【摘 要】
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随着我国人民生活水平的日益提高,畜牧产品日益增加的需求同落后的生产供应间的矛盾逐步凸显。饲料作为畜牧产业的基础原料,其生产质量对能否产出优质产品具有关键影响。然而受传统筛分机械单自由度筛分限制,饲料颗粒筛分效率较低,如何设计一种高效的饲料筛分机械成为该领域的一大难题。为提高传统单自由度饲料筛分机的筛分效率,本文提出一种新型弱耦合2-PRRU+PRR型并联饲料筛分机,并就该机构的运动学及筛分特性展开
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随着我国人民生活水平的日益提高,畜牧产品日益增加的需求同落后的生产供应间的矛盾逐步凸显。饲料作为畜牧产业的基础原料,其生产质量对能否产出优质产品具有关键影响。然而受传统筛分机械单自由度筛分限制,饲料颗粒筛分效率较低,如何设计一种高效的饲料筛分机械成为该领域的一大难题。为提高传统单自由度饲料筛分机的筛分效率,本文提出一种新型弱耦合2-PRRU+PRR型并联饲料筛分机,并就该机构的运动学及筛分特性展开研究,所做主要工作如下:1、确定筛网运动形式。以筛网的筛分运动形式为研究对象,通过EDEM仿真得到筛网单自由度、两自由度和三自由度运动形式下饲料的筛分效率,以筛分效率为评价指标,优选筛网的筛分运动形式为（x,y,y）。2、确定主体并联机构。为使筛网输出指定运动形式,根据机构拓扑学理论提出三种主体并联机构,通过对比各机构自由度、驱动副数和耦合度,优选2-PRRU+PRR型并联机构作为饲料筛分机的主体并联机构。3、主体并联机构的运动学分析。以2-PRRU+PRR型主体并联机构为研究对象,通过解析法进行位置分析,并使用Matlab仿真验证位置分析的正确性。通过Jacobian判据分析机构控制解耦特性及奇异位形。使用Adams仿真绘制机构速度与加速度曲线图,仿真结果表明所建运动学模型正确,2-PRRU+PRR主体并联机构的运动学特性有利于饲料的筛分。4、主体并联机构可达工作空间的绘制及其优化。以2-PRRU+PRR型主体并联机构为研究对象,基于运动学正解初步建立机构可达工作空间,并以空间点集数量为优化目标,使用量子粒子群算法进行优化;优化后空间点集数量扩大24倍,机构工作空间得到扩展。5、并联饲料筛分样机试验。以2-PRRU+PRR型并联饲料筛分机为研究对象,完成样机的设计及加工装配。使用正交试验法完成6因素4水平试验方案的设计工作,并通过EDEM仿真及试验确定最优试验方案。基于最优试验方案,研究该型并联饲料筛分机的筛分效率及其影响因素。试验及仿真结果表明2-PRRU+PRR型并联饲料筛分机输出的三自由度筛分运动其筛分效率远高于单自由度筛分运动的筛分效率,通过增加筛网运动自由度以提高饲料筛分效率的方案可行;在最优试验方案因素水平下,饲料的筛分效率随x向移动频率,y向移动频率及x向移动振幅的增加先增后减,随y向移动振幅与y向转动振幅的增大而减小,随z向移动频率的增大而增大。
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