基于ADAMS的勺式玉米精密排种器的动态仿真
基于ADAMS的虚拟试验场自动化仿真系统
基于ADAMS的虚拟试验场自动化仿真系统基于ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）的虚拟试验场自动化仿真系统是一种可以模拟和分析机械系统动力学行为的计算机软件。
通过该系统，用户可以在虚拟环境中进行各种试验和仿真，从而避免了传统试验中需要消耗大量资源和时间的问题。
这个系统主要包括了以下几个方面的功能和特点：1. 虚拟试验场：ADAMS系统提供了一个虚拟试验场的环境，用户可以在这个环境中搭建各种机械系统的模型，并进行不同的试验和仿真。
用户可以根据自己的需求选择不同的场景和模型，以及设置各种工况和参数。
2. 自动化仿真：ADAMS系统支持自动化仿真，用户只需要输入系统的模型、参数和工况等信息，就可以进行自动化的仿真分析。
系统会根据用户的设置自动进行求解和分析，得到系统在不同条件下的动力学行为和性能指标。
3. 动力学分析：ADAMS系统可以对机械系统进行动力学分析，包括运动学分析和力学分析。
用户可以根据自己的需要选择不同的分析方法和工具，例如运动学分析可以用于分析系统的运动规律和轨迹，力学分析可以用于分析系统的受力情况和力学性能。
4. 参数优化：ADAMS系统支持参数优化和优化设计，用户可以通过设置不同的参数范围和目标函数，进行参数优化和多目标设计。
系统会根据用户的设置和要求，自动寻找最优的参数组合，从而优化系统的性能和效益。
5. 结果可视化：ADAMS系统具有强大的结果可视化功能，用户可以通过图表、动画和仿真视频等方式，直观地查看系统的仿真结果和分析数据。
这些可视化结果不仅可以帮助用户理解系统的行为和性能，还可以用于有效地展示和沟通仿真结果。
基于ADAMS的虚拟试验场自动化仿真系统是一种功能强大、灵活易用的计算机软件，可以帮助用户在虚拟环境中进行机械系统的试验和仿真分析，以实现快速、准确和经济高效的产品开发和优化设计。
基于ADAMS的虚拟试验场自动化仿真系统
基于ADAMS的虚拟试验场自动化仿真系统虚拟试验场自动化仿真系统是一种基于ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）的虚拟仿真技术，它可以在计算机环境中模拟真实的试验场情景，通过自动化的方式进行试验设计、参数优化和性能评估，从而减少实际试验的成本和周期。
本文将介绍虚拟试验场自动化仿真系统的基本原理、应用场景和发展趋势，以及ADAMS在其中的作用和特点。
一、虚拟试验场自动化仿真系统的基本原理和应用场景虚拟试验场自动化仿真系统是一种基于计算机仿真技术的虚拟试验平台，它可以模拟各种复杂的试验场景和系统动态行为，包括车辆、机械设备、动力系统等。
它的基本原理是利用ADAMS这一多体动力学仿真软件，通过建立虚拟模型、设定试验条件、运行仿真分析，实现试验设计、参数优化和性能评估等功能。
虚拟试验场自动化仿真系统可以广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域，用于开发新产品、验证设计方案、评估性能和优化参数等目的。
它可以帮助工程师和设计师在产品研发的各个阶段，从概念设计到验证测试，提高产品的设计质量和开发效率。
它也可以用于培训和教育，帮助学生和研究人员理解和掌握动力学仿真技术。
ADAMS是一种专门用于多体动力学分析的仿真软件，它有着强大的建模和仿真功能，可以对各种复杂系统进行高精度的数值仿真。
在虚拟试验场自动化仿真系统中，ADAMS可以发挥以下作用和特点：1. 多体动力学建模：ADAMS可以建立复杂的多体动力学模型，包括刚体、柔性体、连接件等多种组件，实现对各种系统的真实性仿真。
2. 多种约束和加载：ADAMS可以对模型加入各种运动约束和外部加载条件，包括关节、驱动器、力和力矩等功能，模拟复杂的实际试验条件。
3. 动态模拟和仿真分析：ADAMS可以对模型进行多种动态模拟和仿真分析，包括位移、速度、加速度、力和力矩等多种动态参数的计算和分析。
4. 结果可视化和分析：ADAMS可以对仿真结果进行多种可视化和分析，包括动画、曲线图、云图等多种形式，帮助用户理解和评估仿真结果。
基于ADAMS的多功能智能采矿车的动态仿真设计
Ｔｈｅ ｄ ａ ｉ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｅ ｉｎ ｆｔ ｙｎ ｍ ｃ ｓｍ ｌ ｔｏ ｄ ｓｇ ｏ ｈｅ ｍｕｌｉｕｎ ｔｏ ｎｔｌ ｇ ｎｔｍｉ ｒ ｂａ ｅ ｏ ｔｆ ｃ ｉ ｎ ｉ ｅｌ ｅ ｎｅ ｓ ｄ ｎ ＡＤＡＭ ， ｉ ｕ ｒ ｇ ｕ Ｑ ｎ ｆ ａ ｉ Ｌ －ｏ ｎ Ｘ ｎ
很好 的仿真环境 。仿真结果表 明该设计理论上可 以较好 的实现所需要 的各种功 能。
关 键 词 ： Ｄ Ｍ ； 能 采矿 车 ； 模 ； 态 仿 真 Ａ Ａ Ｓ智 建 动
中图分类号 ：Ｈ１ Ｔ ２
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０７ ４ １ （０ ２ ０ — １８ ０ １０ — ＿ ４ ２ １ ）４ ０５ — ３ ４
自动开 矿 、 上料 、 卸料 ， 上 自动控 制可 以无需 人员 来 加
高效 。另外 ， 车箱可 转 动一 定 角 度 ， 由液 压 驱 动 可实
现 自动卸料 。
操作 ， 不仅保 证 了人 员 安全 ， 且 能有 效 的减少 操 作 而
人员 ， 节省人力资源。此外 ， 该智能采矿车也可 以在 地 震泥 石流 等灾 区用 作 破 障 ， 特别 在 危 险地 段 ， 够 能
１ 前
言
采矿 车 由车箱 车底 盘 车 头 车 的机 械 臂 组 成 。其 中车头 为摄 像 头 ， 以 自动 识 别 路 面 情 况 和 矿 物 材 可 料 。机械 臂分 为两 支 ， 支 连 接 铲 斗 ， 现将 矿 料 夹 一 实 持装入 车箱 内 ， 另一 支 连接 工 具 盘 ， 具 盘 有 三个 基 工 本工具 ： 水枪 、 碎 锤 、 动尖 齿 轮 刀 ， 在 工作 过程 破 转 可
（ Ｉ ｅ ｃｍ ａｅ ｒ ｅｔｆＷ ｈ ｎｖｃｔ ｎ ｌ ｎ ｃｎ ａ ｃｌｇ ，Ｗ ｈ ｎＨ ｂｉ ４０ ７ ，Ｃ ｉａ １Ｔｌ ｏ ｅａｔ ｎ ｕ ａ ｏａｉ ａ ｄｔ ｈ ｉ ｌ ｏｅｅ ｕａ ｕｅ ３０ ０ ｈ ； ｅ ｍ ｏ ｏ ａ ｅ ｃ ｌ ｎ
基于ADAMS的型孔式棉花精量排种器仿真平台开发及试验
基于 Ａ Ａ发 及 试 验
高广 娣 ， 胡 斌 ， 宝琴 ， 荣 光 ， 盛 林 温 朱 李
（ 石河子大学 机械 电气工程学院 ， 新疆 石河子 ８ ２０ ） ３ ０ ３
摘要： 应用虚拟样机技术软件 Ａ Ａ Ｓ 结合其 二次开发功能 ， Ｄ Ｍ ， 研发 型孔式棉 花精量排种器仿真平台 。以新陆早 ２ ３号棉种为例 ， 用该 系统 虚拟定量 地研 究型孑 式棉 花精量 排种器 的排种 过程 ， 应 Ｌ 以揭 示种子 与排种 器系统之 间的作用机理 。虚拟试验结论与经验值 台架试验结果 的匹配验证 了仿 真系统的相对正确性。该系统的开发对
ｔ ｃ ａ ｉａ ｅ ｉｉｎ ｄ ｂ ｌ ｒ ｈｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｐｒ ｃｓｏ ｉ ｂ ｅ ．
Ｋ ｅ ｒ ｓ： ｏｔ ｎ ｐ ｅ ｉｉ ｎ ｄｂｂ ｅ ； ｓｍ ｕ ａｉ ｎ ｓ ｓｅ ； ｄ ｓ ｈ ｒ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ；ｓｍｕ ａ ｉｎ ｔｓ ｙ ｗｏ ｄ ｃ ｔｏ ｒ ｃｓｏ ｉ ｌｒ ｉ ｌｔｏ ｙ ｔｍ ｉｃ ａ ｇ ｎ ｒ ｃ ｓ ｉ ｌｔ ｅｔ ｏ
精 量播种 是现 代农 业发 展 的主要 方 向之一 。排 种器 是 实施 精 量 播 种 的核 心 工作 部 件 ， 性 能 的优 其 劣 直接影 响 到播种 效果 的好 坏 。近年 来 ， 内外 学者 在 提 高农 作 物播 种 效 率 、 国 降低 空 穴 率 、 现一 穴 一 实
粒 精量播 种 等方 面开展 了积 极 的探讨 ， 制开 发 了一 系列精 量排 种器 ， 研 有力 支撑 了农 作物 精量 播种技 术 的推广 ¨ 。但 是 ， 现有 精 量排种 器产 品研 究 发过 程基 本都 要 经过样 机设 计 、 机试 制 、 样 田问试 验 、 改
进设计 、 再试制 、 试验等多个步骤 ， 研发过程存在一些致命 的缺陷 ， 成本高 、 周期长、 设计粗糙 、 精度低 ， 很 多参 数依 靠设计 人 员根据 经 验确定 ， 而制 约 了产 品质量 的提 高 。 从 排种过程的计算机数值模拟对精量播种机械的研究有重要 意义。通过计算机数值模拟 ， 以快捷 可 地虚 拟定 量研究 排种 过程 ， 揭示 种 子与 排种器 的工作 机理 。对 于精 量 排种 器 的 改进 和 创新 具 有 极其 重
基于ADAMS的虚拟试验场自动化仿真系统
基于ADAMS的虚拟试验场自动化仿真系统基于ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）的虚拟试验场自动化仿真系统是一种通过ADAMS软件实现的机械系统仿真与测试的系统。
ADAMS是一种基于多体动力学的仿真软件，能够对机械系统的动力学行为进行准确地建模和仿真。
虚拟试验场自动化仿真系统是在实际试验场之外，通过软件模拟和仿真的方式进行试验研究。
它能够为机械系统的设计和优化提供重要的参考依据，使得研究人员可以在虚拟环境中模拟和分析机械系统在各种工况下的动力学性能。
由于无需进行实际的试验，虚拟试验场能够极大地节省时间和成本。
虚拟试验场自动化仿真系统主要由以下几个模块组成：1. 建模与装配：该模块通过ADAMS软件提供的建模工具，将机械系统的各个零部件进行几何建模，并将其组装成完整的系统。
在建模过程中，可以设置零件的材料特性、几何约束条件等参数。
2. 边界条件与输入信号：在仿真之前，需要设置机械系统的边界条件和输入信号。
边界条件包括支撑条件、初始条件等，而输入信号可以是力、力矩、速度等。
通过设置不同的边界条件和输入信号，可以模拟机械系统在不同工况下的运动和响应。
3. 仿真运行：在设置好边界条件和输入信号之后，可以通过ADAMS软件运行仿真模型。
ADAMS将根据设定的条件，模拟机械系统在仿真时间内的运动和响应。
在仿真过程中，可以实时查看机械系统的状态和各个零部件的运动轨迹。
4. 结果分析与优化：仿真结束后，可以通过ADAMS提供的结果分析工具，对仿真结果进行分析。
可以获取机械系统的运动学和动力学数据，对零部件的加速度、速度、力等进行分析。
通过分析结果，可以评估机械系统的性能，并对系统进行优化设计。
通过虚拟试验场自动化仿真系统，可以有效地提高机械系统的设计与开发效率。
相比于传统的试验方法，虚拟试验场具有成本低、周期短、安全可靠等优点。
虚拟试验场还可以帮助研究人员深入理解机械系统的动力学行为，提高对系统性能的把握。
电铲工作装置EDEM Adams Simulink联合动态仿真
电铲工作装置EDEM Adams Simulink联合动态仿真电铲是一种用于挖掘和搬运土石等物料的工程机械设备，广泛应用于矿山、建筑工地和水利工程等领域。
电铲的工作装置是其核心部件，直接影响到电铲的挖掘效率和运行稳定性。
为了更好地理解电铲工作装置的动态特性，工程师们常常利用动态仿真技术进行研究和优化。
本文将介绍一种基于EDEM和Adams Simulink联合动态仿真的方法，以及其在电铲工作装置设计中的应用。
EDEM是一种专门用于颗粒动力学仿真的软件，可以模拟颗粒物料在不同工况下的运动和相互作用。
Adams Simulink是一种多体动力学仿真软件，可以模拟机械系统的运动和力学特性。
将EDEM和Adams Simulink两种软件进行联合仿真，可以更加真实地模拟电铲在挖掘和搬运过程中的工作情况，有助于工程师深入理解电铲工作装置的动态特性和工作原理。
我们需要建立电铲工作装置的三维模型。
对于电铲来说，其工作装置主要包括铲斗、铲杆和升降机构等部件。
利用EDEM软件可以对铲斗进行颗粒动力学仿真，模拟挖掘物料的过程，包括物料的流动、堆积和碰撞等。
利用Adams Simulink软件可以对铲杆和升降机构等部件进行多体动力学仿真，模拟电铲的各个部件在不同工况下的运动和力学特性。
我们可以利用联合动态仿真技术进行电铲工作装置的设计优化。
通过对电铲在不同工况下的动态特性进行仿真分析，可以找到电铲工作装置的优化方案，包括改进铲斗结构、优化铲杆长度和升降机构设计等措施，以提高电铲的挖掘效率和运行稳定性。
利用EDEM和Adams Simulink联合动态仿真技术可以更加真实地模拟电铲工作装置的动态特性，有助于工程师深入理解电铲的工作原理和优化设计方案。
相信随着这一技术的不断发展和应用，将为电铲工作装置的研究和设计提供更加有效的工具和方法。
基于ADAMS的虚拟试验场自动化仿真系统
基于ADAMS的虚拟试验场自动化仿真系统随着科技的不断发展，仿真技术在各个领域得到了广泛的应用。
特别是在汽车、航空航天等领域，仿真技术的应用已经成为产品设计和研发的重要手段。
虚拟试验场自动化仿真系统是一种基于虚拟仿真技术，能够模拟实际工程场景、完成多种试验，并分析结果的技术手段。
本文将介绍基于ADAMS（Advanced Dynamic Analysis of Mechanical Systems）的虚拟试验场自动化仿真系统。
一、ADAMS简介ADAMS是由美国ANSYS公司开发的一种多体动力学仿真软件，具有强大的仿真分析能力。
ADAMS可以对多体动力学系统进行建模和仿真，能够对复杂的机械系统进行运动、应力、振动等方面的分析。
ADAMS软件可以广泛应用于汽车、机械、航空航天等领域，是仿真技术中的翘楚。
二、虚拟试验场自动化仿真系统概述虚拟试验场自动化仿真系统是一种基于虚拟试验场的仿真系统，能够模拟真实试验场景、实施多种试验并分析结果。
该系统主要包括虚拟试验场、仿真软件以及自动化控制系统等多个部分。
虚拟试验场是一个通过虚拟仿真技术模拟出来的真实试验场景，可以包括道路、障碍物、环境等多个元素。
通过虚拟试验场，可以在没有实际设备和场地的情况下进行多种试验。
仿真软件是虚拟试验场自动化仿真系统的核心组成部分，能够根据实际情况对虚拟试验场进行建模、进行多种试验，并对试验结果进行分析。
自动化控制系统是虚拟试验场自动化仿真系统的关键部分，可以对虚拟试验场和仿真软件进行自动化控制，实现多个试验的自动执行。
1. 真实性：基于ADAMS的虚拟试验场自动化仿真系统可以通过虚拟试验场模拟真实场景，进行多种试验，具有较高的真实性。
2. 灵活性：该系统可以根据需要进行多种试验和参数设置，具有较高的灵活性。
4. 成本低：相比于传统的实际试验，基于ADAMS的虚拟试验场自动化仿真系统减少了实际设备和场地的需求，降低了试验成本。
1. 汽车领域：在汽车设计和研发中，可以利用虚拟试验场自动化仿真系统进行车辆动力学、悬挂系统、制动系统等多种试验，快速评估和优化设计方案。
adams动力学仿真原理
adams动力学仿真原理一、引言动力学仿真是一种模拟真实物体运动及其相互作用的方法。
在工程领域，动力学仿真被广泛应用于设计、分析、优化以及预测产品或系统的性能。
Adams动力学仿真软件是一款功能强大的工程仿真软件，能够模拟具有复杂运动学和动力学特性的多体系统。
本文将介绍Adams动力学仿真的原理和应用。
二、运动方程和受力分析Adams基于牛顿力学和欧拉法则，通过求解运动方程来描述仿真对象的运动。
运动方程可以通过对系统中所有物体的质量、惯性矩阵以及施加在物体上的外力进行受力分析得到。
Adams提供了丰富的数学建模工具，能够精确地描述物体的几何特性、物理特性以及约束关系。
三、约束建模约束是Adams仿真中的重要概念，用于描述系统中物体之间的约束关系。
Adams支持多种约束类型，包括关节约束、接触约束、力学约束等。
通过合理地定义约束条件，可以准确地模拟物体间的接触、连接和约束。
在进行仿真前，需要根据系统的需求设置适当的约束条件，以确保仿真结果的准确性和可靠性。
四、力学属性在Adams中，物体的力学属性包括质量、惯性、刚度、阻尼等。
通过设置这些属性，可以模拟物体运动时受到的惯性力、重力、弹力、摩擦力等作用。
适当地设置力学属性，能够更加真实地模拟物体的运动行为，并实现精确的仿真分析。
五、控制器建模为了模拟真实系统中的控制装置，Adams提供了控制器建模工具。
控制器可以对系统中的物体施加不同的力或者施加控制策略来实现特定的运动目标。
通过设置适当的控制器参数和策略，可以对系统进行精确的控制和仿真分析。
六、仿真结果分析Adams提供了丰富的仿真结果分析工具，能够对仿真结果进行可视化、数据分析和优化。
通过这些工具，用户可以直观地观察仿真结果，分析系统的运动特性、力学响应以及能耗情况。
此外，Adams还支持与其他工程软件的数据交换，方便用户将仿真结果与实际工程设计相结合。
七、应用案例Adams在许多领域都得到了广泛的应用，例如汽车工业、航空航天、机械设计等。
基于ADAMS的车辆传动系统动态特性仿真研究_林宝生
收稿日期:2005-10-28第23卷 第12期计 算 机 仿 真2006年12月文章编号:1006-9348(2006)12-0247-06基于ADAM S 的车辆传动系统动态特性仿真研究林宝生1,张利霞2,闫清东1(1.北京理工大学车辆传动国防重点实验室,北京100081;2.河南师范大学计算机系,河南新乡453002)摘要:为进行模型快速修改或更换,实现车辆动力传动系统高效建模仿真,基于可视化的动力学仿真软件ADA M S,应用模块化建模方法,按车辆动力传动系统的物理组成进行模块分解,建立车辆动力传动系统各分模块虚拟样机模型,并组装成车辆动力传动系统共同工作虚拟样机模型。
利用该模型,对某型履带车辆进行换挡动态仿真,并与试验数据比较分析。
结果表明,仿真数据与试验结果能较好吻合,该模型能够用来仿真车辆传动系统的动态力学性能,并为后续研究提供支持。
关键词:虚拟样机;模块化建模;传动系统;动态仿真中图分类号:TP23 文献标识码:AD yna m ic S i m ulation of V eh ic le Pow er T ra i n Syste m Based on ADA M SLI N Bao -sheng 1,Z HANG L i-x ia 2,YAN Q ing -dong1(1.N a tiona l K ey L ab .o f V eh i cu lar T rans m i ssion ,B e iji ng Institute of T e chno l ogy ,B e iji ng 100081,Ch i na ;puter D epa rt m en t ,H enan N o r m a lU n iversity ,X inx i ang H enan 453002,China)AB STRACT :F o r the effic i ent m ode li ng and si mu lation ,the veh i c le i nteg rated trans m ission sy ste misdecom po sed i nto subsystem s w it h its physica l co rrespondence .B ased on the m e thod o f m odu lar m ode li ng ,t hev irtual proto types o f ea ch subsy ste m a re se t up i n ADAM S i n th is paper ,and then asse m bled i n to a who le v irtua l pro totype for coo rd i na ted w ork .W ith this m ode,l the g ear -sh ift i ng dyna m ic si mu lation prog ram o f a type o f track lay er i s carr i ed ou t .T he re sults o f the s i m ula ti on accord w e ll w ith the ex pe ri m en ta l re sult .A nd it sho w s that th i s m ode l can be used e ffe ctive l y for the study o f the dyna m ic characte r i stics o f vehic le pow er tra in ,and can o ffer suppo rt for fur t he r st udy .K EY W ORDS :V irtua l pro totype ;M odu lar m ode ling;Pow er tra i n system ;D yna m ic si mu lation1 引言车辆传动系统的动态特性是指动力传动系统随时间变化所表现出的动力学性能。
基于ADAMS的虚拟试验场自动化仿真系统
基于ADAMS的虚拟试验场自动化仿真系统随着科学技术的不断发展，仿真技术在工程领域中扮演着日益重要的角色。
虚拟试验场自动化仿真系统是一种基于计算机技术和仿真理论的系统，用于模拟与分析大型机械系统的运动行为。
在这个系统中，ADAMS（Adams/Dyna）是一种常用的多体动力学仿真软件，它具有强大的建模和仿真能力，在工程设计、虚拟试验和产品验证方面都有着广泛的应用。
虚拟试验场自动化仿真系统基于ADAMS的开发，可以为工程技术人员提供一个便捷、高效的数字化工具，帮助他们在设计阶段快速验证系统的性能、预测运动特性、优化结构参数等。
本文将详细介绍基于ADAMS的虚拟试验场自动化仿真系统的开发原理、功能特点和应用前景。
一、系统架构及原理基于ADAMS的虚拟试验场自动化仿真系统是由计算机软件和多体动力学理论相结合而成的。
在系统的架构中，ADAMS软件被作为核心建模仿真工具，利用其丰富的模型库和强大的计算能力，实现对大型机械系统的建模、仿真和分析。
系统的原理是基于多体动力学理论，其核心思想是将机械系统看作是由多个物体组成的多体系统，通过对系统中物体之间的相互作用和运动规律的分析，来揭示系统的运动特性和动力学行为。
多体动力学理论在系统建模、动力学分析和受力分析等方面有着重要的应用价值，可以帮助工程师更加准确地了解系统的运动行为和受力情况。
基于ADAMS的虚拟试验场自动化仿真系统采用了面向对象的建模方法，将机械系统中的各个组件抽象为对象，并建立对象之间的联系和作用规律。
在建模过程中，可以通过ADAMS提供的图形化界面，直观地进行建模和参数设置，减少了复杂的数学计算和编程工作。
二、功能特点1. 多体系统建模和仿真：系统可以对复杂的多体系统进行建模和仿真，包括机构传动、连杆机构、齿轮传动等各种机械结构。
2. 运动学分析和动力学分析：系统可以对系统中物体的运动特性进行分析，包括位移、速度、加速度等运动学参数的计算，还可以对系统中受力情况进行动力学分析。
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2007年6月 农 机 化 研 究 第6期 - 146 - 基于ADAMS的勺式玉米精密排种器的动态仿真 郭雪峰1，李成华2，刘玉静1 （1.沈阳农业大学 工程学院，沈阳 110161；2.沈阳理工大学 机械工程学院，沈阳 110168） 摘 要：在利用Pro/E软件建立勺式玉米精密排种器三维实体模型的基础上，将排种器实体模型导入机械系统仿真分析软件ADAMS中进行仿真分析。在仿真分析过程中，对排种器施加了与实际播种过程一致的运动约束和受力约束。仿真结果直观地显示了排种器工作时所完成的种子充种、清种和投种过程，并给出了排种器转角和种子受力变化的曲线，为排种器的改进设计提供了参考依据。 关键词：农业工程；勺式玉米精密排种器；仿真分析；Pro/E；ADAMS 中图分类号：S223.2 文献标识码：A 文章编号：1003—188X(2007)06—0146—03
0 引言 目前，普遍采用的玉米播种方式是精密播种。玉米精密播种机的主要工作部件是排种器，其功用是将种子箱内的种子按播种要求定量与均匀排出。排种器的研究对于整个播种机的研究十分重要，它的结构和性能决定整个播种机的工作性能[1,2]。
笔者结合国家自然科学基金项目“铲式玉米精密播种机数字化设计及动态仿真研究”，对玉米种子在精密排种器内的运动进行动态仿真，从而为排种器的参数设计提供依据。 1 模型建立和传递 应用Pro/E软件构建排种器各零部件的三维实体图和机构装配图，而后将模型传递到专业的动力学仿真软件中，添加复杂的力和约束，形成虚拟样机系统。对勺式玉米精密排种器的各个零件进行建模，在建模中主要应用特征选项里的拉伸、旋转、孔、扫描和倒角等特征，生成包括轴盘焊合、分种勺盘、排种轮、成穴器铲轮与壳体、排种隔板等零件，并且使用复制和阵列等操作工具。同时，在装配过程中应用匹配与对齐等约束[3,4] 。 通过MDI公司开发的ADAMS与Pro／E的专用接口Mech/Pro程序，将排种器模型导入ADAMS环境，进行仿真分析[5]。建立接口程序的方法是：首先将ADAMS安装目录下mechpro子目录中的配置文件mechpro.env拷贝到Pro／E安装目录中的＼i486nt＼obj＼子目录下；然后，将mechpro目录下的文件portk.dat拷贝到Pro／E安装目录中＼i486nt＼text＼usascii＼子目录下；启动Pro／E的装配模式，Mech／Pro就出现在菜单管理器中。 2 排种器动态仿真分析 2.1 定义约束和运动，施加作用力 点击ADAMS驱动库中的旋转驱动（Rotational Joint Motion）按钮，选择轴盘焊合和壳体之间的旋转副（Revolute），驱动方程为：270d*time（对应的排种器的转动角速度为4.71rad/s）；点击驱动库中的直线驱动（Translational Joint Motion）按钮，选择轴盘壳体和地面之间的移动副（Translational），驱动方程为：1250*time（对应的排种器与地面之间的相对速度为1.25m/s）。排种器中各联接件的运动副说明如表1所示。 表1 运动副说明 Tab.1 Explanation of kinematic pair First Body Second Body Type 壳体 大地 Translational 轴盘焊合 打穴铲轮 Fixed 轴盘焊合 轴套 Fixed 投种轮 轴套 Fixed 隔板 壳体 Fixed 轴盘焊合 壳体 Revolute 分种勺盘 轴套 Fixed
对种子施加重力、离心力、摩擦力及支持力，清种后回落到充种区的种子与排种器内壁之间相互接触，因此还要施加碰撞力。 2.2 运动仿真分析 点击ADAMS仿真按钮，系统进行仿真，可以看到排种器本身转动的同时还沿着地面以相应的速度移动，其打穴铲端点轨迹同理论分析一致，呈
收稿日期：2006-09-13 基金项目：国家自然科学基金资助项目（50575148） 作者简介：郭雪峰（1976-），女，辽宁岫岩人，硕士研究生，（E-mail）guoxuefeng11@163.com。 通讯作者：李成华（1958-），男，辽宁兴城人，教授，博士生导师。2007年6月 农 机 化 研 究 第6期 - 147 -螺旋余摆线型[3]。 排种器工作时，分种勺从种子堆中舀取数粒种子；随着排种轮的旋转，处于分种勺持种空间中不稳定的种子逐渐滑落被清除回落到充种区，留在持种空间中的一粒种子继续向上运动，随其转到一定高度的时候，靠自重和离心力的共同作用被投入到投种轮中，最后到达投种口被投出，完成整个排种过程[2]。 2.2.1 充种过程仿真 排种器开始转动时，分种勺盘随之转动，当分种勺转至充种腔内的种子堆时会从中舀取数粒种子，种子进入到持种空间后随分种勺一起沿充种腔内壁向上运动。采用if语句相乘的方法来实现分种勺带动种子运动的这一充种过程，在函数编辑器中，输入以下函数关系式 If (time-2:270d*time, 270d*time, 270d* time)*if (time-0.1:0, 1, (time-0.1)/time) 当设定仿真时间为2s、旋转运动为4.71rad/s时，0～0.1s时间内种子不动，分种勺旋转；0.1s后，种子随分种勺一起运动。 2.2.2 清种过程仿真 清种过程的好坏直接影响排种器重播率，因此清种过程尤为重要。由清种开始时种子的受力（如图1所示）可知，种子与排种器内壁接触不下落的条件是排种器内壁对种子的支持力N＞0。当N≤0时，种子将脱离排种器内壁沿径向滑落。 图1 清种时种子受力 Fig.1 Mechanics analysis of seed when clearing seeds 清种开始时，作用在种子上的重力、离心力和支持力在y轴方向上的受力平衡方程为 0sinsincos)coscos(21=−++NmgRmmgαβαωθβ 当N=0时，种子受力平衡方程为 0sinsincos)coscos(21=++αβαωθβmgRmmg 由此求得清种起始角为 )]tantancos(arccos[21αββωθ+−=gR 式中 α—导种台的角度； β—排种器垂直倾角； ω—角速度； R—分种勺盘半径。 首先，根据θ角的计算式和图1，选择隔板上已定义的标记坐标Marker226作为测量角度的第一点，中间点选择Marker329，最后一点选择分种勺盘上的Marker340，系统生成这3个点形成的测量角度“MEA_ANGLE_1”[6]，即清种开始角1θ；然后，定义目标函数“FUNCTION_MEA_n”，即支持
力N，其函数表达式如下 (0.0032*9.80665*COS(25/180*PI)*COS(.MPRO_model.MEA_ANGLE_1/180*PI)+0.0032*0.14*4.71*4.71)*COS(10/180*PI)+0.0032*9.80665*SIN(25/180*PI)*SIN(10/180*PI) 创建传感器，使上述所定义的目标函数值“FUNCTION_MEA_n”等于或小于（less than or equal）0，系统将终止当前仿真。 在ADASM/View的菜单栏中，选择Simulate＞Simulation Script＞New，输入动力学仿真命令，创建描述仿真命令集“SIM-SCRIPT-1”，如图2所示。
图2 仿真命令集“SIM-SCRIPT-1” Fig.2 Simulating commands of “SIM-SCRIPT-1”
在ADASM/View的菜单栏中，选择Simulate＞Scripted Controls，使用描述仿真命令集进行控制仿真。按开始仿真按钮，系统进行仿真，种子随分种勺向上运动，完成充种、清种和投种过程，如图3所示。
图3 清种过程仿真画面 Fig.3 Simulation viewer of claring process of seeds 同时，观察到测量角度“MEA_ANGLE_1”和目标函数“FUNCTION_MEA_n”的变化曲线，如图4和
mgsinβ β mg mgcosβcosθ1
N y x mω2R
α 2007年6月 农 机 化 研 究 第6期
- 148 - →V 图5所示。在图5中得到目标函数小于或等于0时，对应的时间约为0.5s，从而在图4中得到相同时间所对应的分种勺转过的测量角度为-125°。 图4 角度“MEA_ANGLE_1”的变化曲线 Fig.4 Changing curve of angle“MEA-ANGLE-1” 图5 目标函数“FUNCTION_MEA_n”的变化曲线 Fig.5 Changing curve of objective function“FUNCTION-MEA-n” 2.2.3 投种过程仿真 经护种过程的玉米种子被投种轮护送至投种口处投出，投出的种子在重力作用下落入土壤的穴孔中。投种时，玉米种子开始减速时的角度要与理论投种角0α=40°接近，这样可减少投种轮对种子的推动作用(即强制投种的可能)。当排种器以V =1.25m/s向前运动时，位于投种口的种子相对速度为V′=0.7m/s，这时得到投种过程中种子的运动轨迹如图6所示，同时得到打穴铲端点的运动轨迹。 3 结束语 在运用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS对勺式玉米精密排种器进行动力学仿真基础上，直观的看到种子在排种器内的充种、清种及投种过程，得到相关变化曲线及运动轨迹，有助于分析排种器参数对排种质量的影响。
图6 投种过程中种子的运动轨迹 Fig.6 Kinematic path of seeds in the throwing process
参数化分析可以研究一个或多个参数变化对样机性能的影响，因此在后续工作中十分有必要进行参数化分析，以获得最优化的播种机。 参考文献： [1] 何 波,李成华,张 勇.铲式玉米精密播种机的运动仿真[J].农机化研究,2005,(6):78-81. [2] 李成华.铲式玉米精密打穴播种机的计算机辅助 设计[D].长春:吉林工业大学博士后研究工作报告,1998． [3] 何 波,李成华.铲式成穴器工作过程的计算机辅助分析[J].中国农机化,2005(2):77-79. [4] 郑建荣.ADAMS—虚拟样机技术入门与提高[M].北京:机械工业出版社,2001. [5] 李 军,邢俊文,覃文洁.ADAMS实例教程[M].北京:北京理工大学出版社,2002. [6] 王国强,张进平,马若丁.虚拟样机技术及其在ADAMS上的实践[M].西安:西北工业大学出版社,2002.