27、新型弹簧四杆机构与花生脱粒单元工作参数研究

新型弹簧四杆机构与花生脱粒单元工作参数研究

在机械设计领域，弹簧四杆机构的重力补偿设计以及花生脱粒机脱粒单元的工作参数优化都是重要的研究方向。下面将详细介绍这两方面的研究内容。

新型弹簧四杆机构

• 弹簧连接与机构类型
  • 考虑组合的四杆RRRR连杆机构，通过连接拉伸弹簧来补偿负载重量产生的重力。针对一种四杆连杆机构可得到8种不同类型的弹簧机构，归为第一组；对另一种四杆连杆机构进行类似操作，又可得到另外8种类型的弹簧机构。通过连杆组合和弹簧连接，最终可生成一类包含7组共56种不同类型的弹簧四杆机构。
• 重力补偿设计
  • 静态建模
    • 以第一组中的G型弹簧四杆机构为例，假设旋转连杆的关节角度范围为θ = (θint, θend)。弹簧力Fs作用在连杆2的D点，同时在旋转连杆的H点产生反向的相同力。弹簧力Fs的计算公式为：
      [Fs = k(s1 + s0)]
      其中，
      [s1 = d1 - d0, d0 = DH|θ = θint = |H - D|θ = θint, d1 = DH|θ = [θint, θend] = |H - D|θ = [θint, θend]]
      在上述公式中，k为弹簧的刚度系数，s0为初始伸长量，s1为瞬时伸长量；d0和d1分别为弹簧在初始和瞬时位置的长度；li (i = 1, 2, …, 4)为连杆i的长度；lia和lib (i = 2或4)为非直连杆i的长度；ls = OH。