可自動(dòng)避障草坪修剪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)含7張CAD圖及SW三維
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可自動(dòng)避障草坪修剪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告緒論1.1國(guó)內(nèi)外自動(dòng)避障割草機(jī)構(gòu)的發(fā)展概況目前,社會(huì)上對(duì)草坪修剪機(jī)械的需求日益增加,而市場(chǎng)上提供的草坪修剪機(jī)械多為需人工參與勞動(dòng)、由燃油提供動(dòng)力的割草機(jī),其具有噪聲大、污染重、人的 勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn), 這樣對(duì)于能改善上述缺點(diǎn)的割草機(jī)器人的研究就顯得必要了。隨著技術(shù)水平的不斷提高,割草機(jī)朝著智能化方向發(fā)展的趨勢(shì) 越來(lái)越明顯, 早期的智能割草機(jī)并不真正具有智能性,只是用遙控進(jìn)行簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)程控制,隨著傳感器的研制,部分智能割草機(jī)具有簡(jiǎn)單的避障和報(bào)警功能。目前,國(guó)內(nèi)外多家科研機(jī)構(gòu)和公司對(duì)智能割草機(jī)做了大量的研究。如瑞典Husqvoa 公司設(shè)計(jì)的具有環(huán)保功能的太陽(yáng)能混合動(dòng)力害」 草機(jī) —太陽(yáng)能割草機(jī)“Automower”。它是世界上第一臺(tái)既可由電池動(dòng)力驅(qū)動(dòng),也可以由太陽(yáng)能供給動(dòng) 力驅(qū)動(dòng)的 全自動(dòng)割草機(jī), 每臺(tái)能處理高達(dá) 2200 平米的草坪,甚至還能 處理具有一定坡度的草地。當(dāng)晚上或陰天不能獲得太陽(yáng)能時(shí), 則由蓄電池提供動(dòng)力,能夠繼續(xù)工作 1 個(gè)小時(shí),蓄電池充電時(shí)間快, 只需 45 分鐘就能將蓄電池充滿。上海羅寶信息技術(shù)有限公司研制的 RBZG001 太陽(yáng)能割草機(jī)器人,RBZGO01 應(yīng)用太陽(yáng)能技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有穩(wěn)定而強(qiáng)大的動(dòng)力,它擁有高智能圖像識(shí)別功能 ,視頻檢測(cè)和自動(dòng)識(shí)別路線功能,不僅能自主避障還能攀登有一定坡度的障礙,在工作過(guò)程,還可以在斜坡上可以停止滑動(dòng),將收集到的雜草碎片撒出,并利用太陽(yáng)能給自己充電。其導(dǎo)航檢測(cè)系統(tǒng)、智能操作系統(tǒng)加上其太陽(yáng)能電源系統(tǒng)使得 RBZG001 的工作效率高和作 業(yè)速度快,可以滿足復(fù)雜環(huán)境的草坪特別是高爾夫球場(chǎng)的割草工作。加拿大 LinamarCorp 生產(chǎn)的太陽(yáng)能割草機(jī),采用太陽(yáng)能電池供電,不過(guò)其太陽(yáng)能電池不是與割草機(jī)連在一起,而是在割草機(jī)附近安裝了一個(gè)太陽(yáng)能充電站 ,專為蓄電池充電,當(dāng)割草機(jī)上的蓄電池電量用完時(shí),將其取下后到太陽(yáng)能充電站充電即可。由于采用無(wú)刷直流 電機(jī)驅(qū)動(dòng), 其產(chǎn)生的噪音很低,采用遙控控制,操作簡(jiǎn)單,割草機(jī)的反應(yīng)也很迅速。因此，設(shè)計(jì)制造一種新的智能草坪修建機(jī)就勢(shì)在必行，以便實(shí)現(xiàn)草坪修剪過(guò)稱的自動(dòng)化，專業(yè)化。1.2 本課題研究的背景和意義隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城鄉(xiāng)居民對(duì)人居住環(huán)境的要求越來(lái)越高。因此建設(shè)了大量的公園。園林。公共綠地、草坪、廣場(chǎng)等公共設(shè)施。睡著這些公共陸地的大量出現(xiàn)，對(duì)這些公共射射的維護(hù)保養(yǎng)工作提出了更高的要求。例如草坪的修剪工作隨著面積的增加，工作人員的工作量隨之增加。由于工作場(chǎng)所基本上在露天，受到多種因素的制約比較多。從普通割草機(jī)的需求情況來(lái)看，1999 年，除去國(guó)內(nèi)生產(chǎn)銷售的 2 萬(wàn)余臺(tái)，另外還有從國(guó)外進(jìn)口了 2 萬(wàn)余臺(tái)，2001 年，進(jìn)口草坪修剪機(jī)更高達(dá) 4 萬(wàn)臺(tái)，市場(chǎng)銷售額近 1 億元人民幣。市場(chǎng)需求相當(dāng)大?，F(xiàn)有市場(chǎng)上銷售的相關(guān)器具多為內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的割草機(jī)，使用人工操作，自動(dòng)化程度低，工作時(shí)排放的廢氣污染環(huán)境，而且損害附近人員的身體健康，噪音也相當(dāng)大，鑒于目前割草機(jī)械設(shè)備的缺點(diǎn)，我們改進(jìn)傳統(tǒng)割草設(shè)備的研究思路，設(shè)計(jì)制造一種新的智能草坪修剪機(jī)，以方便實(shí)現(xiàn)草坪修剪過(guò)程的自動(dòng)化，專業(yè)化，對(duì)減少草坪修建工作中的人力，物力資源具有重要意義。1.3 研究課題的確定1.3.1 課題研究的工業(yè)背景及實(shí)驗(yàn)條件本課題研究的工業(yè)背景是基于草坪修剪機(jī)械的需求日益增加，所需人工參與的勞動(dòng)量大，國(guó)內(nèi)手動(dòng)草坪修剪機(jī)的成熟發(fā)揮，深入研究可自動(dòng)避障草坪修剪機(jī)構(gòu)。一，基于鏈動(dòng)式修剪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)性能參數(shù)分析（電動(dòng)機(jī)功率轉(zhuǎn)速等）、刀片有關(guān)參數(shù)的確定(刀片直徑及刃口尺寸等 )、以及草坪修剪高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)二，基于機(jī)械傳動(dòng)要求，確定鏈傳動(dòng)的輸出、輸入功率，傳動(dòng)齒輪的選擇和結(jié)構(gòu)精度，及凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，用以保證修剪過(guò)程的平穩(wěn)運(yùn)行。三，割草機(jī)的全局路徑規(guī)劃研究：即在已知工作區(qū)域及障礙物邊界信息等的基礎(chǔ)上，依據(jù)路徑規(guī)劃原則并結(jié)合本割草機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)等特點(diǎn)，規(guī)劃出一條路徑讓割草機(jī)沿此路徑運(yùn)行割草，充滿整個(gè)工作區(qū)域。四，割草機(jī)的避障行為控制研究：根據(jù)割草機(jī)工作中可能遇到的突發(fā)性障礙物的特點(diǎn)，確定割草機(jī)的避障策略。避障過(guò)程控制的難度在于割草機(jī)所遇到的障礙物形狀及尺寸很不規(guī)則，同時(shí)割草機(jī)避障過(guò)程中的行駛軌跡還需滿足路徑規(guī)劃的原則要求試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案：（1）通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)割草機(jī)的性能，并獲得其性能參數(shù)（割幅、草坪修建高度調(diào)節(jié)范圍及草坪修建質(zhì)量等）。（2）通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)割草機(jī)的草坪運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及動(dòng)力學(xué)性能（爬坡性能、加速性能等）。（3）通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)割草機(jī)的路徑跟蹤精度、智能化割草效果。指導(dǎo)教師審閱意見(jiàn)指導(dǎo)教師簽名 年 月 日
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