除草机器人结构的合理化机械设计设计

2019-01-13肖靖文

魅力中国 2019年6期

肖靖文

（华北水利水电大学，河南郑州 450045）

引言：相较于人工除草和化学除草机器人除草具有成本低效率高的显著优点。因此，除草机器人的研究具有利国利民的实际意义，随着国际除草机器人技术的不断进步，现实生活中人们除了要求除草机器人具有良好的性能外，还要求对除草机器人的结构进行合理的改进和优化，从而提高除草机器人的科学性和针对性。使之在现实生活中运用时可以更好的为人们服务。

一、合理化机械设计

随着当今世界机械化、自动化的生产的不断发展，家用除草机器人已经应用到了我们的实际生活，因而除草机器人的研究也引起了广泛关注。在除草机器人的设计生产过程中，除草机器人的结构设计是设备性能发展的关键因素。合理的结构设计不但可以提高机械设备的使用寿命而且更加提高工作效率，从而满足不同场景下不同类别杂草的清除。所以，在除草机机器人的设计中，一定要保证机器人结构的合理化设计，确保除草机器人的优越性能的发挥，从而提高我国在除草机器人领域的研究得到实质性的突破和发展。

二、除草机器人结构合理化机械设计的措施

（一）设计的标准化

提高除草机器人的机构合理性是当前机械机器人行业的一个重要发展目标。标准化可以作为一个提高产品质量的重要指标。对设计的除草机器人规范以共同的标准不仅仅可以提高机器人的质量而且有助于增强除草机器人的市场竞争力。从而起到提质增效，降低成本的作用。机械设计标准化有助于提高除草机器人结构的设计质量。出于这个目的我们在除草机器人结构设计的过程当中，设计人员应当掌握先进的设计思路和科学技术，因此，在设计过程中应该适当多多查询相关的专业文献，保证除草机器人结构的设计质量和标准化要求。

（二）设计的可靠性

在社会生产中人们判定机械产品的性能有一个重要指标就是机械产品的使用时间也就是寿命。寿命特征是可靠性理论的重要研究对象，因此，我们可以通过精确的计算出除草机器人各结构的可靠性，从而提高产品的性能。在除草机器人结构的设计过程中要尽可能保证其元件、组件、零件、部件、整体的可靠性都满足相应的要求，使机器人在正常使用的条件下可以长期可靠稳定的运行。我们可以运行可靠性工程对对除草机器人进行可靠性设计、可靠性预测、可靠性试验。运用可靠性预测可以在除草机器人结构设计的初期就了解到机器人中各零件、部件之间可靠性的相互关系，从而找出提高整个设备的可靠性的有效途径。

（三）绿色设计

随着可持续发展战略的提出，人们意识到绿水青山就是金山银山，传统的机械制造业作为重污染行业从而更应该将绿色设计融入设计理念中。在除草机器人结构的设计过程中就应该始终贯彻落实绿色环保设计的理念，将新型设计和传统设计高效的融为一体。①提高材料的利用率，原材料是除草机器人制造过程中的重要成本之一，有效的提高材料单利用率可以极大的减少单个除草机器人的成本。为避免浪费可以采用逐步完成零件的加工，将初次加工的边角料二次加工利用，在保证除草机器人结构的完整和性能良好的基础上，将机械制造工程中产生是污染物数量降到最低。②优化应用方式，随着人们环保意识的增强，各种各样性能优良的环保材料不断问世。设计者可以在保证除草机器人结构性能优良的基础上引进新型环保材料，从而显著改善除草机器人结构的环保性能。

（四）优化设计方法

除草机器人不同于其他小型家用机器人，除草机器人将在农田以及其他的野外环境中工作，除草机器人外观结构方面要保证机器人的各零件之间的紧密配合，除了满足工作要求之外还应该满足其结构的坚实性。除草机器人使用环境多为低洼的山地，所以对机器人的动力要求也很高，电机应该提供相当多的动力源来供给机器人运动，要通过单片机来控制转速，来达到控制动力的目的。舵机的选取也十分关键，它是机械臂关节的重要部件同时也是机械臂末端除草执行装置的姿态改变的动力来源。因此要通过调高电平的占空比来对舵机的角度进行控制。

（五）应用新的技术手段

随着当前机械产品设计要求的不断提高，一些新的设计理念应运而生。在除草机器人结构的设计工程中为了提高设计水平和质量的提升，设计人员应该时刻关注机械设计的发展趋势，掌握机械设计的最新技术手段，除草机器人结构零件加工中的新制造工艺的应用要在设计中尤为注意：①除草机器人设计的的工作质量、运用的新的理念、优化的设计方法、从而高效有序的开展设计工作。②对于机器人的设计不可以仅仅纸上谈兵，在真实的运行结果与期望的设计效果大相径庭是，我们应该积极寻找解决方法。当设计出来的除草机器人在现实生活使用的过程中遇到问题时应当找出问题严谨的分析出现问题的原因并积极的解决，是产品的性能趋于完美。