基于虛擬樣機(jī)的新型農(nóng)用小推車仿真設(shè)計

王鳳云

摘要：基于虛擬樣機(jī)技術(shù)設(shè)計一種可升降、可伸縮的新型多功能小推車，針對農(nóng)民對小推車功能的需求，確定小推車的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，并對小推車升降結(jié)構(gòu)位置、動力參數(shù)進(jìn)行分析。選用UG集成化軟件建立小推車三維數(shù)字模型，并進(jìn)行運(yùn)動仿真分析，對小推車的整個動作過程進(jìn)行動態(tài)干涉及運(yùn)動軌跡分析。

關(guān)鍵詞：虛擬樣機(jī)；農(nóng)用小推車；仿真設(shè)計

中圖分類號：TP391.99；S229+.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2014）08-0403-02

在農(nóng)田采摘水果是一項繁重的農(nóng)業(yè)勞動，特別是在山地果園里，大多數(shù)果園間隙只能容下一個人行走，大型農(nóng)機(jī)無法進(jìn)入果園，只能由人將水果一筐一筐運(yùn)出果園。本研究設(shè)計了一種新型農(nóng)用小推車，它能夠自由行走并承載重物，與一般獨(dú)輪小車相比靈活性更好，具有便于控制、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。近年來，虛擬樣機(jī)技術(shù)引起了人們的重視，并越來越多地應(yīng)用于工程設(shè)計實踐^[1]。本研究采用虛擬樣機(jī)技術(shù)，建立新型農(nóng)用小推車虛擬樣機(jī)模型，通過運(yùn)動仿真、動態(tài)干涉檢查，縮短了新型小推車的開發(fā)周期，提高了設(shè)計質(zhì)量。

1 新型多功能小推車結(jié)構(gòu)

本研究在確定小車承載車廂上下運(yùn)動的升降結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計。

1.1 新型小推車功能動作具體要求

新型小推車應(yīng)具備以下幾種功能：農(nóng)忙時，小推車應(yīng)可以在果園內(nèi)自由行走；采摘果實時，小車的承載車廂可以實現(xiàn)升降，可以實現(xiàn)高處采摘水果；小推車可以方便穩(wěn)當(dāng)?shù)貙⒉烧降墓麑嵥蜕线\(yùn)輸車，省時省力；小車的承載車廂還可以實現(xiàn)平移，用以加大承載空間；可以將承載車廂直接放到多功能車中，實現(xiàn)水果自由搬卸。同時，小推車應(yīng)具有功能延伸性，成為人們?nèi)粘Ｉ畹闹?，?jīng)過改裝小車也可以實現(xiàn)其他功能：比如在小車的前端安裝毛刷，小車上下運(yùn)動帶動毛刷粉刷墻壁。

1.2 升降平臺方案

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，剪叉式升降平臺具有制造容易、價格低廉、結(jié)實耐用、便于維修保養(yǎng)等特點(diǎn)^[2]。小推車升降平臺屬于家用小型設(shè)備，可借用剪叉式升降平臺原理進(jìn)行設(shè)計（圖1）。液壓缸有3種不同的安放位置：垂直固定剪叉式結(jié)構(gòu)的平臺升降行程等于液壓缸行程，不適合對升降要求較高的農(nóng)用小推車；水平固定剪叉式機(jī)構(gòu)平臺的升降行程稍大于液壓缸的升降行程，水平固定剪叉式機(jī)構(gòu)的活塞受力較大，不適合需要頻繁升降使用的小推車；雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)升降平臺的行程基本可達(dá)到液壓缸行程的2倍以上，比較適合對升降高度要求較高的小推車，最終確定選用雙絞接剪叉式結(jié)構(gòu)方案。

4 結(jié)論

本研究針對農(nóng)民對農(nóng)用小推車功能、動作的需求，開發(fā)了一種便捷、實用的新型農(nóng)用多功能小車，確定了小推車液壓驅(qū)動整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案，其創(chuàng)新點(diǎn)包括以下幾個方面：首先，將液動剪叉式升降機(jī)構(gòu)運(yùn)用到普通的多功能小推車上，改變傳統(tǒng)的人工搬運(yùn)的作業(yè)方式；其次，車中有車的設(shè)計拓展了小車的功能；再次，選用集成化的UG軟件建立小推車樣機(jī)的零部件模型，并利用制圖、高級運(yùn)動仿真模塊對樣機(jī)進(jìn)行運(yùn)動仿真。給小車安裝可以繞軸旋轉(zhuǎn)200°的輪臂，保證小車在不同方向進(jìn)行升降的平穩(wěn)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊曉京，劉劍雄. 基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的數(shù)控機(jī)床現(xiàn)代設(shè)計方法[J]. 機(jī)械設(shè)計，2005，22（2）：16-18.

[2]丁智平. 氣液動剪叉式升降平臺運(yùn)動受力分析及其應(yīng)用[J]. 株洲工學(xué)院學(xué)報，1999，13（6）：49-52.

[3]高清冉，孫海燕，李海洪，等. 基于虛擬樣機(jī)的機(jī)床設(shè)計與仿真研究[J]. 機(jī)械設(shè)計，2009，26（7）：16-19.

[4]陳海霞，劉 霞. 虛擬樣機(jī)技術(shù)在數(shù)控機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 機(jī)械制造與自動化，2011，40（3）：121-122，171.

[5]李 銳. 基于UG的機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真和分析[J]. 機(jī)械工程與自動化，2010，162（5）：44-45，48.endprint

摘要：基于虛擬樣機(jī)技術(shù)設(shè)計一種可升降、可伸縮的新型多功能小推車，針對農(nóng)民對小推車功能的需求，確定小推車的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，并對小推車升降結(jié)構(gòu)位置、動力參數(shù)進(jìn)行分析。選用UG集成化軟件建立小推車三維數(shù)字模型，并進(jìn)行運(yùn)動仿真分析，對小推車的整個動作過程進(jìn)行動態(tài)干涉及運(yùn)動軌跡分析。

關(guān)鍵詞：虛擬樣機(jī)；農(nóng)用小推車；仿真設(shè)計

中圖分類號：TP391.99；S229+.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2014）08-0403-02

在農(nóng)田采摘水果是一項繁重的農(nóng)業(yè)勞動，特別是在山地果園里，大多數(shù)果園間隙只能容下一個人行走，大型農(nóng)機(jī)無法進(jìn)入果園，只能由人將水果一筐一筐運(yùn)出果園。本研究設(shè)計了一種新型農(nóng)用小推車，它能夠自由行走并承載重物，與一般獨(dú)輪小車相比靈活性更好，具有便于控制、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。近年來，虛擬樣機(jī)技術(shù)引起了人們的重視，并越來越多地應(yīng)用于工程設(shè)計實踐^[1]。本研究采用虛擬樣機(jī)技術(shù)，建立新型農(nóng)用小推車虛擬樣機(jī)模型，通過運(yùn)動仿真、動態(tài)干涉檢查，縮短了新型小推車的開發(fā)周期，提高了設(shè)計質(zhì)量。

1 新型多功能小推車結(jié)構(gòu)

本研究在確定小車承載車廂上下運(yùn)動的升降結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計。

1.1 新型小推車功能動作具體要求

新型小推車應(yīng)具備以下幾種功能：農(nóng)忙時，小推車應(yīng)可以在果園內(nèi)自由行走；采摘果實時，小車的承載車廂可以實現(xiàn)升降，可以實現(xiàn)高處采摘水果；小推車可以方便穩(wěn)當(dāng)?shù)貙⒉烧降墓麑嵥蜕线\(yùn)輸車，省時省力；小車的承載車廂還可以實現(xiàn)平移，用以加大承載空間；可以將承載車廂直接放到多功能車中，實現(xiàn)水果自由搬卸。同時，小推車應(yīng)具有功能延伸性，成為人們?nèi)粘Ｉ畹闹?，?jīng)過改裝小車也可以實現(xiàn)其他功能：比如在小車的前端安裝毛刷，小車上下運(yùn)動帶動毛刷粉刷墻壁。

1.2 升降平臺方案

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，剪叉式升降平臺具有制造容易、價格低廉、結(jié)實耐用、便于維修保養(yǎng)等特點(diǎn)^[2]。小推車升降平臺屬于家用小型設(shè)備，可借用剪叉式升降平臺原理進(jìn)行設(shè)計（圖1）。液壓缸有3種不同的安放位置：垂直固定剪叉式結(jié)構(gòu)的平臺升降行程等于液壓缸行程，不適合對升降要求較高的農(nóng)用小推車；水平固定剪叉式機(jī)構(gòu)平臺的升降行程稍大于液壓缸的升降行程，水平固定剪叉式機(jī)構(gòu)的活塞受力較大，不適合需要頻繁升降使用的小推車；雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)升降平臺的行程基本可達(dá)到液壓缸行程的2倍以上，比較適合對升降高度要求較高的小推車，最終確定選用雙絞接剪叉式結(jié)構(gòu)方案。

4 結(jié)論

本研究針對農(nóng)民對農(nóng)用小推車功能、動作的需求，開發(fā)了一種便捷、實用的新型農(nóng)用多功能小車，確定了小推車液壓驅(qū)動整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案，其創(chuàng)新點(diǎn)包括以下幾個方面：首先，將液動剪叉式升降機(jī)構(gòu)運(yùn)用到普通的多功能小推車上，改變傳統(tǒng)的人工搬運(yùn)的作業(yè)方式；其次，車中有車的設(shè)計拓展了小車的功能；再次，選用集成化的UG軟件建立小推車樣機(jī)的零部件模型，并利用制圖、高級運(yùn)動仿真模塊對樣機(jī)進(jìn)行運(yùn)動仿真。給小車安裝可以繞軸旋轉(zhuǎn)200°的輪臂，保證小車在不同方向進(jìn)行升降的平穩(wěn)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊曉京，劉劍雄. 基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的數(shù)控機(jī)床現(xiàn)代設(shè)計方法[J]. 機(jī)械設(shè)計，2005，22（2）：16-18.

[2]丁智平. 氣液動剪叉式升降平臺運(yùn)動受力分析及其應(yīng)用[J]. 株洲工學(xué)院學(xué)報，1999，13（6）：49-52.

[3]高清冉，孫海燕，李海洪，等. 基于虛擬樣機(jī)的機(jī)床設(shè)計與仿真研究[J]. 機(jī)械設(shè)計，2009，26（7）：16-19.

[4]陳海霞，劉 霞. 虛擬樣機(jī)技術(shù)在數(shù)控機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 機(jī)械制造與自動化，2011，40（3）：121-122，171.

[5]李 銳. 基于UG的機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真和分析[J]. 機(jī)械工程與自動化，2010，162（5）：44-45，48.endprint

摘要：基于虛擬樣機(jī)技術(shù)設(shè)計一種可升降、可伸縮的新型多功能小推車，針對農(nóng)民對小推車功能的需求，確定小推車的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，并對小推車升降結(jié)構(gòu)位置、動力參數(shù)進(jìn)行分析。選用UG集成化軟件建立小推車三維數(shù)字模型，并進(jìn)行運(yùn)動仿真分析，對小推車的整個動作過程進(jìn)行動態(tài)干涉及運(yùn)動軌跡分析。

關(guān)鍵詞：虛擬樣機(jī)；農(nóng)用小推車；仿真設(shè)計

中圖分類號：TP391.99；S229+.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2014）08-0403-02

在農(nóng)田采摘水果是一項繁重的農(nóng)業(yè)勞動，特別是在山地果園里，大多數(shù)果園間隙只能容下一個人行走，大型農(nóng)機(jī)無法進(jìn)入果園，只能由人將水果一筐一筐運(yùn)出果園。本研究設(shè)計了一種新型農(nóng)用小推車，它能夠自由行走并承載重物，與一般獨(dú)輪小車相比靈活性更好，具有便于控制、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。近年來，虛擬樣機(jī)技術(shù)引起了人們的重視，并越來越多地應(yīng)用于工程設(shè)計實踐^[1]。本研究采用虛擬樣機(jī)技術(shù)，建立新型農(nóng)用小推車虛擬樣機(jī)模型，通過運(yùn)動仿真、動態(tài)干涉檢查，縮短了新型小推車的開發(fā)周期，提高了設(shè)計質(zhì)量。

1 新型多功能小推車結(jié)構(gòu)

本研究在確定小車承載車廂上下運(yùn)動的升降結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計。

1.1 新型小推車功能動作具體要求

新型小推車應(yīng)具備以下幾種功能：農(nóng)忙時，小推車應(yīng)可以在果園內(nèi)自由行走；采摘果實時，小車的承載車廂可以實現(xiàn)升降，可以實現(xiàn)高處采摘水果；小推車可以方便穩(wěn)當(dāng)?shù)貙⒉烧降墓麑嵥蜕线\(yùn)輸車，省時省力；小車的承載車廂還可以實現(xiàn)平移，用以加大承載空間；可以將承載車廂直接放到多功能車中，實現(xiàn)水果自由搬卸。同時，小推車應(yīng)具有功能延伸性，成為人們?nèi)粘Ｉ畹闹?，?jīng)過改裝小車也可以實現(xiàn)其他功能：比如在小車的前端安裝毛刷，小車上下運(yùn)動帶動毛刷粉刷墻壁。

1.2 升降平臺方案

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，剪叉式升降平臺具有制造容易、價格低廉、結(jié)實耐用、便于維修保養(yǎng)等特點(diǎn)^[2]。小推車升降平臺屬于家用小型設(shè)備，可借用剪叉式升降平臺原理進(jìn)行設(shè)計（圖1）。液壓缸有3種不同的安放位置：垂直固定剪叉式結(jié)構(gòu)的平臺升降行程等于液壓缸行程，不適合對升降要求較高的農(nóng)用小推車；水平固定剪叉式機(jī)構(gòu)平臺的升降行程稍大于液壓缸的升降行程，水平固定剪叉式機(jī)構(gòu)的活塞受力較大，不適合需要頻繁升降使用的小推車；雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)升降平臺的行程基本可達(dá)到液壓缸行程的2倍以上，比較適合對升降高度要求較高的小推車，最終確定選用雙絞接剪叉式結(jié)構(gòu)方案。

4 結(jié)論

本研究針對農(nóng)民對農(nóng)用小推車功能、動作的需求，開發(fā)了一種便捷、實用的新型農(nóng)用多功能小車，確定了小推車液壓驅(qū)動整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案，其創(chuàng)新點(diǎn)包括以下幾個方面：首先，將液動剪叉式升降機(jī)構(gòu)運(yùn)用到普通的多功能小推車上，改變傳統(tǒng)的人工搬運(yùn)的作業(yè)方式；其次，車中有車的設(shè)計拓展了小車的功能；再次，選用集成化的UG軟件建立小推車樣機(jī)的零部件模型，并利用制圖、高級運(yùn)動仿真模塊對樣機(jī)進(jìn)行運(yùn)動仿真。給小車安裝可以繞軸旋轉(zhuǎn)200°的輪臂，保證小車在不同方向進(jìn)行升降的平穩(wěn)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊曉京，劉劍雄. 基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的數(shù)控機(jī)床現(xiàn)代設(shè)計方法[J]. 機(jī)械設(shè)計，2005，22（2）：16-18.

[2]丁智平. 氣液動剪叉式升降平臺運(yùn)動受力分析及其應(yīng)用[J]. 株洲工學(xué)院學(xué)報，1999，13（6）：49-52.

[3]高清冉，孫海燕，李海洪，等. 基于虛擬樣機(jī)的機(jī)床設(shè)計與仿真研究[J]. 機(jī)械設(shè)計，2009，26（7）：16-19.

[4]陳海霞，劉 霞. 虛擬樣機(jī)技術(shù)在數(shù)控機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 機(jī)械制造與自動化，2011，40（3）：121-122，171.

[5]李 銳. 基于UG的機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真和分析[J]. 機(jī)械工程與自動化，2010，162（5）：44-45，48.endprint