水田平地机刚柔耦合多体动力学建模及验证

• 作者: 冯荣 宋俊文 涂海 赵祚喜
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 农业机械 机械化 模型 水田平地机 多体动力学 建模 刚柔耦合 高速相机
• 年，卷（期）: 2017,（19）
• 所属期刊栏目: 农业装备工程与机械化
• 页码范围: 27-33
• 页数: 7页
• 分类号: S222.51
• 字数: 5403字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2017.19.004

摘要

针对将水田平地机视为纯刚体多体结构不能反映其实际动力学特性,且机械系统动力学计算机仿真结果难以有效验证手段.该文提出刚柔耦合的平地机多体动力学模型及一种基于高速相机的模型运动学参数验证方法.其特点是结构与力学分析来对物理对体系统进行动力学建模,再通过计算机软件实现仿真,及非接触式的刚体质心与其姿态角的动态确定方法.从水田平地机机械结构、工作原理与实践结果出发,将平地机作业时变形较大杆件平行连杆作为柔性体,建立其多体机械系统的刚柔部件与运动副约束,即确定其动力学模型,以调平系统动力学部分为例借助多体动力学建模软件MapleSim对模型进行仿真,得到典型动态激励作用下的平地铲质心位置点的三维坐标与平地铲的姿态角;然后在实际激励信号作用下利用高速相机及其图像分析软件TEMA测得平地铲表面不在同一直线上的3个目标点的三维坐标,基于这些点的坐标求解平地铲质心位置与姿态角度作为测量结果,与仿真结果对比实现模型验证.验证结果表明:平地铲仿真结果与实际测量结果运动规律基本一致,平地铲质心位置误差最大误差约为10 cm.验证平地机建模方法可行性,该文提出的结构与理论分析建模-计算机仿真-基于图像分析的运动参数测量实现模型验证的机械系统设计方法对农机作业机械动力学建模与验证具有普遍适用性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	赵祚喜	华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室	67	1164	17.0	32.0
5	涂海	华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室	1	2	1.0	1.0
6	冯荣	华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室	3	2	1.0	1.0
7	宋俊文	华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室	1	2	1.0	1.0