多功能園林機(jī)械整機(jī)建模設(shè)計探析

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摘要：以多功能園林機(jī)械整機(jī)建模及快速接口設(shè)計為研究對象，結(jié)合當(dāng)下多功能園林機(jī)械車設(shè)計特征、多功能車功能模塊建立和多功能機(jī)械整機(jī)快速接口設(shè)計需求，從穩(wěn)定性、尺寸小結(jié)構(gòu)緊湊、具有良好通過性、機(jī)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(shè)計、機(jī)械臂快速接口液壓缸載荷組成以及計算多個方面進(jìn)行深入探討和分析，旨在加強(qiáng)多功能機(jī)械整機(jī)運(yùn)作效率，為相關(guān)研究提供參考資料。

關(guān)鍵詞：多功能園林；機(jī)械整機(jī)建模；快速接口

隨著我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展以及城市建設(shè)推進(jìn)，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(biāo)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(jī)械整機(jī)進(jìn)行建模處理，對其快速接口進(jìn)行深入分析，保證整個社會清潔。

1多功能園林機(jī)械車設(shè)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(nèi)，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(jī)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(jié)構(gòu)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(shè)計多功能車過程中，不能占據(jù)過多道路，避免在正常行駛中出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)矶卢F(xiàn)象。另外，車體尺寸也要保證自身基本功能基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，越小越好，使之發(fā)揮其正常功能，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊性特點(diǎn)。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(jìn)行合理清掃和分析，對其進(jìn)行嚴(yán)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(jī)械臂、吸掃模塊、工具和承載等部分。

2.1機(jī)械比模塊

此模塊是多功能的中心內(nèi)容，多功能車基本作業(yè)主要是借助自身機(jī)械臂完成的。針對此，可以設(shè)計一個六自由度的機(jī)械臂，以便完成機(jī)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(jìn)行合理清掃工作，對周圍旁護(hù)欄、立柱等進(jìn)行有效清洗。因此，需要對多功能車以及其他相關(guān)作業(yè)進(jìn)行垃圾情路和回收工作設(shè)計，這個過程中，涉及的主要工作部位有三個旋轉(zhuǎn)吸掃刷、水箱和垃壓箱。

2.3工具模塊

此模塊是機(jī)械臂配置的工具庫內(nèi)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(jù)工作實際需求，對其進(jìn)行自動更換工作存在，使用工具庫中的作業(yè)源頭實現(xiàn)所有基本任務(wù)和工作內(nèi)容，設(shè)計內(nèi)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(shè)備提供源源不斷的動力和電力，確保多功能車能夠有效運(yùn)行和工作，涉及內(nèi)容時主要包括車載發(fā)動機(jī)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(jìn)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(jī)械整機(jī)快速接口設(shè)計需求以及形式

實際設(shè)計中，作業(yè)內(nèi)容、對象、環(huán)境以及空間因素會對設(shè)計工作產(chǎn)生嚴(yán)重影響，所以需要及時對機(jī)器人操作器以及相關(guān)裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)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(xiàn)更換工作，在多功能車快速裝置設(shè)計工作前期，對接口進(jìn)行合理設(shè)計。第一，保證去具有足夠的連接強(qiáng)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(qiáng)度基礎(chǔ)上，接口設(shè)計的重量越輕越好，保證機(jī)械臂實際工作中的精準(zhǔn)度。第三，要具備可靠的連接保護(hù)機(jī)構(gòu)，保證其在失電和失氣基礎(chǔ)上進(jìn)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(xiàn)連接和釋放工作，在實際作業(yè)中能夠準(zhǔn)確進(jìn)行操作等。第五，快速接口要具備一定動力電線和信號線內(nèi)容，實現(xiàn)信號線和氣路的有效連接，確?？焖俳涌谀軌蚩焖倜撾x，實現(xiàn)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(shè)備，因此不管是在電源還是室內(nèi)作業(yè)中都要保證一定的輸出作用，因此要針對接口進(jìn)行深入分析和研究，結(jié)合快速接口的真實需求，使用微型液壓的接口形式，中心內(nèi)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(yùn)動和收縮運(yùn)動形式實現(xiàn)接口部位的連接和脫離工作。

3.1快速接口液壓系統(tǒng)設(shè)計

一般情況下要要依據(jù)實際步驟，對液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。需要注意的是，所有工作步驟都要建立在穿插工作基礎(chǔ)上，接口設(shè)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(jìn)行深入分析和研究，確定系統(tǒng)具體參數(shù)；第三，對液壓元件進(jìn)行合理選擇；第四，制作工作圖，對技術(shù)文件進(jìn)行合理編制工作。

3.2機(jī)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(dǎo)軌摩擦載荷Fgn，多功能車機(jī)械臂快接口液壓桿導(dǎo)軌屬于平導(dǎo)軌形式，因此對于重力來說，要進(jìn)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(jìn)行除雪裝置。質(zhì)量設(shè)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(shè)計中，一定要在四個活塞桿基礎(chǔ)上，選擇合適的摩擦系數(shù)，本設(shè)計中選0.1。由于外載荷應(yīng)用在導(dǎo)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(jī)械臂快速接口液壓桿件比較小，在實際運(yùn)動中會出現(xiàn)嚴(yán)重慣性，進(jìn)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(jié)語

本文針對多功能車進(jìn)行了分析，對其機(jī)械臂等不同部位進(jìn)行研究，對其接口內(nèi)容進(jìn)行合理分析和設(shè)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(jìn)行接口設(shè)計，對機(jī)械臂進(jìn)行計算和分析，并將將其引入到整體方案設(shè)計中，實現(xiàn)機(jī)械臂換裝工作；最后，對路徑有效整合和整車穩(wěn)定性進(jìn)行詳細(xì)分析，使整個汽車具有一定穩(wěn)定性。

作者:萬立軍 陳勇 張進(jìn) 張穎 何志強(qiáng) 單位:浙江亞特電器有限公司