不完全偏心圓齒輪行星輪系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn).pdf

1、缽苗移栽是水稻機(jī)械化種植的主要方式之一，與機(jī)插秧相比，缽苗移栽技術(shù)具有秧苗分蘗早、返苗快、直立性好、增產(chǎn)明顯等優(yōu)點(diǎn)。推廣水稻缽苗移栽技術(shù)不僅能提高我國(guó)水稻種植機(jī)械化程度，而且還能有效提高我國(guó)水稻生產(chǎn)能力。因此，開(kāi)展水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的研究，具有重要的科學(xué)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　國(guó)內(nèi)研制的水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)多為桿機(jī)構(gòu)，移栽后緩苗期較長(zhǎng)，不利于分蘗，且由于桿機(jī)構(gòu)自身結(jié)構(gòu)缺陷，移栽工作振動(dòng)大，很難提高移栽效率。以日本為代表的國(guó)外水稻缽苗移

2、栽機(jī)多采用三套機(jī)構(gòu)分別完成取秧、輸送和栽植作業(yè)，取秧采用齒輪連桿機(jī)構(gòu)，輸送秧苗采用帶式輸送裝置，栽植秧苗采用滑道—回轉(zhuǎn)輪系式栽植機(jī)構(gòu),移栽機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、效率偏低且育苗要求高，不適合我國(guó)的水稻機(jī)械化種植作業(yè)。因此，本文提出了一種新型高效、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)——不完全偏心圓—非圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)，采用一套回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)完成以上三種動(dòng)作，并建立了該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，開(kāi)展了機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化、虛擬仿真和臺(tái)架試驗(yàn)研究。主要研究?jī)?nèi)容

3、和結(jié)果如下：
　　1）在對(duì)現(xiàn)有水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的工作機(jī)理分析和研究的基礎(chǔ)上，提出將一種不完全偏心圓—非圓齒輪變速傳動(dòng)應(yīng)用于水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)中，發(fā)明了新型旋轉(zhuǎn)式移栽機(jī)構(gòu)——不完全偏心圓—非圓齒輪行星輪系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)能完成取秧、輸送和栽植三個(gè)動(dòng)作，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)且工作效率高。
　　2）介紹了不完全偏心圓—非圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的工作原理，建立了該移栽機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，開(kāi)發(fā)了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)輔助分析軟件，分析了機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)

4、特性。
　　3）建立優(yōu)化目標(biāo)，采用“參數(shù)導(dǎo)引”優(yōu)化方法，基于Visual Basic可視化平臺(tái)自主開(kāi)發(fā)不完全偏心圓—非圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化軟件，并通過(guò)該軟件優(yōu)化得到一組滿足水稻缽苗移栽工作要求的參數(shù)：R=33mm，e=4.3mm，β=281°，S=155mm。
　　4）根據(jù)優(yōu)化后的機(jī)構(gòu)參數(shù)對(duì)水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件UG8.0建立機(jī)構(gòu)的三維實(shí)體模型，進(jìn)行虛擬裝配，并將其導(dǎo)入ADAMS

5、中，進(jìn)行虛擬樣機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的移栽機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡的正確性。在仿真后處理中對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，得到機(jī)構(gòu)的仿真運(yùn)動(dòng)軌跡以及速度曲線圖，通過(guò)和理論分析的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和結(jié)果的正確性。
　　5）加工移栽機(jī)構(gòu)的物理樣機(jī)，將其安裝在自制試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行高速攝影運(yùn)動(dòng)學(xué)試驗(yàn)。通過(guò)高速攝影試驗(yàn)得到了機(jī)構(gòu)工作軌跡和姿態(tài)的試驗(yàn)結(jié)果，并將其與理論結(jié)果進(jìn)行比較。試驗(yàn)結(jié)果與理論結(jié)果基本一致，表明該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模和優(yōu)化設(shè)計(jì)是正確