1、甘蔗裝載機(jī)是甘蔗生產(chǎn)及加工過程中的一種重要機(jī)械,在甘蔗生產(chǎn)中,甘蔗收割后的裝車運輸是一項勞動強(qiáng)度大且工作條件十分艱苦的工作。廣西是國內(nèi)最大的甘蔗種植地以及蔗糖生產(chǎn)基地,廣西地區(qū)地貌復(fù)雜,丘陵環(huán)繞,蔗農(nóng)多將甘蔗種植在丘陵,每戶的甘蔗產(chǎn)量低,傳統(tǒng)大型柴油動力的液壓驅(qū)動式甘蔗裝載機(jī)難以推廣。
　　變胞機(jī)構(gòu)是一類具有多階段性功能變化、多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化、多自由度變化的新型機(jī)構(gòu),尤其適應(yīng)于不同工作階段完成不同工作任務(wù)等要求,由于其具有自適應(yīng)性和

2、可重構(gòu)性等優(yōu)點,這一概念自提出以來,一直是國內(nèi)外機(jī)構(gòu)學(xué)界的研究熱點,有關(guān)研究工作及成果多集中在理論研究,可供工程實際應(yīng)用的具體機(jī)構(gòu)構(gòu)型研究較少。
　　針對以上所述各問題,本文將多自由度可控機(jī)構(gòu)理論及變胞機(jī)構(gòu)理論引入甘蔗裝載機(jī)設(shè)計過程,研究面向任務(wù)的變胞機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計方法,對人力驅(qū)動式甘蔗裝載機(jī)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計,展開了以下工作:
　　(1)面向具體任務(wù),應(yīng)用多自由度可控機(jī)構(gòu)理論,設(shè)計出一種人力驅(qū)動甘蔗裝載機(jī),運用運動鏈再生法和胚圖插

3、點法相結(jié)合的方法對完成設(shè)計的甘蔗裝載機(jī)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計,得到51種人力驅(qū)動甘蔗裝載機(jī)的新構(gòu)型,為機(jī)構(gòu)選型及后續(xù)設(shè)計工作提供基礎(chǔ)。
　　(2)面向任務(wù),應(yīng)用變胞機(jī)構(gòu)理論,設(shè)計出一種具有變胞功能的人力驅(qū)動甘蔗裝載機(jī),運用鄰接矩陣和拓?fù)鋱D描述各工作階段機(jī)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化,分析其工作原理和構(gòu)態(tài)轉(zhuǎn)化特點,再根據(jù)變胞機(jī)構(gòu)基因建模理論,對各自工作階段構(gòu)型單元進(jìn)行進(jìn)化計算,得到變胞源機(jī)構(gòu)基因模型,進(jìn)而分析該機(jī)構(gòu)變胞進(jìn)化生長過程,以及不同工作階段構(gòu)態(tài)

4、演化特點,為進(jìn)一步的設(shè)計和分析工作提供基礎(chǔ)。
　　(3)對所設(shè)計的人力驅(qū)動甘蔗裝載機(jī)建立了運動學(xué)模型,運用閉環(huán)矢量法建立約束方程,求解機(jī)構(gòu)運動學(xué)正、逆解,然后通過虛擬樣機(jī)模型進(jìn)行運動學(xué)仿真,再用數(shù)學(xué)模型與仿真結(jié)果綜合分析人力驅(qū)動甘蔗裝載機(jī)的運動規(guī)律。
　　(4)對所設(shè)計的具有變胞功能的人力驅(qū)動甘蔗裝載機(jī)建立了運動學(xué)模型,運用Huston低序體陣列與齊次變換矩陣結(jié)合的方法進(jìn)行了運動學(xué)求解,針對具有變胞功能的可控機(jī)構(gòu)的特性,以及