[发明专利]一种温室设施农业自动化平台的设计方法

摘要

本发明公开了一种温室设施农业自动化平台的设计方法,所述方法包括以下步骤：第一步，对自动化作业平台的悬挂接装置进行了深入的研究；第二步，介绍悬挂装置各零部件的初步设计；第三步，在初步设计中采用手动驱动时，横移机构沿横梁移动时所需施加在手柄上的驱动力及升降机构平稳上下移动时所需施加在手柄上的驱动力是否超过操作者所能提供驱动力的范围；第四步，介绍农机具挂接部件的初步设计。本发明的温室设施农业自动化平台的设计方法，降低农民的工作强度，解放农村劳动力，降低成本提高收益。

主权项

1.一种温室设施农业自动化平台的设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：第一步，介绍设施农业和设施机械的背景，以及国内外发展状况；阐述针对目前国内状况而提出的自动化作业平台的构造，以及工作环境和工作原理，了解了目前通用的自动行走机构的导引方式；在此基础上针对自动化作业平台的工作要求，对自动化作业平台的悬挂接装置进行了深入的研究；第二步，介绍悬挂装置各零部件的初步设计，做好运动学和动力学分析的基础工作；介绍180°转位原理和动力的来源；介绍该转位结构所用转位汽缸的设计参数和齿轮的设计参数；根据所用驱动方式，介绍了180°转位装置到位后停止和锁紧的方式；a.缸径为64mm的汽缸在气压为0.7MPa条件下工作；b.缸径为50mm的汽缸在气压为0.8MPa条件下工作；通过对180°转位机构进行运动仿真验证两套方案中，汽缸推力是否可以使转位机构平稳转到位；从理论上分析转位机构平稳转动180“时所需力的大小，判断所选汽缸是否合适；通过对仿真结果分析，得出悬挂装置180°转向时推力以132.68N为宜，压力为0.8MPa，汽缸缸径以50mm为宜；第三步，首先介绍悬挂装置的升降机构、横移机构运动原理及动力来源；确定在升降机构、横移机构中均采用链条传动；由于现在是初步设计阶段，动力来源采用手摇驱动；其次对升降机构和横移机构到位后的停止和锁紧机构进行初步设计；最后对升降机构和横移机构进行运动仿真，验证机构所用驱动方式是否合理，在初步设计中采用手动驱动时，横移机构沿横梁移动时所需施加在手柄上的驱动力及升降机构平稳上下移动时所需施加在手柄上的驱动力是否超过操作者所能提供驱动力的范围；通过对仿真结果分析，可以得出在5分钟内，操作者可以通过手轮盘驱动升降机构以低于50mm/s速度沿纵梁移动，通过手轮盘驱动横移机构以低于100mm/s速度沿横梁移动；第四步，从概念设计、结构设计和零件设计三个阶段介绍农具库的初步设计，介绍农机具挂接部件的初步设计，且简要介绍农机具存放位置的确认与对准方式；初步设定农具库定架上横梁倾角分别为1.5°、2°和2.5°，通过对农具库进行运动仿真分析，从中找出一个较好的倾角；对农机具存放时进行运动仿真，目的是在总体坐标系Y方向确定一个合适的驱动力，使农机具受到驱动力的作用后可以沿总体坐标系Y方向平稳移动；仿真结果表明农具库定架横梁倾角以1.5°为宜，沿总体坐标系Y方向以227.9N力驱动农机具在农机具挂架上移动时，可以使农机具平稳移动。