不完全偏心圓齒輪行星輪系水稻缽苗移栽機構的優(yōu)化設計與試驗.pdf

1、缽苗移栽是水稻機械化種植的主要方式之一，與機插秧相比，缽苗移栽技術具有秧苗分蘗早、返苗快、直立性好、增產明顯等優(yōu)點。推廣水稻缽苗移栽技術不僅能提高我國水稻種植機械化程度，而且還能有效提高我國水稻生產能力。因此，開展水稻缽苗移栽機構的研究，具有重要的科學意義和實際應用價值。
　　國內研制的水稻缽苗移栽機構多為桿機構，移栽后緩苗期較長，不利于分蘗，且由于桿機構自身結構缺陷，移栽工作振動大，很難提高移栽效率。以日本為代表的國外水稻缽苗移

2、栽機多采用三套機構分別完成取秧、輸送和栽植作業(yè)，取秧采用齒輪連桿機構，輸送秧苗采用帶式輸送裝置，栽植秧苗采用滑道—回轉輪系式栽植機構,移栽機構的結構復雜、成本高、效率偏低且育苗要求高，不適合我國的水稻機械化種植作業(yè)。因此，本文提出了一種新型高效、運轉平穩(wěn)的水稻缽苗移栽機構——不完全偏心圓—非圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機構，采用一套回轉機構完成以上三種動作，并建立了該機構的運動學模型，開展了機構參數(shù)優(yōu)化、虛擬仿真和臺架試驗研究。主要研究內容

3、和結果如下：
　　1）在對現(xiàn)有水稻缽苗移栽機構的工作機理分析和研究的基礎上，提出將一種不完全偏心圓—非圓齒輪變速傳動應用于水稻缽苗移栽機構中，發(fā)明了新型旋轉式移栽機構——不完全偏心圓—非圓齒輪行星輪系水稻缽苗移栽機構。該機構能完成取秧、輸送和栽植三個動作，運轉平穩(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構的工作原理，建立了該移栽機構的運動學模型，開發(fā)了機構的運動學輔助分析軟件，分析了機構的傳動

4、特性。
　　3）建立優(yōu)化目標，采用“參數(shù)導引”優(yōu)化方法，基于Visual Basic可視化平臺自主開發(fā)不完全偏心圓—非圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機構參數(shù)優(yōu)化軟件，并通過該軟件優(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）根據優(yōu)化后的機構參數(shù)對水稻缽苗移栽機構進行結構設計，利用計算機輔助設計軟件UG8.0建立機構的三維實體模型，進行虛擬裝配，并將其導入ADAMS

5、中，進行虛擬樣機運動仿真，驗證了所設計的移栽機構運動軌跡的正確性。在仿真后處理中對該機構進行運動學分析，得到機構的仿真運動軌跡以及速度曲線圖，通過和理論分析的結果進行對比，驗證了機構優(yōu)化設計方法和結果的正確性。
　　5）加工移栽機構的物理樣機，將其安裝在自制試驗臺上進行高速攝影運動學試驗。通過高速攝影試驗得到了機構工作軌跡和姿態(tài)的試驗結果，并將其與理論結果進行比較。試驗結果與理論結果基本一致，表明該機構的運動學建模和優(yōu)化設計是正確