基于概念设计的喷雾机器人研究

论文摘要

概念设计在产品全生命周期开发过程中的重要地位和作用,愈来愈受到人们的普遍重视。提升产品性能,提高产品质量,降低成本和提高企业竞争力离不开概念设计。它是产品设计中最体现人类智能的,决定方案优劣的阶段,被认为是产品创新中最为关键的技术。因此,研究产品概念设计方法具有重要的意义。本文首先对产品概念设计内容进行了分析,给出了产品概念设计过程模型,并对产品概念设计过程模型中的各个阶段进行了研究,给出了各个阶段的具体设计方法。最后通过自走式喷雾机器人方案设计对提出的概念设计过程模型进行了引证。机器人属典型的机电一体化产品,自走式喷雾机器人其系统更显复杂。本文根据喷雾机器人的总体技术、性能和设计要求,将产品概念设计的基本理论及基本方法,应用于自走式喷雾机器人的方案设计中。首先将喷雾机器人基本作业要求抽象为喷雾机器人所具有的总功能,并对总功能应用功能树方式进行了分功能分解,得到了组成总功能的功能元,建立了喷雾和行走设计方案的功能结构图,完成喷雾机器人概念设计的过程模型;然后通过对喷雾机器人的行走和喷雾部分的分析,求得各功能元的解,并应用形态学矩阵求得喷雾机器人的原理方案,根据功能解的相容性及匹配性,粗选若干个相对较好的系统原理解方案;最后根据技术一经济综合评价方法及喷雾机器人喷雾、行驶系统的设计要求,在考虑可靠性、通用性等许多因素的基础上提出了各项技术—经济综合评价指标,对粗选的原理解方案进行综合评价,获得了较好的喷雾机器人总体设计方案。实现总体设计结构方案和检测控制系统方案的最优化,并据此方案完成喷雾机器人的结构设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 喷雾机械的研究现状及发展趋势
• 1.2.1 喷雾机械的研究现状
• 1.2.2 喷雾机械的发展趋势
• 1.3 机械产品概念设计的研究现状
• 1.3.1 国外概念设计的研究动态
• 1.3.2 国内概念设计的研究动态
• 1.4 本课题研究的主要内容
• 第二章 产品概念设计过程模型
• 2.1 概念设计内涵
• 2.2 产品概念设计原理
• 2.2.1 需求设计
• 2.2.2 功能设计
• 2.2.3 原理设计
• 2.2.4 构形设计
• 2.3 产品概念设计基本特征
• 2.4 产品概念设计过程模型
• 2.4.1 产品设计过程分析
• 2.4.2 产品概念设计过程分析
• 第三章 喷雾机器人的概念设计
• 3.1 喷雾机器人概念设计准则
• 3.2 喷雾机器人设计的内容和方法
• 3.2.1 系统分析
• 3.2.2 总体概念设计
• 3.3 功能分析
• 3.3.1 总功能
• 3.3.2 分功能
• 3.3.3 功能结构
• 3.4 原理方案解
• 第四章 喷雾机器人的方案评价与设计
• 4.1 评价与决策方法
• 4.1.1 评价指标
• 4.1.2 评价方法
• 4.2 喷雾机器人的设计方案评价与决策
• 4.2.1 喷雾机器人各部分功能要求
• 4.2.2 评价决策最优方案
• 4.3 喷雾机器人技术设计
• 4.3.1 喷雾系统设计
• 4.3.2 行驶系统设计
• 4.3.3 整机结构
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢