除草機(jī)器人結(jié)構(gòu)的合理化機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

肖靖文

（華北水利水電大學(xué)，河南 鄭州 450045）

引言：相較于人工除草和化學(xué)除草 機(jī)器人除草具有成本低效率高的顯著優(yōu)點(diǎn)。因此，除草機(jī)器人的研究具有利國利民的實(shí)際意義，隨著國際除草機(jī)器人技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)實(shí)生活中人們除了要求除草機(jī)器人具有良好的性能外，還要求對除草機(jī)器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的改進(jìn)和優(yōu)化，從而提高除草機(jī)器人的科學(xué)性和針對性。使之在現(xiàn)實(shí)生活中運(yùn)用時(shí)可以更好的為人們服務(wù)。

一、合理化機(jī)械設(shè)計(jì)

隨著當(dāng)今世界機(jī)械化、自動(dòng)化的生產(chǎn)的不斷發(fā)展，家用除草機(jī)器人已經(jīng)應(yīng)用到了我們的實(shí)際生活，因而除草機(jī)器人的研究也引起了廣泛關(guān)注。在除草機(jī)器人的設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中，除草機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是設(shè)備性能發(fā)展的關(guān)鍵因素。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不但可以提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命而且更加提高工作效率，從而滿足不同場景下不同類別雜草的清除。所以，在除草機(jī)機(jī)器人的設(shè)計(jì)中，一定要保證機(jī)器人結(jié)構(gòu)的合理化設(shè)計(jì)，確保除草機(jī)器人的優(yōu)越性能的發(fā)揮，從而提高我國在除草機(jī)器人領(lǐng)域的研究得到實(shí)質(zhì)性的突破和發(fā)展。

二、除草機(jī)器人結(jié)構(gòu)合理化機(jī)械設(shè)計(jì)的措施

（一）設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化

提高除草機(jī)器人的機(jī)構(gòu)合理性是當(dāng)前機(jī)械機(jī)器人行業(yè)的一個(gè)重要發(fā)展目標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)化可以作為一個(gè)提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。對設(shè)計(jì)的除草機(jī)器人規(guī)范以共同的標(biāo)準(zhǔn)不僅僅可以提高機(jī)器人的質(zhì)量而且有助于增強(qiáng)除草機(jī)器人的市場競爭力。從而起到提質(zhì)增效，降低成本的作用。機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化有助于提高除草機(jī)器人結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。出于這個(gè)目的 我們在除草機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)掌握先進(jìn)的 設(shè)計(jì)思路和科學(xué)技術(shù)，因此，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該適當(dāng)多多查詢相關(guān)的專業(yè)文獻(xiàn)，保證除草機(jī)器人結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化要求。

（二）設(shè)計(jì)的可靠性

在社會(huì)生產(chǎn)中人們判定機(jī)械產(chǎn)品的性能有一個(gè)重要指標(biāo)就是機(jī)械產(chǎn)品的使用時(shí)間也就是壽命。壽命特征是可靠性理論的重要研究對象，因此，我們可以通過精確的計(jì)算出除草機(jī)器人各結(jié)構(gòu)的可靠性，從而提高產(chǎn)品的性能。在除草機(jī)器人結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中要盡可能保證其元件、組件、零件、部件、整體的可靠性都滿足相應(yīng)的要求，使 機(jī)器人在正常使用的條件下可以長期可靠穩(wěn)定的運(yùn)行。我們可以運(yùn)行可靠性工程對對除草機(jī)器人進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)、可靠性預(yù)測、可靠性試驗(yàn)。運(yùn)用可靠性預(yù)測可以在除草機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初期就了解到機(jī)器人中各零件、部件之間可靠性的相互關(guān)系，從而找出提高整個(gè)設(shè)備的可靠性的有效途徑。

（三）綠色設(shè)計(jì)

隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，人們意識(shí)到綠水青山就是金山銀山，傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)作為重污染行業(yè)從而更應(yīng)該將綠色設(shè)計(jì)融入設(shè)計(jì)理念中。在除草機(jī)器人結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中就應(yīng)該始終貫徹落實(shí)綠色環(huán)保設(shè)計(jì)的理念，將新型設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)高效的融為一體。①提高材料的利用率，原材料是除草機(jī)器人制造過程中的重要成本之一，有效的提高材料單 利用率可以極大的減少單個(gè)除草機(jī)器人的成本。為避免浪費(fèi)可以采用逐步完成零件的加工，將初次加工的邊角料二次加工利用，在保證除草機(jī)器人結(jié)構(gòu)的完整和性能良好的基礎(chǔ)上，將機(jī)械制造工程中產(chǎn)生是污染物數(shù)量降到最低。②優(yōu)化應(yīng)用方式，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，各種各樣性能優(yōu)良 的環(huán)保材料不斷問世。設(shè)計(jì)者可以在保證除草機(jī)器人結(jié)構(gòu)性能優(yōu)良的基礎(chǔ)上引進(jìn)新型環(huán)保材料，從而顯著改善除草機(jī)器人結(jié)構(gòu)的環(huán)保性能。

（四）優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

除草機(jī)器人不同于其他小型家用機(jī)器人，除草機(jī)器人將在農(nóng)田以及其他的野外環(huán)境中工作，除草機(jī)器人外觀結(jié)構(gòu)方面要保證機(jī)器人的各零件之間的緊密配合，除了滿足工作要求之外還應(yīng)該滿足其結(jié)構(gòu)的堅(jiān)實(shí)性。除草機(jī)器人使用環(huán)境多為低洼的山地，所以對機(jī)器人的動(dòng)力要求也很高，電機(jī)應(yīng)該提供相當(dāng)多的動(dòng)力源來供給機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，要通過單片機(jī)來控制轉(zhuǎn)速，來達(dá)到控制動(dòng)力的目的。舵機(jī)的選取也十分關(guān)鍵，它是機(jī)械臂關(guān)節(jié)的重要部件同時(shí)也是機(jī)械臂末端除草執(zhí)行裝置的姿態(tài)改變的動(dòng)力來源。因此要通過調(diào)高電平的占空比來對舵機(jī)的角度進(jìn)行控制。

（五）應(yīng)用新的技術(shù)手段

隨著當(dāng)前機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的不斷提高，一些新的設(shè)計(jì)理念應(yīng)運(yùn)而生。在除草機(jī)器人結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工程中 為了提高設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量的提升，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該時(shí)刻關(guān)注機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的最新技術(shù)手段，除草機(jī)器人結(jié)構(gòu)零件加工中的新制造工藝的應(yīng)用要在設(shè)計(jì)中尤為注意：①除草機(jī)器人設(shè)計(jì)的的工作質(zhì)量、運(yùn)用的新的理念、優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法、從而高效有序的開展設(shè)計(jì)工作。②對于機(jī)器人的設(shè)計(jì)不可以僅僅紙上談兵，在真實(shí)的運(yùn)行結(jié)果與期望的設(shè)計(jì)效果大相徑庭是，我們應(yīng)該積極尋找解決方法。當(dāng)設(shè)計(jì)出來的除草機(jī)器人在現(xiàn)實(shí)生活使用的過程中遇到問題時(shí)應(yīng)當(dāng)找出問題嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治龀霈F(xiàn)問題的原因并積極的解決，是產(chǎn)品的性能趨于完美。

三、結(jié)束語

總而言之，就除草機(jī)器人結(jié)構(gòu)的而言，我們應(yīng)該順應(yīng)時(shí)代潮流的設(shè)計(jì)理念，不斷學(xué)習(xí)不斷創(chuàng)新，對其結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化 使其不斷完善，使中國除草機(jī)器人結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)技術(shù)與世界接軌。