多功能園林機械整機建模設計探析

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摘要：以多功能園林機械整機建模及快速接口設計為研究對象，結合當下多功能園林機械車設計特征、多功能車功能模塊建立和多功能機械整機快速接口設計需求，從穩(wěn)定性、尺寸小結構緊湊、具有良好通過性、機械比模塊、清洗模塊、工具模塊、動力輸出模塊、承載模塊、快速接口液壓系統(tǒng)的設計、機械臂快速接口液壓缸載荷組成以及計算多個方面進行深入探討和分析，旨在加強多功能機械整機運作效率，為相關研究提供參考資料。

關鍵詞：多功能園林；機械整機建模；快速接口

隨著我國經濟飛速發(fā)展以及城市建設推進，人們對城市綠化景觀需求不斷提升，城市綠化化景觀成為了文明城市的基本標志。因此，城市綠化景觀水平需要不斷提升。想要提升城市綠化景觀，就要對機械整機進行建模處理，對其快速接口進行深入分析，保證整個社會清潔。

1多功能園林機械車設計特征

1.1穩(wěn)定性特征

穩(wěn)定性是指在靜態(tài)形式，抵抗翻傾和滑移的基本功能，在汽車范圍內，用極限傾翻角以及下滑臨界角來表示，普通汽車極限傾翻角以及下滑臨界角一般不小于25°。但對于多功能車加裝機械臂，在伸展期間會不斷增加自身不穩(wěn)定性，所以多功能車靜態(tài)穩(wěn)定性一般會比普通汽車靜態(tài)穩(wěn)定性要高，能夠更好地保證動態(tài)工作下自身的穩(wěn)定性。

1.2尺寸結構緊湊特征

城市交通擁堵是阻礙城市發(fā)展的主要因素，所以設計多功能車過程中，不能占據過多道路，避免在正常行駛中出現嚴重擁堵現象。另外，車體尺寸也要保證自身基本功能基礎上進行優(yōu)化，越小越好，使之發(fā)揮其正常功能，實現結構設計緊湊性特點。1.3良好通過性特征同隊形是指車輛可以在一定程度上通過路況的基本情況，因為多功能車在實際工作期間，需要對不規(guī)則低段進行合理清掃和分析，對其進行嚴格清洗和修剪工作。因此多功能車自身會存在一定通過性，能夠輕松翻過坡度和下馬路。

2多功能車功能模塊建立

多功能車在實實際工作中的基本功能主要有清掃、除雪、修剪以及回收垃圾等。因此，可以將多功能車模塊分為機械臂、吸掃模塊、工具和承載等部分。

2.1機械比模塊

此模塊是多功能的中心內容，多功能車基本作業(yè)主要是借助自身機械臂完成的。針對此，可以設計一個六自由度的機械臂，以便完成機械臂各種基本功能。

2.2清洗模塊

此模塊基本功能是對路面進行合理清掃工作，對周圍旁護欄、立柱等進行有效清洗。因此，需要對多功能車以及其他相關作業(yè)進行垃圾情路和回收工作設計，這個過程中，涉及的主要工作部位有三個旋轉吸掃刷、水箱和垃壓箱。

2.3工具模塊

此模塊是機械臂配置的工具庫內容，工具庫是存放需要作業(yè)工具主要部位。在快速接口體系操作下，依據工作實際需求，對其進行自動更換工作存在，使用工具庫中的作業(yè)源頭實現所有基本任務和工作內容，設計內容主要包括工具架以及多功能車。

2.4動力輸出模塊

此模塊的作用是為整個車體行走以及動力設備提供源源不斷的動力和電力，確保多功能車能夠有效運行和工作，涉及內容時主要包括車載發(fā)動機和油箱。

2.5承載模塊

承載模塊也就是指多功能車底盤，作用是提升環(huán)保價值。使用電動車底盤進行工作工作時，需要在底盤上安裝一個加載功能的真實模塊。

3多功能機械整機快速接口設計需求以及形式

實際設計中，作業(yè)內容、對象、環(huán)境以及空間因素會對設計工作產生嚴重影響，所以需要及時對機器人操作器以及相關裝置結構進行更換，保證良好的連接剛度以及整體體積要緊湊，快速實現更換工作，在多功能車快速裝置設計工作前期，對接口進行合理設計。第一，保證去具有足夠的連接強度，承受末端執(zhí)行器的重量、動態(tài)和靜態(tài)荷載。第二，基于連接強度基礎上，接口設計的重量越輕越好，保證機械臂實際工作中的精準度。第三，要具備可靠的連接保護機構，保證其在失電和失氣基礎上進行工作，防止接口和作業(yè)頭分離[4]。第四，確保整體具備足夠的位置精度，確保其在換接中能夠有效實現連接和釋放工作，在實際作業(yè)中能夠準確進行操作等。第五，快速接口要具備一定動力電線和信號線內容，實現信號線和氣路的有效連接，確保快速接口能夠快速脫離，實現各個連接端的聯(lián)接工作。對于多功能車來說，快速接口屬于一種大型換接裝置系統(tǒng)，并且自身屬于移動設備，因此不管是在電源還是室內作業(yè)中都要保證一定的輸出作用，因此要針對接口進行深入分析和研究，結合快速接口的真實需求，使用微型液壓的接口形式，中心內容主要是借助四個小型液壓缸，活塞桿等形式，通過活塞桿的運動和收縮運動形式實現接口部位的連接和脫離工作。

3.1快速接口液壓系統(tǒng)設計

一般情況下要要依據實際步驟，對液壓系統(tǒng)進行設計。需要注意的是，所有工作步驟都要建立在穿插工作基礎上，接口設計具體情況如下：第一，明確液壓元件基本形式；第二，對其工況進行深入分析和研究，確定系統(tǒng)具體參數；第三，對液壓元件進行合理選擇；第四，制作工作圖，對技術文件進行合理編制工作。

3.2機械臂快速接口液壓缸載荷組成以及計算

首先，計算工作載荷Fg。因為液壓缸活塞桿在其中起到銷桿作用，其自身軸線方向并不受力，因此Fg=0。其次，求導軌摩擦載荷Fgn，多功能車機械臂快接口液壓桿導軌屬于平導軌形式，因此對于重力來說，要進行最重作業(yè)分析，將重力作為桿件能夠承受的基本重力，對最重作業(yè)進行除雪裝置。質量設置為40kg，因為接口使用的是四個微型液壓缸，因此在實際作業(yè)重量設計中，一定要在四個活塞桿基礎上，選擇合適的摩擦系數，本設計中選0.1。由于外載荷應用在導軌上壓力為零，那么能夠得到Ff=u（G+FN）=0.1×100=10N。最后，計算慣性載荷Fa。多功能機械臂快速接口液壓桿件比較小，在實際運動中會出現嚴重慣性，進而可以在實際計算中其忽略不計，也就是將其記為0，因此外載荷FW=Ff+Fa=10N。通過上式，可以分析出活塞桿的外荷載為11N。

4結語

本文針對多功能車進行了分析，對其機械臂等不同部位進行研究，對其接口內容進行合理分析和設計，首先闡述了多功能車的基本特征和價值；其次，對各個部位進行接口設計，對機械臂進行計算和分析，并將將其引入到整體方案設計中，實現機械臂換裝工作；最后，對路徑有效整合和整車穩(wěn)定性進行詳細分析，使整個汽車具有一定穩(wěn)定性。

作者:萬立軍 陳勇 張進 張穎 何志強 單位:浙江亞特電器有限公司