[發(fā)明專利]一種山地果園運(yùn)送車的自裝卸裝置及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法

在審

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• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105691272A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳偉斌;洪添勝;朱余清;宋淑然;李震;杜俊毅;游展輝;余耀烽;馮運(yùn)琳;朱高偉;姬興;李易能;李志鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B60P1/16
• 分類號: B60P1/16;B60P1/28;G06F17/50
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 付茵茵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械中自裝卸裝置設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體是一種山地果園運(yùn)送車的自裝卸裝置及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

雖然自裝卸裝置在民用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但與其裝配的運(yùn)輸車往往體積較大，如常用的順裝式運(yùn)輸車和側(cè)裝式運(yùn)輸車，它們的貨物箱載重往往在2t以上，其適用路況也多為地勢平坦的水泥路面。

對于水果多產(chǎn)的北緯20°～40°亞熱帶地區(qū)，我國多為丘陵地帶。這會(huì)導(dǎo)致常規(guī)的山地運(yùn)輸車很難適應(yīng)這一路況。特別在農(nóng)村地區(qū)，由于年輕勞動(dòng)力的流失，人口類型多以老年人為主。勞動(dòng)力在變得稀缺的同時(shí)，成本也在不斷上升，因此，研發(fā)更加自動(dòng)化、可在山地環(huán)境進(jìn)行自裝卸的山地果園運(yùn)送車變得具有實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是：提供一種結(jié)構(gòu)簡單且可適用于山地的山地果園運(yùn)送車的自裝卸裝置。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是：提供一種保障自裝卸裝置正常運(yùn)行的山地果園運(yùn)送車的自裝卸裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種山地果園運(yùn)送車的自裝卸裝置，包括：拉臂、油缸、副車架和貨物箱；副車架固定在運(yùn)送車上；在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的拉臂包括在豎直平面內(nèi)相互成“7”字形的第一直臂和第二直臂；第一直臂的端部與副車架轉(zhuǎn)動(dòng)式連接，第二直臂的端部與貨物箱的前端轉(zhuǎn)動(dòng)式連接；驅(qū)動(dòng)拉臂轉(zhuǎn)動(dòng)的油缸的一端與副車架轉(zhuǎn)動(dòng)式連接，油缸的另一端與第一直臂的中間段轉(zhuǎn)動(dòng)式連接；初始狀態(tài)時(shí)，貨物箱放置在副車架上；拉臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，貨物箱沿著副車架向后平移，隨后貨物箱傾斜的落到地面上，最后貨物箱在地面上向后平移，直到貨物箱完全落到地面上。

作為一種優(yōu)選，副車架包括：框體、固定板、橫梁、橫向安裝桿；固定板固定在框體的兩側(cè)，副車架通過固定板安裝在運(yùn)送車上；安裝拉臂的橫梁和安裝油缸的橫向安裝桿均位于框體內(nèi)，且橫向安裝桿位于橫梁的前方。

作為一種優(yōu)選，油缸有兩個(gè)，以拉臂為中心左右對稱設(shè)置；第一直臂的左右兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)圓柱銷，油缸的端部與圓柱銷相接。

作為一種優(yōu)選，第二直臂的端部設(shè)有掛鉤，貨物箱的前端設(shè)有拉把，拉把卡在掛鉤中。

作為一種優(yōu)選，貨物箱的底部裝有供貨物箱滑動(dòng)的滑輪。

一種山地果園運(yùn)送車的自裝卸裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，包括如下步驟：(1)用三維軟件建立運(yùn)送車和自裝卸裝置的三維模型，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析確定自裝卸裝置能否運(yùn)動(dòng)；(2)對自裝卸裝置進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，得出在不同情況下受力大小與拉臂旋轉(zhuǎn)角度之間的關(guān)系，根據(jù)結(jié)果對自裝卸裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化；(3)對自裝卸裝置進(jìn)行局部應(yīng)力分析，獲得拉臂在實(shí)際工作過程中的受力情況，每種危險(xiǎn)工況時(shí)所受最大應(yīng)力的大小及位置，并根據(jù)結(jié)果對拉臂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

作為一種優(yōu)選，步驟(1)采用CATIA軟件，步驟(2)采用ADAMS軟件，步驟(3)采用ANSYS軟件；利用CATIA軟件建立自裝卸裝置模型，以此作為模板導(dǎo)入ADAMS和ANSYS軟件中。

作為一種優(yōu)選，步驟(2)中，貨物箱的運(yùn)動(dòng)過程分為兩個(gè)過程，過程一為貨物箱在副車架上滑動(dòng)，到接觸地面之前，過程二為貨物箱剛開始接觸地面到停止運(yùn)動(dòng)；通過ADAMS進(jìn)行仿真，得到拉臂的受力曲線。

作為一種優(yōu)選，步驟(3)中，利用ANSYS軟件，通過對拉臂進(jìn)行建立模型、材料選取、有限元模型簡化和施加邊界約束條件，從而對拉臂進(jìn)行應(yīng)力分析。

作為一種優(yōu)選，步驟(2)具體為：對自裝卸裝置進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，根據(jù)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，將貨物箱的運(yùn)動(dòng)分為兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，得出在不同坡度的情況下，拉臂主要受力處所受到的力與拉臂旋轉(zhuǎn)角度之間的關(guān)系；通過對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出拉臂不同受力處在第一個(gè)運(yùn)動(dòng)過程和第二個(gè)運(yùn)動(dòng)過程工況時(shí)所受的力，為拉臂的有限元分析提供載荷依據(jù)。

作為一種優(yōu)選，步驟(2)中，在實(shí)際中，模型往往局部形狀復(fù)雜，支撐邊界不規(guī)則，形狀變化多端，受多種復(fù)雜的載荷工況。如不進(jìn)行簡化，則需考慮很多細(xì)小變化的情況，往往給仿真帶來很多麻煩，甚至影響仿真的成功，因此將對分析影響較小且相互之間固連的自裝卸裝置的零部件看成一個(gè)整體，零部件的質(zhì)量參數(shù)和位置參數(shù)均采用CATIA提供的相關(guān)系數(shù)。

本發(fā)明的原理是：

通過油缸驅(qū)動(dòng)拉臂轉(zhuǎn)動(dòng)，拉臂帶動(dòng)貨物箱先在副車架上向后平移，再從副車架落到地面，最后在地面向后平移同時(shí)調(diào)整貨物箱的斜度，直至貨物箱平放在地面上。拉臂設(shè)計(jì)成“7”字形，初始狀態(tài)可位于貨物箱的前方和下方，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可帶動(dòng)貨物箱的順利動(dòng)作。