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林木联合采育机作业过程中的稳定性

东北林业大学学报 2014年第10期42卷 132-134页

作者：苏永涛刘晋浩丁小康北京林业大学北京100083

基于大脑情感学习模型,获取采育装置的环境与运动数据信息;对数据进行融合处理,得到平面特征矢量,实现对多功能林木联合采育机纵向、横向两方面的稳定性判断。

关键词：林木联合采育机作业过程稳定性判断

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林木联合采育机自主作业的虚拟仿真系统

东北林业大学学报 2017年第1期45卷 71-76页

作者：葛桃桃郑一力刘晋浩北京林业大学北京100083

针对林木联合采育机自主作业路径规划与控制的研究需求,采用Solid Works软件对林木联合采育机进行了三维实体建模,将模型导入到图形开发引擎Open Scene Graph(OSG),结合Visual C++编程语言,完成了一套林木联合采育机作业三维虚拟仿真系... 详细信息

针对林木联合采育机自主作业路径规划与控制的研究需求,采用Solid Works软件对林木联合采育机进行了三维实体建模,将模型导入到图形开发引擎Open Scene Graph(OSG),结合Visual C++编程语言,完成了一套林木联合采育机作业三维虚拟仿真系统。阐述了该虚拟仿真系统的架构、功能以及系统的开发流程。在对机械臂运动学建模的基础上,给出了伐木头直线、圆弧和激光反馈的路径规划和控制方法。在三维虚拟仿真系统中通过采伐虚拟立木实验,验证了自主作业路径规划与控制方法的有效性,该研究为实现林木联合采育机的无人自主采伐作业打下基础。

关键词：林木联合采育机自主作业虚拟仿真

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林木联合采育机底盘车架设计与模态分析

江苏农业科学 2013年第2期41卷 375-377页

作者：孙治博刘晋浩北京林业大学工学院北京100083

林木联合采育机的底盘车架是采育机中重要的承载部件,其固有频率与振型是整车在林间安全运行的重要保证。基于SolidWorks对林木联合采育机的车架进行设计,并建立虚拟样机模型,采用ANSYS Workbench有限元分析软件对其进行模态分析,得出... 详细信息

林木联合采育机的底盘车架是采育机中重要的承载部件,其固有频率与振型是整车在林间安全运行的重要保证。基于SolidWorks对林木联合采育机的车架进行设计,并建立虚拟样机模型,采用ANSYS Workbench有限元分析软件对其进行模态分析,得出了车架的前6阶固有频率(9.9～61.0 Hz)和振型、外界的激振频率(2.78～7.20 Hz,70～90 Hz),从而确保车架在行驶过程中的安全性。

关键词：林木联合采育机底盘车架有限元法模态分析

基于Unity3D的林木联合采育机虚拟训练系统研究

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系统仿真学报 2018年第4期30卷 1310-1318页

作者：程伯文郑一力黄青青刘晋浩北京林业大学工学院北京100083

采用Unity3D研发了一套林木联合采育机虚拟训练系统。以某型林木联合采育机为原型,采用SolidWorks辅助3dsMAX进行精细建模,将三维模型导入Unity3D中,搭建虚拟作业场景,对林木联合采育机的各个部件按照仿真需要进行父子关系的处理,通过... 详细信息

采用Unity3D研发了一套林木联合采育机虚拟训练系统。以某型林木联合采育机为原型,采用SolidWorks辅助3dsMAX进行精细建模,将三维模型导入Unity3D中,搭建虚拟作业场景,对林木联合采育机的各个部件按照仿真需要进行父子关系的处理,通过分析机械臂运动原理,建立相应的数学模型,实现机械臂的运动仿真,通过基于碰撞点和刀锯形成平面的切割算法来实现对树木的切割模拟。实验结果表明:系统实现了林木联合采育机的虚拟采伐作业,沉浸感强,交互效果好,可满足林木联合采育机操作人员的训练需求。

关键词：林木联合采育机虚拟现实 Unity3D 虚拟切割

基于现代设计技术林木联合采育机的设计及评价体系

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东北林业大学学报 2013年第8期41卷 146-149页

作者：魏占国王忠伟刘晋浩中南林业科技大学长沙410004 北京林业大学

通过总结我国首台林木联合采育机的设计研发过程与成果,提出适合中国国情林情的林木联合采育机设计与研发基本技术要求,探讨建立了一套林木联合采育机的设计及评价体系,并成功应用与新型装备的研发,为今后国内研制新型的林木联合采育机... 详细信息

通过总结我国首台林木联合采育机的设计研发过程与成果,提出适合中国国情林情的林木联合采育机设计与研发基本技术要求,探讨建立了一套林木联合采育机的设计及评价体系,并成功应用与新型装备的研发,为今后国内研制新型的林木联合采育机及相似工程装备,跟上国际先进水平,提供可供参考的研发技术方案及评估标准。

关键词：林业工程林木联合采育机现代设计技术机械设计评价体系

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新型林木联合采育机前车架的设计与优化

江苏农业科学 2013年第1期41卷 367-369页

作者：孙治博刘晋浩北京林业大学工学院北京100083

参照CFJ30林木联合采伐机对ZL30型装载机前车架进行改装,设计出适合我国林地工作的采育机前车架,利用SolidWorks建立前车架虚拟样机模型,并开展基于CosmosWorks的有限元分析与结构优化。优化后,在保证结构可靠性的同时,前车架减轻了78 ... 详细信息

参照CFJ30林木联合采伐机对ZL30型装载机前车架进行改装,设计出适合我国林地工作的采育机前车架,利用SolidWorks建立前车架虚拟样机模型,并开展基于CosmosWorks的有限元分析与结构优化。优化后,在保证结构可靠性的同时,前车架减轻了78 kg,缩少了0.01 m3,有效地降低了制造成本。

关键词：林业林木联合采育机前车架有限元分析优化

基于Unity3D的林木联合采育机虚拟驾驶训练系统研究

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基于Unity3D的林木联合采育机虚拟驾驶训练系统研究

作者：程伯文北京林业大学

学位级别：硕士

林木联合采育机集成了伐木、打枝、造材、归装、抚育作业装置,能够在人工操作下按照设定的程序完成人工林抚育、采伐的全部作业过程,它显著地提高了林业采伐的效率。但林木联合采育机驾驶员在采伐作业过程中存在较大的危险,因此,林木联... 详细信息

林木联合采育机集成了伐木、打枝、造材、归装、抚育作业装置,能够在人工操作下按照设定的程序完成人工林抚育、采伐的全部作业过程,它显著地提高了林业采伐的效率。但林木联合采育机驾驶员在采伐作业过程中存在较大的危险,因此,林木联合采育机驾驶员在上岗之前必须经过专业的培训,培训合格之后才能进行采伐作业。而传统的培训存在培训费用高昂、周期较长、受到天气与场地的制约等问题。为此,本文采用Unity3D研发了一套林木联合采育机虚拟训练系统,将虚拟现实技术应用到林木联合采育机驾驶员培训中,对缩短驾驶员培训周期、提高林木联合采育机驾驶员培训效率等具有重要意义。首先,本文阐述了系统的总体框架,介绍了系统的硬件组成和相关开发软件,对虚拟场景创建的一般过程做了详细介绍,重点阐述了林木联合采育机、花草树木、地形、天空盒等模型的建立过程,为虚拟驾驶训练系统构建了一个逼真的林业环境。其次,对视景系统的主要模块的实现做了详细介绍,主要包括林木联合采育机的基本运动、机械臂的运动仿真、虚拟采伐作业和视觉系统设计。重点阐述了林木联合采育机机械臂的运动仿真和虚拟采伐作业的实现。通过对林木联合采育机的各个部件按照仿真需要进行父子关系的处理,分析林木联合采育机机械臂运动原理,建立相应的数学模型,实现林木联合采育机机械臂的运动仿真;通过基于碰撞点和刀锯形成平面的切割算法来实现对树木的切割模拟;该切割算法通过采伐头的刀锯与模型网格的碰撞,以碰撞点和刀锯形成的平面对模型网格进行切割和网格重建。最后,对硬件系统与视景系统的通信实现方式做了具体阐述。方向盘、脚踏板、档位杆的操作数据通过USB方式,操作手柄的多路控制输入信号经CAN总线实时传输给视景系统,以控制虚拟场景中的林木联合采育机模型运动,实现虚拟驾驶及采伐作业。将林木联合采育机的运动数据通过UDP的方式发送给六自由度运动平台以实现真实动感下的操作体验,实现人与仿真对象的实时互动。实验结果表明:系统实现了林木联合采育机的虚拟采伐作业,沉浸感强,交互效果好,可满足林木联合采育机操作人员的训练需求。

关键词：林木联合采育机虚拟切割虚拟驾驶系统运动仿真 Unity3D

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改装后林木联合采育机作业稳定性分析

农业工程 2012年第1期2卷 20-23页

作者：孙治博刘晋浩王典北京林业大学工学院北京100083

该文旨在判断改装后的林木联合采育机能否在作业过程中保持良好的稳定性。在solidworks环境下,对轮式装载机和林木联合采育机的工作装置进行建模,从模型中获得工作装置的质量和重力数据,并基于稳定性评价理论对改装后的林木联合采育机... 详细信息

该文旨在判断改装后的林木联合采育机能否在作业过程中保持良好的稳定性。在solidworks环境下,对轮式装载机和林木联合采育机的工作装置进行建模,从模型中获得工作装置的质量和重力数据,并基于稳定性评价理论对改装后的林木联合采育机的稳定性进行评价。经过评价计算得出:改造后的林木联合采育机在不加配重的情况下是可以进行稳定工作的。

关键词：轮式装载机林木联合采育机工作装置稳定性分析

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林木联合采育机运动分析与虚拟仿真系统研究

林木联合采育机运动分析与虚拟仿真系统研究

作者：葛桃桃北京林业大学

学位级别：硕士

在对工程机械、空间机器人等大型和复杂机电系统进行实验时,由于存在危险性和花费高等问题,在开发阶段需要对关键控制技术进行仿真验证。在林木联合采育机实际操作中发现:伐木头对准和捕获立木的环节需要操作员做出大量的观测判断和反... 详细信息

在对工程机械、空间机器人等大型和复杂机电系统进行实验时,由于存在危险性和花费高等问题,在开发阶段需要对关键控制技术进行仿真验证。在林木联合采育机实际操作中发现:伐木头对准和捕获立木的环节需要操作员做出大量的观测判断和反复对准,造成单位采伐周期内的无功时间加长;同时机械臂的往复对准运动和液压缸不合理动作轨迹,造成了系统的燃料损耗,增加了作业成本。本研究采用虚拟现实技术,对林木联合采育机进行运动分析与虚拟仿真系统研究。本文的主要研究内容包括以下三个方面:1.分析了林木联合采育机机械臂运动学特性,建立了机械臂的正运动学和逆运动学模型,获得伐木头位姿变量、各关节变量与各液压缸之间的转换关系,开展了机械臂路径规划的研究,使伐木头沿给定的路径以及基于激光测量数据自主完成立木的采伐作业。2.基于SoSolidWorks、Visual C++平台和OpeenSceneGraph(OSG)三维图形引擎开发了一套林木联合采育机动态虚拟仿真系统。该系统包含林木联合采育机作业环境及其机械臂的数学模型,可输入控制参数和指令,并实时显示和保存运动信息。使用该系统验证了机械臂作业的路径规划与控制策略的有效性。3.将操作手柄、方向盘和脚踏板的多路控制信号经CAN总线输入林木联合采育机的虚拟仿真模型,控制虚拟林木联合采育机各个关节的运动。实现人机交互。本研究是进一步提升林木联合采育机自动化程度和降低作业成本的有效途径,可为林木联合采育机的批量制造和推向市场奠定理论和技术基础。

关键词：林木联合采育机运动分析虚拟仿真