹配。如果交流電機驅(qū)動，就需要用交流電機驅(qū)動的逆變器的交流電動機驅(qū)動相匹配。如果是其他的馬達也需要以驅(qū)動其它電機一個與其他電動機驅(qū)動器的匹配。此款是小型的家庭園林修剪機。選擇是電池驅(qū)動。由于汽油發(fā)動機的成本高，經(jīng)常需要維修，設(shè)計的首選電池驅(qū)動，綠色環(huán)保，操作方便，更適合風(fēng)景修剪。園林修剪機切割寬度因修剪，以確保及時完成工作的大草坪。手工園林修剪機需要動粗，效率低下。園林修剪機修剪完成一天所需的任務(wù)，在園林修剪機只需要幾個小時才能完成。手推遠更有效。數(shù)據(jù)的原始設(shè)計：“半自動剪景觀”的驅(qū)動程序使用汽油發(fā)動機1.5KW;修剪剪速度：1.5M2 /每分鐘;修剪過程完全自動化。3 景觀修剪機系統(tǒng)傳動裝置的機械計算3.1帶傳動動力設(shè)計計算輸出功率P=1.5kW,轉(zhuǎn)速n1=1500r/min,n2=850r/min計算設(shè)計功率Pd表4 工作情況系數(shù)工作機原動機類類一天工作時間/h10161016載荷平穩(wěn)液體攪拌機；離心式水泵；通風(fēng)機和鼓風(fēng)機（）；離心式壓縮機；輕型運輸機1.01.11.21.11.21.3載荷變動小帶式運輸機（運送砂石、谷物），通風(fēng)機（）；發(fā)電機；旋轉(zhuǎn)式水泵；金屬切削機床；剪床；壓力機；印刷機；振動篩1.11.21.31.21.31.4載荷變動較大螺旋式運輸機；斗式上料機；往復(fù)式水泵和壓縮機；鍛錘；磨粉機；鋸木機和木工機械；紡織機械1.21.31.41.41.51.6載荷變動很大破碎機（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）；球磨機；棒磨機；起重機；挖掘機；橡膠輥壓機1.31.41.51.51.61.8根據(jù)V帶的載荷平穩(wěn)，兩班工作制（16小時），查機械設(shè)計P296表4，取KA1.1。即選擇帶型普通V帶的帶型根據(jù)傳動的設(shè)計功率Pd和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1按機械設(shè)計P297圖1311選取。根據(jù)算出的Pd1.65kW及小帶輪轉(zhuǎn)速n11500r/min ，查圖得：dd=80100可知應(yīng)選取A型V帶。確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗證帶速由機械設(shè)計P298表137查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為80100mm則取dd1= 100mm ddmin.=75 mm（dd1根據(jù)P295表13-4查得）表3. V帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑槽型YZABCDE205075125200355500由機械設(shè)計P295表13-4查“V帶輪的基準(zhǔn)直徑”，得=160mm誤差驗算傳動比： （為彈性滑動率）誤差 符合要求 帶速 滿足5m/sv300mm，所以宜選用E型輪輻式帶輪?？傊?，小帶輪選H型孔板式結(jié)構(gòu)，大帶輪選擇E型輪輻式結(jié)構(gòu)。帶輪的材料：選用灰鑄鐵，HT200。確定帶的張緊裝置 選用結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。計算壓軸力 由機械設(shè)計P303表1312查得，A型帶的初拉力F0123.75N，上面已得到=171.81o，z=4，則對帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高，以減少帶的磨損。轉(zhuǎn)速高時要進行動平衡，對于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應(yīng)力要小, 帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱為輪緣，輪緣是帶輪的工作部分，用以安裝傳動帶，制有梯形輪槽。由于普通V帶兩側(cè)面間的夾角是40，為了適應(yīng)V帶在帶輪上彎曲時截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通V帶輪槽角 為32、34、36、38（按帶的型號及帶輪直徑確定），輪槽尺寸見表7-3。裝在軸上的筒形部分稱為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱為輪幅（腹板），用來聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。表 普通V帶輪的輪槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92） 項目 符號 槽型 Y Z A B C D E 基準(zhǔn)寬度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基準(zhǔn)線上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基準(zhǔn)線下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽間距 e 8 0.3 12 0.3 15 0.3 19 0.4 25.5 0.5 37 0.6 44.5 0.7 第一槽對稱面至端面的距離 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小輪緣厚 5 5.5 6 7.5 10 12 15 帶輪寬 B B =( z -1) e + 2 f z 輪槽數(shù) 外徑 d a 輪 槽 角 32 對應(yīng)的基準(zhǔn)直徑 d d 60 - - - - - - 34 - 80 118 190 315 - - 36 60 - - - - 475 600 38 - 80 118 190 315 475 600 極限偏差 1 0.5 V帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式： （1） 實心帶輪：用于尺寸較小的帶輪(dd(2.53)d時)，如圖7 -6a。 （2） 腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(dd 300mm 時)，如圖7-6b。 （3） 孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪(ddd) 100 mm 時)，如圖7 -6c 。 （4） 橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(dd 500mm 時)，如圖7-6d。（a） （b） （c） （d）圖7-6 帶輪結(jié)構(gòu)類型根據(jù)設(shè)計結(jié)果，可以得出結(jié)論：小帶輪選擇實心帶輪，如圖（a）,大帶輪選擇腹板帶輪如圖（b）3.2刀具的設(shè)計及計算3.2.1刀具的概述剪切機采用剛性切割式，運動方式選擇往復(fù)式運動。往復(fù)式切割裝置由上、下兩組刀片組成，分動和雙動兩種運動方式。本設(shè)計采用單動運動方式。單動切割器是動刀片在定刀上作往復(fù)運動；其特點是：，刀片的行程與上、下刀片的距離均相等。剪切機的上、下刀片形狀相同，剪切時，草兩側(cè)同時受到切割，在一個行程中，運動速度的大小有變化，合理切割的方法是利用較大的速度來剪切。刀片的速度圖如圖211所示。剪刀自點向右運動時，其速度自零逐漸增加，在沒有達到之前，因切刀不相接觸，不發(fā)生切割。刀片到達時，兩刀刃開始接觸，這時稱為始切速，然后刀片繼續(xù)向右運動而進入切割，直到刀片到達時，兩刀刃相向接觸完畢，這以后不再切割，這時稱為終切速。由到為切割速度的變化范圍。由圖211可知，大于終切速。圖211 切割速度的變化在切割過程中，有些草是在被一刀刃頂斜著推向另一刀刃和剪切機前進而向前傾斜狀態(tài)下切割的，使草叢表面稍欠平整。3.2.2刀具的運動分析 刀片一個行程時間內(nèi)機器前進的距離稱為切刀的進程，以H表示，切刀一秒鐘內(nèi)運動的絕對距離為： 式中：機器的前進速度 刀具水平運動的距離 輪子的周長一個行程所需要的時間為：一個行程運動的絕對距離： 可得切刀的進程H為：由于端面齒輪旋轉(zhuǎn)一周刀具往復(fù)運動6次，刀具行程運動呈現(xiàn)對稱的加速減速運動，速度由變化，從0到達的所需的時間與到達0的時間均為。運動分析可知，刀具呈現(xiàn)勻加速運動，運動方程式為： 可得：切刀的平均速度：將切刀的平均速度與機器的前進速度的比值稱為刀機速比。，據(jù)類似的茶樹修剪機和采茶機的試驗分析，可得動力轉(zhuǎn)速較小的手推式剪草機傳動的效率較高。3.2.3刀具的結(jié)構(gòu)尺寸及相關(guān)參數(shù)刀片是切割裝置的主要部件，由于使用條件和運動參數(shù)的不同，使刀片的參數(shù)隨不同的機型而有些差異。表22手推式剪草機的主要參數(shù)項目切割器的形式切割幅寬刀片間距刀片運動形式刀片往復(fù)頻率刀片形狀配套動力操作人數(shù)凈重手推式剪草機往復(fù)切割240mm20mm單動860r/min平形149.1W113r/min1人30kg切割角的增大使切口變得不整齊。當(dāng)?shù)镀谐淘跁r，刀片的切割角和楔角不影響剪草的質(zhì)量。往復(fù)式刀刃的切割角和楔角如圖212所示。圖212往復(fù)式刀刃的切割角和楔角試驗分析可知行程與剪草質(zhì)量的關(guān)系： 刀片的刀距行程對剪草的質(zhì)量沒有顯著的影響。剪草質(zhì)量比較好的行程在，碎片也相應(yīng)較少。切割間距在時，切口平整；切割間距在30mm以上時，切口就不平整；切割間距大于40mm時，采摘面就象抓采樣的，漏采的也增多。切割速度比與正常草芽葉、碎片的關(guān)系手推式剪切機刀片的切割速度比在2.5以下時，正常芽葉多，碎片少。對采摘質(zhì)量沒有大的影響。對類似作物的試驗，任何往復(fù)刀片，當(dāng)切割速度比在2.5以下時，正常芽葉稍有減少的趨勢；切割速比在時，剪草質(zhì)量無明顯的差別。切割速度比在小于3時，剪草面切口出現(xiàn)明顯的不平整。表23往復(fù)式刀片的主要技術(shù)參數(shù)項目刀片刀間距刀高切割角刀角硬度（HRC）往復(fù)式刀片動刀片20mm定刀片3.3 端面齒輪及撥桿的設(shè)計部分3.3.1端面齒輪和撥桿的概述手推式剪草機中端面齒輪和撥桿一對運動組合類似于凸輪和推桿，而撥桿的運動直接影響其刀具的往復(fù)運動。由撥桿在端面齒輪凹凸曲面上的規(guī)則運動，從而帶動刀具的運動。3.3.2 端面齒輪和撥桿的運動分析端面齒輪的形狀如圖213所示：圖213 端面齒輪的形狀對撥桿的運動要求為：當(dāng)端面齒輪轉(zhuǎn)過時，推桿上升20mm；端面齒輪再轉(zhuǎn)過時，撥桿下降20mm；推桿繼續(xù)轉(zhuǎn)過時，撥桿又停止不動。運動狀態(tài)如圖214所示。圖214 運動分析圖撥桿在端面齒輪處安裝，圖中a與b為撥桿上升對應(yīng)的端面齒輪所旋轉(zhuǎn)的角度，c為。在端面齒輪上撥桿與端面齒輪接觸點旋轉(zhuǎn)的角度所對應(yīng)的行程為：式中d為撥桿與端面齒輪接觸點在端面齒輪上離中心位置的直徑大小。圖215 端面齒輪的輪廓曲線假設(shè)在端面齒輪上的運動行程為,接觸點上下運動的位移為,可得運動軌跡方程為：在式中各參數(shù)：為端面齒輪旋轉(zhuǎn)的角度；k為與端面齒輪運動行程與接觸點上下運動的位移的相關(guān)參數(shù)。代入特殊值，可得：從而得出接觸點上下運動位移的軌跡方程為： 推程階段 遠休止階段 回程階段 近休止階段 通過上述運動分析可以求出撥桿在端面齒輪上的工作輪廓線。由于端面齒輪為六個相同的近似于凸輪的結(jié)構(gòu)。故只需研究撥桿一個往復(fù)運動的工作輪廓線即可。計算結(jié)果可得端面齒輪的工作輪廓線對應(yīng)的值表24 端面齒輪的工作輪廓線 （mm）(mm)002.2690.1184.5380.4746.8071.0669.0761.89511.3452.96013.6144.26315.8835.80218.1527.57820.4219.59122.69011.84124.95914.32827.22817.05129.49720.000通過上述表中參數(shù)，我們可以近似加工出端面齒輪的工作輪廓線。度數(shù)越分的密，端面齒輪的形狀越精確。工作輪廓線如圖216所示。圖216 端面齒輪的工作輪廓線4 控制系統(tǒng)的設(shè)計4.1 控制系統(tǒng)總體方案該系統(tǒng)采用AT89C51單片機為核心的控制操作部分。脈沖信號被連接到當(dāng)電動機正在運行時，通過設(shè)計和產(chǎn)生脈沖鑒別器電路發(fā)出的馬達數(shù)字編碼器，就可以得到旋轉(zhuǎn)方向;從鑒別器電路相反方向的脈沖信號為兩個計數(shù)器8253計數(shù)，以獲得旋轉(zhuǎn)速度和馬達的排量;通過對AT89C51各種控制程序運行后適當(dāng)?shù)牟僮?，通過兩個DAC1208轉(zhuǎn)換成模擬輸出的控制輸出，以2 UC3637直流電動機的脈沖寬度調(diào)制器，由H橋的開關(guān)放大器，作為致動器的速度或給定的時刻，來控制電動機的操作，以使整個AGV自動制導(dǎo)車輛完成的控制任務(wù)的設(shè)計。整個控制系統(tǒng)的組成框圖如圖3.1所示：圖3.1 控制系統(tǒng)的組成框圖4.2 鑒向伺服電機根據(jù)控制要求能夠工作在四個不同的象限，作為系統(tǒng)的狀態(tài)檢測部分，必須能夠檢測電機的轉(zhuǎn)速及分辨電機不同的旋轉(zhuǎn)方向。安裝在電機旋轉(zhuǎn)軸上的數(shù)字編碼器在電機運轉(zhuǎn)時能夠產(chǎn)生相位相差90度的兩路脈沖信號，電機的旋轉(zhuǎn)方向可以由鑒向電路對此兩路脈沖進行鑒向后獲得，其原理如圖3.2所示。圖3.2 鑒向原理伺服電機反轉(zhuǎn)時，A相脈沖超前于B相脈沖90度，在cp十端輸出反向計數(shù)脈沖，當(dāng)正轉(zhuǎn)時，B相脈沖超前于A相脈沖90度，在cp一端輸出正向計數(shù)脈沖，見圖3.3中的(b)和(c所示，分辨出的脈沖進入脈沖計數(shù)電路進行計數(shù)，再由計算機讀入進行處理。其電路圖見圖3.3中的(a)所示。圖3.3 電機轉(zhuǎn)向分辨電路本次設(shè)計使用的數(shù)字編碼器為500P/ R ,即電機每旋轉(zhuǎn)一周輸出500個脈沖,電機到車輪的減速齒輪的減速比為62 : 1 ,因此車輪每前進或者后退一周產(chǎn)生50062 即31000個脈沖,可見分辯率非常高。編碼器的脈沖輸出為差動形式,鑒向電路接收差動形式的脈沖信號,鑒向后輸入到8253計數(shù)器。4.3 計數(shù)的擴展為了得到驅(qū)動輪運轉(zhuǎn)的速度、位移等,而數(shù)字編碼器的輸出經(jīng)過鑒向電路提供的是電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)脈沖,必須對這些脈沖分別進行計數(shù)、運算才能得到所要的速度、位移等狀態(tài)量。本系統(tǒng)中使用了兩塊8253計數(shù)器,每塊芯片具有三個16 位計數(shù)器。四個獨立的計數(shù)器即1# 、2 # 、3 # 和4 # 分別用于兩臺電機的正/ 反轉(zhuǎn)脈沖的計數(shù)。8253可編程定時器計數(shù)器可由軟件設(shè)定定時與計數(shù)功能，設(shè)定后與CPU并行工作，不占用CPU時間，功能強，使用靈活。它具有3個獨立的16位計數(shù)器通道，每個計數(shù)器都可以按照二進制或二十進制計數(shù)，每個計數(shù)器都有6種工作方式，計數(shù)頻率可高達2MHz，芯片所有的輸入輸出都與TTL兼容。8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖3.4所示；引腳如圖3.5所示。圖3.4 8253內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 圖3.5 8253引腳圖U6地址為：8000H計數(shù)器0 8001H計數(shù)器1 8002H計數(shù)器2 8003H控制字U7地址為：6000H計數(shù)器0 6001H計數(shù)器1 6002H計數(shù)器2 6003H控制字U6讀/寫控制邏輯接線：，；U7讀/寫控制邏輯接線：，。U6芯片中計數(shù)器0和計數(shù)器1用于左輪電機正反轉(zhuǎn)計數(shù)，并處于工作方式3。U7芯片中計數(shù)器0和計數(shù)器1用于右輪電機正反轉(zhuǎn)計數(shù)，并處于工作方式3。在中斷服務(wù)程序中，這四個計數(shù)器分別對兩臺伺服電機的正/ 反脈沖進行計數(shù)，所得到的計數(shù)值減掉上一次的計數(shù)值，就可以得到在這一時間周期內(nèi)的各路脈沖數(shù)。右輪反轉(zhuǎn)、正轉(zhuǎn)和左論反轉(zhuǎn)、正轉(zhuǎn)的結(jié)果分別存于臨時變量temp 1、temp 2、temp 3 和temp 4 中，在主程序中通過對它們進行運算就可以得到移動機器人的狀態(tài)量了。4.4 中斷的擴展AT89C51單片機是使用兩個級聯(lián)的8259A 中斷控制器來控制中斷的。主8259A 芯片上的IRQ2 擴展成從片上的IRQ8IRQ15 使用。8259A作為一種可編程中斷控制器，是一種集成芯片。它用來管理輸入到CPU的各種中斷申請，主要外圍設(shè)備，能提供中斷向量、屏蔽各種中斷輸入等功能。每一個8259A芯片都能直接管理8級中斷，最多可用于9片8259A芯片級連，由其構(gòu)成級連機構(gòu)可以管理64級中斷。 圖3.6 8259A引腳圖8259A的外部引腳：數(shù)據(jù)線，CPU通過數(shù)據(jù)線向8259A發(fā)送各種控制命令和讀取各種狀態(tài)信息。INT：中斷請求，和CPU的INTR引腳相連，用來向CPU提出中斷請求。：中斷響應(yīng)，接收CPU的中斷響應(yīng)信號。：讀信號，低電平有效，通知8259A將某個寄存器的內(nèi)容送到數(shù)據(jù)總線上。：寫信號，低電平有效，通知8259A從數(shù)據(jù)線上接受數(shù)據(jù)（即命令字）。：片選信號，低電平有效。：端口選擇，指出當(dāng)前哪個端口被訪問。：接收設(shè)備的中斷請求。：級聯(lián)端，指出具體的從片。在采用主從式級聯(lián)的多片8259A的系統(tǒng)中，主從片的對應(yīng)連接在一起。：主從片/緩沖器允許，雙功能引腳，雙向。它有兩個用處：當(dāng)作為輸入時，用來決定本片8259A是主片還是從片。作為輸出時，當(dāng)從8259A往CPU傳送數(shù)據(jù)時，由引出的信號作為總線啟動信號，以控制總線緩沖器的接收和發(fā)送。本次設(shè)計采用兩片8259A進行級聯(lián)：主片的引腳連接從片的中斷請求INT，如果某一個引腳下面沒有連接從片，則可以直接連接外部中斷請求；而主片、從片的中斷響應(yīng)信號和數(shù)據(jù)信號互相連在一起。主片CAS和從片CAS互相連在一起，當(dāng)從片數(shù)量較多時，可以在主片CAS和從片CAS之間增加驅(qū)動器。主片的接高電平。從片的接低電平。在8259A的主從式級聯(lián)方式中，中斷的優(yōu)先級設(shè)置類似于單片機的情況。級聯(lián)如圖3.7所示。 圖3.7 8259A的級聯(lián)4.5 數(shù)摸轉(zhuǎn)換器的選擇 將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的器件稱為數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(digital-analog converter),簡稱為DAC。數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)有分辨率、轉(zhuǎn)換精度、線性誤差和建立時間。分辨率 指最小輸出電壓與最大輸出電壓之比。本次設(shè)計采用DAC1208芯片，故其分辨率為。轉(zhuǎn)換精度 以最大的靜態(tài)轉(zhuǎn)換誤差的形式給出。DAC1208芯片為12位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器其最大誤差為:,精度為。線性度 指DAC的實際轉(zhuǎn)換特性曲線和理想直線之間的最大偏移差。 建立時間 在數(shù)字輸入端發(fā)生滿量程碼的變化以后，數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的模擬輸出穩(wěn)定到最終值1/2LSB時所需要的時間，當(dāng)輸出的模擬量為電流時，這個時間很短。DAC1208的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如圖3.8和圖3.9所示。 圖3-8 DAC 圖3.8 DAC1208的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖3.9 DAC1208的引腳圖DAC1208內(nèi)部對輸入數(shù)據(jù)具有兩級緩存：8位輸入寄存器、4位輸入寄存器和12位DAC寄存器，這三個寄存器可以分別選通。DAC1208有三種工作方式：單緩沖方式、雙緩沖方式、直通方式。所謂的單緩沖方式就是使DAC1208的兩個輸入寄存器中有一個處于直通方式，而另一個處于受控的鎖存方式。在實際應(yīng)用中，如果只有一路模擬量輸出。所謂雙緩沖方式，就是把DAC1208的兩個鎖存器都接成受控鎖存方式。本次設(shè)計采用雙緩沖方式，目的是為了讓兩個直流伺服電機能夠?qū)崿F(xiàn)同步。所謂直通方式，輸入寄存器和DAC寄存器都接成直通方式，即信號均有效，數(shù)據(jù)被直接送入數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路進行數(shù)/模轉(zhuǎn)換。圖3.10 DAC1208雙緩沖連接方式U9輸入寄存器地址為3FFFH DAC寄存器地址為5FFFHU10輸入寄存器地址為1FFFH DAC寄存器地址為5FFFH本次設(shè)計采用DAC1208芯片的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器其連接方式如圖3.10所示。為高電平時，選中數(shù)據(jù)輸入到8位輸入寄存器；當(dāng)為低電平時，選中數(shù)據(jù)輸入到4位輸入寄存器；片選信號，低電平有效，和輸入鎖存信號一起決定第一級數(shù)據(jù)鎖存是否有效。第一級允許鎖存，高電平有效。寫信號1，作為第一級鎖存信號，必須和同時有效。寫信號2，作為第二級鎖存信號，必須和同時有效。控制信號，低電平有效，和一起決定第二級數(shù)據(jù)鎖存是否有效。模擬電流輸出端，DAC寄存器全1時最大，全0時為0。模擬電流輸出端，和有一個常數(shù)差：常數(shù)，此常數(shù)對應(yīng)一個固定基準(zhǔn)電壓的滿量程電流。參考電壓輸入端，可正可負，-10+10v。4.6 電機驅(qū)動芯片選擇電機驅(qū)動采用PWM技術(shù)來驅(qū)動直流伺服電動機。PWM技術(shù)為脈寬調(diào)制技術(shù)其可通過輸入直流電壓，在其輸出可以得到頻率固定、脈沖幅度一定、脈沖寬度與輸入信號成線性關(guān)系的方波脈沖串，利用該方波脈沖串驅(qū)動功率放大電路，從而控制伺服電機的轉(zhuǎn)速。采用PWM技術(shù)的優(yōu)點是，PWM具有較高的切換頻率，這有助于克服伺服電機的靜摩擦力矩，與其線性功率放大器相比，功耗低且效率高，因而在伺服系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)運用。為了改善伺服電機的運行特性，必須適當(dāng)選擇PWM的切換頻率，其選擇可參考以下原則：（1）切換頻率應(yīng)能使電機軸產(chǎn)生微振，以克服靜摩擦，改善運行特性。即 (3.1)其中，為力矩常數(shù)，為PWM電源電壓，為電感，為電機靜摩擦力矩。（2）微振的最大角位移應(yīng)小于設(shè)定的位置誤差。即 (3.2)其中J為轉(zhuǎn)動慣量，為設(shè)定的位置誤差。（3）盡量減少電機產(chǎn)生的高頻功耗。即應(yīng)使得 (3.3)其中為電內(nèi)阻。一般伺服電機的電感很小，如果切換頻率不高，導(dǎo)致交流分量很大，很容易損壞功率晶體管。在此采用PWM芯片UC3637和H功率橋放大電路來驅(qū)動伺服電機，其UC3637原理如圖3.11所示，根據(jù)上述原則選擇切換頻率為30KHz。UC3637的特點：單電源或雙電源工作， 雙路PWM信號輸出，驅(qū)動電流能力為100mA限流保護欠電壓封鎖有溫度補償，2.5V閥值的關(guān)機控制圖3.11 UC3637原理框圖 UC3637的結(jié)構(gòu)與功能：三角波發(fā)生器：CP，CN，S1，SR1；PWM比較器：CA，CB；輸出控制門：NA，NB；限流電路：CL，SRA，SRB；誤差放大器：EA；關(guān)機比較器：CS；欠電壓封鎖電路：UVL。UC3637最具特色的是三角波振蕩器，三角波產(chǎn)生電路如圖3.12所示。圖3.12 恒幅三角波產(chǎn)生電路 三角波參數(shù)的計算取PWM定時電路充電電流為0.5Ma,則有 (3.4) (3.5)其中，為PWM頻率。由允許電機最大電流決定。 (3.6)對于圖3.12所示的控制系統(tǒng)，要求： PWM頻率f=30KHz 限流Imax=8A取 計算得 (3.7) (3.8) (3.9) (3.10) 式中：為三角波峰值的轉(zhuǎn)折（閾值）電壓；為電源電壓；為定時電阻；為定時電容；為恒流充電電流；為振蕩頻率。C3637具有一個高速、帶寬為kHz、輸出低阻抗的誤差放大器，既可以作為一般的快速運放，亦可作為反饋補償運放?？?結(jié)本文介紹了園林修剪機的各個部分，基于各種系統(tǒng)的全面分析的園林修剪機，詳細設(shè)計，對于一些在研究過程中遇到的問題，系統(tǒng)也進行了深入的研究。園林修剪機是園林修剪機，在操作不便起著結(jié)構(gòu)這一景觀設(shè)計中非常重要的角色設(shè)計修剪機，包括機身，肘，腕和抓手，其主要工作如下一個極具研究價值和應(yīng)用前景：l通過功能分析和設(shè)計任務(wù)，園林修剪機的總體方案的初步發(fā)展。l其次是結(jié)構(gòu)設(shè)計。l應(yīng)力分析和檢查要害部位。l電機選擇和計算。l主要部分工程圖紙。通過這樣的設(shè)計，知識在大學(xué)期間學(xué)到的綜合運用，而這又加深了我對所學(xué)知識的印象，提高了我的使用知識的能力。但是，由于我有限的能力和水平，這樣的設(shè)計必須有一些不合理的，希望老師給予批評和指正。在本文中，完成的工作，以達到預(yù)期的目標(biāo)，但進一步的研究仍然是必要的，需要進一步改進工作，是考慮到本文的設(shè)計，做工剪范圍流動的風(fēng)景仍然有限將來在車體集成更多的傳感器，以便移動，以更好地適應(yīng)室外平臺的工作環(huán)境。在設(shè)計過程中，我通過大量查閱相關(guān)資料，與學(xué)生和自我經(jīng)驗的交流，并請教老師等，讓他學(xué)到了很多知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但同樣大有收獲。在設(shè)計中，我知道了很多東西，也培養(yǎng)了我的獨立工作能力，樹立信心，在他們的工作，學(xué)習(xí)和將來的工作，我相信會對生活中非常顯著影響力的能力。同時也大大提高動手能力，讓我充分體會探索的艱難和成功的創(chuàng)作過程中的喜悅。雖然這樣做是不完美的，但在設(shè)計過程中所學(xué)到的最大收獲和財富的設(shè)計，所以我會持續(xù)一生。致 謝在本文中，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的XX，在本次畢業(yè)設(shè)計，老師給了我很大的幫助，不僅是對我在規(guī)定的時間內(nèi)完成畢業(yè)設(shè)計，而且還讓我學(xué)到了很多有益的經(jīng)驗。在這里，我要感謝高老師。我還要感謝在過去四年中我的知識可以教的老師，沒有幫助我的同學(xué)。經(jīng)過幾個月的努力，畢業(yè)設(shè)計已接近尾聲。由于缺乏實踐經(jīng)驗，這樣的設(shè)計難免考慮不周的地方。如果沒有教師這一群體的指導(dǎo)和支持人員可能就不會這么順利完成設(shè)計。由于一個懸而未決的問題向老師經(jīng)過精心設(shè)計，以指導(dǎo)各個方面，從數(shù)據(jù)訪問修改的具體方案，教師提出寶貴意見，幫助了我很多。此外，老師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和深厚的科學(xué)知識是我永遠不會借鑒。再次表示衷心感謝老師和學(xué)生在這組！感恩已指示和老師幫我！是辛勤付出，一旦你有我今天所積累的知識。參考文獻1 成大先. 機械設(shè)計手冊 M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,20082 尚久浩. 自動機械設(shè)計M. 北京：中國輕工業(yè)出版社,20063 顧曉勤.工程力學(xué)M. 北京：機械工業(yè)出版社,20084 盧秉恒.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)M 北京：機械工業(yè)出版社,20085 單輝祖. 材料力學(xué)M北京：高等教育出版社， 20106 張鐵,謝存禧.景觀修剪機學(xué)M.廣州:華南理工大學(xué)出版社,2001. 17-187 余達太,馬香峰.工業(yè)景觀修剪機應(yīng)用工程M.北京:冶金工業(yè)出版社,2001.8 吳琰琨. 液壓與氣動技術(shù)M 北京：人民郵電出版社,20089 周伯英編, 工業(yè)景觀修剪機設(shè)計,機械工業(yè)出版社,1995 33-3510 加藤一郎編,上海交通大學(xué)景觀修剪機及景觀修剪機研究室譯, 景觀修剪機圖冊,上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,197911 濮良貴,紀(jì)名剛主編 , 機械設(shè)計(第七版), 高等教育出版社, 200112 周開勤主編, 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