《表2 不同压力和温度条件下安全系数变化表》

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《多功能园艺修枝机械手臂的设计与特性分析》

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注:表中S1表示温度在零下30℃时机械臂的安全系数；S2表示温度在常温时机械臂的安全系数；S3表示温度在零上40℃时机械臂的安全系数

对修枝机械臂仿真模型施加约束后，放松其纵向移动，在上部工作部分的机械爪处施加修枝的计算压力N，方向为所修剪树枝与机械爪接触面的法线方向。通过对机械臂进行静应力受力分析和屈曲分析，得出修枝机械臂仿真模型在不同环境条件下安全系数、应力、静态位移和应变的变化曲线图，见表2、图7～图9；机械臂在正常工作条件下的屈曲分析如图10所示；以及机械臂在平均外载荷作用下的受力分析如图11～图13所示。由表2、图7至图9可以看出机械臂在不同环境条件下安全系数、应力、静态位移和应变虽然都因环境影响存在差异，但在允许施加的外载荷范围内各影响因素均满足实际工作要求，不影响正常修枝作业；由图10可知修枝臂在修剪额定外载荷内的树枝时屈曲特征值均大于等于1，且当外载荷超过修枝机械的屈服极限后屈曲特征值将趋于稳定；由图11～图13可以看出当对修枝机械施加平均外载荷时工作部分最大受力为机械爪与树枝接触部分，机械变形比例为1，最大静应力为1 510.6 N/mm2，最大变形位移为1.094 mm，最大应变为0.005，根据模拟受力分析和实际作业情况相比较可知修枝机械臂满足使用要求。