橡胶作为工业设备和生活用品的制造原料,在工业生产、医疗卫生和日常生活中起着举足轻重的作用,对国家经济发展也有着重要的意义。根据国家采胶标准以及橡胶树割胶要求,本文研制了一种快速、简便、可代替人工的全自动橡胶割胶机,采用螺旋割胶轨迹和柔性导向切割的仿形驱动机构,实现机械割胶工作面的精准定位、运动自动控制、树干径向形态仿形切割等功能。本文对提高割胶效率,降低人力成本,增加效益具有重要意义,从而推动割胶由劳动密集型向技术密集型转变。本文主要内容如下:第一,选取橡胶树干直径在200mm~300mm范围内作为研究对象,分析胶林树木生长特征并采集橡胶树树表特征。采用数据统计分析等方法,找出拟合线范围,为后续设计一种能快速、稳定安装在橡胶树采胶区域的定位机构提供理论依据。第二,利用力学传感器采集人工传统割胶刀下切割不同耗皮量的切割力,确定割胶运动中所需的驱动力,结合人工割出的采胶标准线,有效地实现割胶运动。用已有橡胶树干割胶区域内径向几何形态作为仿形靠模,实现采胶轨迹线的仿形运动,对于割胶径向限位和控制耗皮厚度具有较好的柔性调节能力,并有效实现了刀片切割的切割要求,从而保护树干层组织。第三,基于CATIA,ADMAS,ANSYS等软件设计平台,完成了割胶机构的三维建模设计、关键结构力学分析以及运动仿真分析,提高了割胶机相关机构性能、改善了割胶驱动模式,完成了本割胶机控制系统的硬件电路与控制程序设计。第四,对橡胶割胶机切割螺旋运动进行了试验分析及影响机理研究。通过割胶仿形运动,完成橡胶切割面特征及割胶皮形态的分析,以及不同切割速度与割面特征变化的特点,从而验证本橡胶割胶机系统设计的合理性。