多功能园林机械整机建模设计探析

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摘要：以多功能园林机械整机建模及快速接口设计为研究对象，结合当下多功能园林机械车设计特征、多功能车功能模块建立和多功能机械整机快速接口设计需求，从稳定性、尺寸小结构紧凑、具有良好通过性、机械比模块、清洗模块、工具模块、动力输出模块、承载模块、快速接口液压系统的设计、机械臂快速接口液压缸载荷组成以及计算多个方面进行深入探讨和分析，旨在加强多功能机械整机运作效率，为相关研究提供参考资料。

关键词：多功能园林；机械整机建模；快速接口

随着我国经济飞速发展以及城市建设推进，人们对城市绿化景观需求不断提升，城市绿化化景观成为了文明城市的基本标志。因此，城市绿化景观水平需要不断提升。想要提升城市绿化景观，就要对机械整机进行建模处理，对其快速接口进行深入分析，保证整个社会清洁。

1多功能园林机械车设计特征

1.1稳定性特征

稳定性是指在静态形式，抵抗翻倾和滑移的基本功能，在汽车范围内，用极限倾翻角以及下滑临界角来表示，普通汽车极限倾翻角以及下滑临界角一般不小于25°。但对于多功能车加装机械臂，在伸展期间会不断增加自身不稳定性，所以多功能车静态稳定性一般会比普通汽车静态稳定性要高，能够更好地保证动态工作下自身的稳定性。

1.2尺寸结构紧凑特征

城市交通拥堵是阻碍城市发展的主要因素，所以设计多功能车过程中，不能占据过多道路，避免在正常行驶中出现严重拥堵现象。另外，车体尺寸也要保证自身基本功能基础上进行优化，越小越好，使之发挥其正常功能，实现结构设计紧凑性特点。1.3良好通过性特征同队形是指车辆可以在一定程度上通过路况的基本情况，因为多功能车在实际工作期间，需要对不规则低段进行合理清扫和分析，对其进行严格清洗和修剪工作。因此多功能车自身会存在一定通过性，能够轻松翻过坡度和下马路。

2多功能车功能模块建立

多功能车在实实际工作中的基本功能主要有清扫、除雪、修剪以及回收垃圾等。因此，可以将多功能车模块分为机械臂、吸扫模块、工具和承载等部分。

2.1机械比模块

此模块是多功能的中心内容，多功能车基本作业主要是借助自身机械臂完成的。针对此，可以设计一个六自由度的机械臂，以便完成机械臂各种基本功能。

2.2清洗模块

此模块基本功能是对路面进行合理清扫工作，对周围旁护栏、立柱等进行有效清洗。因此，需要对多功能车以及其他相关作业进行垃圾情路和回收工作设计，这个过程中，涉及的主要工作部位有三个旋转吸扫刷、水箱和垃压箱。

2.3工具模块

此模块是机械臂配置的工具库内容，工具库是存放需要作业工具主要部位。在快速接口体系操作下，依据工作实际需求，对其进行自动更换工作存在，使用工具库中的作业源头实现所有基本任务和工作内容，设计内容主要包括工具架以及多功能车。

2.4动力输出模块

此模块的作用是为整个车体行走以及动力设备提供源源不断的动力和电力，确保多功能车能够有效运行和工作，涉及内容时主要包括车载发动机和油箱。

2.5承载模块

承载模块也就是指多功能车底盘，作用是提升环保价值。使用电动车底盘进行工作工作时，需要在底盘上安装一个加载功能的真实模块。

3多功能机械整机快速接口设计需求以及形式

实际设计中，作业内容、对象、环境以及空间因素会对设计工作产生严重影响，所以需要及时对机器人操作器以及相关装置结构进行更换，保证良好的连接刚度以及整体体积要紧凑，快速实现更换工作，在多功能车快速装置设计工作前期，对接口进行合理设计。第一，保证去具有足够的连接强度，承受末端执行器的重量、动态和静态荷载。第二，基于连接强度基础上，接口设计的重量越轻越好，保证机械臂实际工作中的精准度。第三，要具备可靠的连接保护机构，保证其在失电和失气基础上进行工作，防止接口和作业头分离[4]。第四，确保整体具备足够的位置精度，确保其在换接中能够有效实现连接和释放工作，在实际作业中能够准确进行操作等。第五，快速接口要具备一定动力电线和信号线内容，实现信号线和气路的有效连接，确保快速接口能够快速脱离，实现各个连接端的联接工作。对于多功能车来说，快速接口属于一种大型换接装置系统，并且自身属于移动设备，因此不管是在电源还是室内作业中都要保证一定的输出作用，因此要针对接口进行深入分析和研究，结合快速接口的真实需求，使用微型液压的接口形式，中心内容主要是借助四个小型液压缸，活塞杆等形式，通过活塞杆的运动和收缩运动形式实现接口部位的连接和脱离工作。

3.1快速接口液压系统设计

一般情况下要要依据实际步骤，对液压系统进行设计。需要注意的是，所有工作步骤都要建立在穿插工作基础上，接口设计具体情况如下：第一，明确液压元件基本形式；第二，对其工况进行深入分析和研究，确定系统具体参数；第三，对液压元件进行合理选择；第四，制作工作图，对技术文件进行合理编制工作。

3.2机械臂快速接口液压缸载荷组成以及计算

首先，计算工作载荷Fg。因为液压缸活塞杆在其中起到销杆作用，其自身轴线方向并不受力，因此Fg=0。其次，求导轨摩擦载荷Fgn，多功能车机械臂快接口液压杆导轨属于平导轨形式，因此对于重力来说，要进行最重作业分析，将重力作为杆件能够承受的基本重力，对最重作业进行除雪装置。质量设置为40kg，因为接口使用的是四个微型液压缸，因此在实际作业重量设计中，一定要在四个活塞杆基础上，选择合适的摩擦系数，本设计中选0.1。由于外载荷应用在导轨上压力为零，那么能够得到Ff=u（G+FN）=0.1×100=10N。最后，计算惯性载荷Fa。多功能机械臂快速接口液压杆件比较小，在实际运动中会出现严重惯性，进而可以在实际计算中其忽略不计，也就是将其记为0，因此外载荷FW=Ff+Fa=10N。通过上式，可以分析出活塞杆的外荷载为11N。

4结语

本文针对多功能车进行了分析，对其机械臂等不同部位进行研究，对其接口内容进行合理分析和设计，首先阐述了多功能车的基本特征和价值；其次，对各个部位进行接口设计，对机械臂进行计算和分析，并将将其引入到整体方案设计中，实现机械臂换装工作；最后，对路径有效整合和整车稳定性进行详细分析，使整个汽车具有一定稳定性。

作者:万立军 陈勇 张进 张颖 何志强 单位:浙江亚特电器有限公司