[發明專利]一種基于仿真技術的農機設計方法

在審

• 申請號: 201510235764.3
• 申請日: 2015-05-11
• 公開（公告）號: CN104794309A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 官宗粦;敖珊
• 申請（專利權）人: 寧波道和工業設計有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種農機設計方法，尤其涉及一種基于仿真技術的農機設計方法。

背景技術

農用機械的使用和發展大大提高了農業勞動生產率，提升了農業的綜合生產能力，實現了傳統手工農業向現代機械化農業的轉變。傳統的農機設計方法是先由設計人員繪制二維工程圖，再由生產人員根據二維工程圖進行加工生產，這一過程不僅容易導致設計信息的傳遞失誤，還容易導致廢品的產生，產品預見性差，研發周期也比較長，不能快速響應市場需求，并且在樣機零件加工完成后還需要進行裝配和性能試驗，對裝配要求高，勞動強度大，此外，在最終樣機確定前，往往需要多次反復進行設計、加工和測試，研發成本高。

虛擬維修系統以虛擬現實技術為基礎，以計算機及其相應的硬件設備為實驗手段，能夠為復雜設備的設計建立一個“實裝”、“實地”和“實時”的仿真環境，可以為大型機械設備提供低成本、低風險、見效快的設計平臺，也便于經銷商多角度、全方位了解設備。然而，目前我國的仿真技術廣泛應用于航天航空、汽車等高科技領域，在農用機械上的應用還不深入。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種能夠提高研發效率，降低能源消耗，提高加工精度，節約制造成本的農機設計方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種基于仿真技術的農機設計方法，包括如下步驟：

（1）總體布局：對農機設備進行分析、設計和初步的總體布局；

（2）三維建模：利用計算機將農機設備的各個零部件分別進行三維建模，得到三維零件模型；

（3）建立仿真環境：將步驟（2）得到的三維零件模型導入虛擬仿真環境中，增加三維零件模型的物理屬性、動力學、運動學條件，實現設計人員與虛擬仿真環境的交互；

（4）虛擬裝配：設計人員通過外設硬件設備與虛擬仿真環境進行交互，按照各個零部件的結構、形狀、尺寸以及各個零部件之間的位置關系、裝配關系將步驟（3）得到的三維零件模型進行虛擬裝配，得到虛擬產品模型；

（5）模型檢測、修改：檢查步驟（4）得到的虛擬產品模型中各個三維零件模型之間的裝配關系是否符合設計要求，如果符合設計要求，則形成仿真樣機；如果不符合或者不完全符合設計要求，則針對不符合設計要求的三維零件模型進行修改，重新執行三維建模、建立仿真環境和虛擬裝配步驟，直至完全符合設計要求，形成仿真樣機；

（6）仿真運行試驗：通過外設硬件設備對步驟（5）得到的仿真樣機進行仿真運行試驗，若試驗結果滿足使用要求則保存仿真樣機模型，若試驗結果不滿足或不完全滿足使用要求，則根據試驗結果進行三維零件模型的修正，重新執行三維建模、建立仿真環境、虛擬裝配和模型檢測、修改步驟；

（7）生產裝配：按照仿真樣機中的三維零件模型和虛擬裝配關系進行零件加工和裝配，最終得到農機產品。

優選地，所述農機產品為聯合收割機、拖拉機、插秧機、播種機、脫粒機或除草機。

優選地，所述步驟（2）中的三維建模是在CAD軟件平臺或Solid?Works軟件平臺上進行。

優選地，所述步驟（4）中的虛擬裝配關系包括定位關系、聯動關系和運動關系。

優選地，所述步驟（5）中的模型檢測包括靜態干涉檢測和運動干涉檢測。

優選地，所述步驟（4）和（6）中的外設硬件設備包括數據手套、頭盔顯示器、三維聲音裝置和投影設備，用戶通過數據手套進行裝配和運行操作，頭盔顯示器、三維聲音裝置和投影設備為用戶提供動態的仿真環境。

本發明的有益效果如下：

（1）本發明采用仿真技術進行農機設計，在虛擬狀態下完成產品的設計、檢測、試驗和修改，最終導入最優化模塊，避免了中間樣機的制造過程，在短時間內完成設計方案，提高了設計效率。

（2）相對于傳統的以二維工程圖作為制造依據，基于仿真技術的農機設計方法是以仿真樣機作為制造依據，能夠實現精確設計，極大限度地降低了廢品率的產生，節約了設計成本。

（3）設計人員通過外設硬件設備在仿真環境中進行裝配和運行操作，可以直觀地感受樣機的幾何形狀和各個零部件之間的裝配關系，降低了勞動強度，最終產品預見程度高。

具體實施方式：

下面結合具體實施例對本發明作進一步介紹。

實施例1

一種基于仿真技術的農機設計方法，包括如下步驟：

（1）總體布局：對農機設備進行分析、設計和初步的總體布局；所述農機產品為聯合收割機、拖拉機、插秧機、播種機、脫粒機或除草機；