也能展现出我国机电体化技术的发展水平。因此，对遥控割草机的研究是十分必要的。课题研究的范围和技术要求本课题研究主要是关于割草机机械部分的设计和计算，要用现有的科技成果和经验来完成机械部分的设计，而且能够和遥控部分有机结合，从而来完成遥控割草机的整体设计。由于本课题研究割草机本身构造不复制，所以本课题的研究对技术方面要求比较高。机械方面掌握的机械原理，基础理论力学，空气动力学，刀具相关知识即可。机械的驱动部分运用汇合力串行排列，这要加强对电动机和汽油机的工作的原理和类别，以及多种机械知识的综合运用。课题解决的主要问题遥控割草机的割草部件及其传动系统的设计和计算遥控割草机本体驱动方案的设计及计算遥控割草机的外观设计和人机工程学设计遥控割草机的为调节部件设计及计算遥控割草机在远程的环境中突发情况的相应动作部件的设计及计算。系统主要结构及总体设计遥控割草机的主要结构有框架，电池，配电器，遥控器，驱动机构，转向驱动机构，机械传动机构，割刀等装置组成。遥控割草机是机电体化的产品，以实际的需求为出发点，合理的选择遥控割草机的本体选型方案，割台系统方案和调高件选择等多方面的内容，最后给定设计主要参数。本文的是以作者调研并结合对国内外最新资料为基础并在遥控割草机自身性能特点而是进行设计。系统功能描述遥控割草机用于远程割草控制，是现在定范围内通过单片机控制和草机按要求完成修剪草坪的工作。图遥控割草机的设计任务及功能构成割草机工作原理割草机按割草方式可以分为推进式坐骑式乘坐式手推随行式自走式和拖拉机悬挂式或牵引式等几种割草机。虽然这些割草机在功能上不够完善，但是性能稳定，并以发展出序列，有定的技术基础。本遥控割草机以推进式和手推式割草机的机构为基础，遥控割草机的驱动由电动机完成，电动机连接减速器带动刀具旋转割草，此过程中产生的回转气流把割下来的草带出，电机轴通过链传动方式和联轴器联接，再通过减速箱的输出轴带动电动机行走，通过小电动机和转向机构由遥控来控制其转向，以期达到遥控割草的目的。功能解析遥控割草机的设计需要完成设计割台驱动机构控制系统等。本次设计侧重于遥控割草机机械部分设计，则在本文中只呈现机械部分的设计，其机械部分的功能分解后的功能如图所示图遥控割草机的功能图遥控割草机整体方案设计本文以遥控割草机性能的要求为侧重点，配合控制部分，进行遥控割草机的本体驱动方案的选择，以及割台方案和调高方案的选择。文中下面的部分就是围绕这部分展开。图驱动方式的选择遥控割草机驱动方案的选择遥控割草机为户外作业的移动性机器，为此有许多可供参考的驱动方案。其中应用作为广泛的是履带式轮式和足式等。较平整的路面应用较多的是轮式和履带式，而特殊的条件相对恶劣的环境运用较多的是足式。割草机般在条件较好的草坪上作业，结合其工作要求割草机选用轮式驱动方式。轮式驱动方式按轮子的数目可分为三轮四轮和六轮，能够满足般需求，其应运也相对较为广泛，如图，所示。四轮式的稳定性好，承载能力比较大，但是结构相对来说复杂，如图，所示。六轮式和四轮式相类似，并且具有更高的承载能力柔性和稳定性，大部分用于未知环境的探测。按转向方式的不同，轮式驱动方式又可以分为差动转向式和铰轴转向式这两种，差动转向式如图，所示，这种方式是在车体两侧的驱动轮上都装有不同的控制电机，靠两轮的速度比来实现车体的转向。铰轴转向式如图，所示，这种方式是转向轮装在转向铰轴上，转向电机通过减速器和机械连杆机构控制铰轴从而用来控制转向轮的转向。由于遥控割草机属于小型机械，要求尽可能选择简洁控制难度低的驱动方案。综上，选择了典型的三轮差动的驱动方式，如图中的所示。此方式的特点是运动灵活结构简单和能够实现零半径转弯，其不足和之处在于实现两电机同步转动对电机的同轴度及控制系统的精度要求比较高。割台方案的选择传统的割草机虽然功能不够完善，比如体力输出大工作环境恶劣尘土飞扬噪音大，但是性能稳定并以发展出序列，有定的标准化基础。推进式和手推式结构简单成本低及应用较为广泛，可供选择的配件较多。如果用远程控制能够弥补工作环境恶劣的缺点，在本文中研究的遥控割草机以手推式和推进式割草机结构为基础，对其行走系及其他结构完成改进。推进式和手推式的主体部分就是割台，二者割台部分也十分相似。市场上采用这种结构的也较多。如果对割台进行新研发是研究的周期会很长，增加了额外的开支二是没有对应的厂商制造基础，产品零件配换困难，产品广度上的再开发也艰难再者短期内采用大量没时间积累的产品很难在质量上保证。此遥控割草机的割台部分直接借用了传统割草机的割台，适当做部分调整，兼顾整机的性能。调高方案的选择目前，对草坪割草机的割茬高度调节机构主要有两种。种是前后轮同时联动的四连杆调节机构。其优点是调节敏捷简便结构简单，许多割草机都运用此结构缺点是其参数的设计和选择比较困难，合理的选择与否直接影响机器的作业质量。另种是分别调节割草机的前后轮来改变切割平面到地面的距离，起到了调节割茬高度的目的。其优点是能够够很好的保证割刀的旋转平面与地面之间平行缺点是调节机构的数量增加了，调节相对而言较复杂，且生产成本高。本文中的遥控割草机选用的是四连杆调节机构。遥控割草机的机械析与论述的。本文针对这问题，对四连杆调节机构的运动参数进行分析，得出其相互间的数学模型。四连杆式草坪割草机割茬高度调节机构如图所示。调节机构的固定铰接支承点固定在机器罩壳上，可绕轴心转动，即图中的两点。当扳动调节手柄时，后轮摆臂时，后轮摆臂绕转动，并通过活动铰接点及连杆带动前轮摆臂绕转动，从而使割草机前后轮的轮心和相对地面同时有升起或和跟降落的趋势，带动机器罩壳上的固定支承点和随起降，达到高度调节的目的。及与的连线则构成四连杆调节机构。调高机构的计算不考虑地面约束时，理论上要求和两点的起降高度应相等。但是若结构参数选择不当，会造成和两点间同时变化的高度差距较大，使割刀旋转平面与地面产生倾斜，影响作业效率和质量。使割刀旋转平面与地面倾斜有前倾和后倾两种情况，前倾时前低后高按机器前进方向，后倾相反。前轮前轮摆臂传动轴及割刀发动机后轮摆臂机器罩壳后轮图四连杆草坪割草机割茬高度调节机构简图割刀旋转平面前倾时，产生的割茬横截面如图中所示，为凹陷波浪状后倾时为凸起的波浪状后倾时为凸起的波浪状，如图中所示。凸起或凹陷部位的最大高度差计算如下式中割刀旋转平面半径割刀旋转平面与地面的倾角。图推导示意图如图所示，分别以两点为原点选择坐标系，和则将其转换为，系的坐标另将式代入求得因结果表达式很繁杂，故用函数符号表示。故点与轴的夹角则点的坐标为割草机前后轮变化的高度差为令由上面的数学推导可知，在给定的调节区间，内，后轮的中心高度差，即函数是与调节机构的各几何尺寸相关的多元高次函数。因此，在调节区间内不可能使为常量，亦即割刀旋转平面始终区间内不可能使与地面平行是不可能的。在具体设计时，只能是选择合理的结构参数使在区间，内的最大值小于或等于给定的数值，将割刀旋转平面的倾角控制在允许的范围内。所以，四连杆高度调节机构的设计是个以给定的函数为多维约束条件为因变量的多维约束优化设计计算问题结合车体数值，用图测法添加约束，最后得出杆件尺寸扶手的人机工程学设计为应对遥控割草机可能发生的二切情况，如电子部分紊乱，缺少能源等故障，作者给遥控割草机加上了扶手，主要用于远距离又无能源时的回程操作。扶手般采用轻质硬化塑料制成，为空心圆管形，外径约为，内径约为。遥控割草机正常工作时不安装。为了使操作者在使用时处于舒适的状态和适宜的环境中，在设计中就必须充分考虑人体的尺度和人体在站姿下手操作的有利推行和操作方向。以环形把手为例，主要考虑把手的宽度高度把手的长度和把手安装角度。环形把手的宽度应考虑站姿双手推操作时，最有利最不易疲劳的双手握宽，这个宽度按人机工程学的要求应该不超过人体的肩宽，我国正常男女肩宽和人体主要尺寸按标准如表所示，把手的宽度应以不超过人体如按肩肩宽加手握把时的只手握宽。因此，把手适宜宽度宽加上手握持的时候宽度设计，按男子百分位数应不超过，按男子百分位数设计则应不超过左右。表我国成年男女人体主要尺单位性别分组男岁女岁百分位数测量项目身高上臂长前臂长肩宽环形把手的高度的设计应考虑站姿操作时手操作的有利工作区域。不易疲劳比较省力的手推操作高度应不低于站姿时的肘高，而又不能高于肩的高度，为使割草机的把手高度适合以上男女舒适地操作，把手高度应不低于百合分位数男子肘高，而又不高于百分数女子的肩高，由表可看出合适的应为。考虑把手较低有利于推力作用，因此，把手的高度不能调节，则其设计高度应在左右。把手最舒适的位置应略高于肘高，因此，如果考虑不同身体的人都能在最舒适的状态下工作，则把手的高环形把手长度和把手安装角度，应满足如下的设计要求把手高度的要求，即其中，为把手在机体上安装支点的高度。可取脚与机器不干涉，即当人与割草机起向向前进时，脚应不与割草机后面安装的车体传动部件后部相碰。设人体上臂长度为，前臂长度为，操作时上臂与人体轴线夹角为，前臂与上臂的夹角为，人体轴线离把手的水平距离为设人正常行走步距为般般，为人的身高。从表得到百分数男子和女子的身高，得到的范围。因此，行走时脚不与集草袋干涉的条件为其中，为行走时不产生干涉的余量，般取，为把手支点到集草袋后部的距离。该尺寸与集草袋尺寸大小有关。手推操作时，最放松的手臂姿态范围般为，至，家用草坪机转弯时，般需用手下压把手，使割草机绕后轮，与地的接触点上翘，并绕该点转动。设割草机工作重量为重心离后轮支点距离为，