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虚拟样机技术(Virtual Prototyping)利用计算机建立与物理样机相似的数字化模型,并对该模型进行测试和评估,它是基于先进建模技术、多领域协同仿真技术、信息集成与管理技术、工程计算分析技术和虚拟现实技术的综合体。在我国,围绕虚拟样机技术的研究及应用正快速展开,以虚拟样机技术为核心的研究得到中国高技术研究发展计划(863计划)的支持。采摘机器人是21世纪精确农业的重要装备之一,是未来智能农业机械的发展方向。移动式采摘机器人由机械手、末端执行器、移动平台、机器视觉系统以及控制系统等构成。移动平台是整个机器人系统的基础。本文针对移动机器人传统开发模式存在的开发周期长、过程繁杂、开发成本过高、性能测试困难等问题,将虚拟样机技术引入移动平台的开发,主要完成了以下研究工作:1.介绍了虚拟样机技术的基本特征,指出了虚拟样机研究的主要内容和难点,综述了国内外虚拟样机技术研究现状,论证了在移动机器人开发中应用虚拟样机技术的必要性和重要意义。2.首先通过分析采摘机器人移动平台的功能需求,确定了平台移动机构方案,然后对机器人平台的机械传动系统进行了设计计算,确定了传动系统中链传动中关键零部件的参数;并建立了包括转向灵敏度、越障性能、行驶平顺性、静态稳定性、地面自适应性等在内的平台使用性能评价体系。然后以平台的转向特性为目标,在ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)软件中建立了平台的虚拟样机模型,进行了仿真分析和优化,得到了优化的结构参数。3.研究了利用Pro/Engineer建立移动平台三维实体模型的方法,总结了三维实体建模与虚拟装配的技巧,构建了移动机器人整机三维实体模型,并在Pro/Engineer环境下进行了装配检验,包括检验零部件的结构设计中是否存在干涉,零件间的定位和装配关系是否合理,总体结构是否美观等等。4.研究了Pro/E与ADAMS的接口技术,在ADAMS/VIEW环境下构建了移动机器人的虚拟样机并进行了仿真研究,得到了移动机器人在各种工作情况下的工作性能曲线。5.对工作装置关键零部件进行了有限元分析,找出了薄弱环节并提出了改进措施。