傅里葉齒輪步行式水稻缽苗移栽機構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、水稻是我國第一大糧食作物，水稻種植區(qū)域幾乎遍布全國，發(fā)展水稻生產(chǎn)機械化，對于增強我國農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)力、保障糧食安全、增加農(nóng)民收入、推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有十分重要的意義。水稻機械化種植方式可以分為水稻直播、毯狀苗插秧和缽苗移栽。經(jīng)過多年的試驗研究，缽苗移栽增產(chǎn)幅度明顯高于其他種植方式。因此，發(fā)展水稻移栽技術(shù)，開發(fā)結(jié)構(gòu)簡單、高效的移栽機構(gòu)具有戰(zhàn)略性意義。
　　研究國內(nèi)外移栽機構(gòu)的工作原理與結(jié)構(gòu)特點，發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜、工作特點與國內(nèi)水稻種植

2、農(nóng)藝要求脫節(jié)，所以未能得到我國稻民的認可，均未能得到大范圍推廣。在課題組建立的水稻種植機械研究平臺基礎(chǔ)之上，設(shè)計的傅里葉齒輪行星輪系水稻缽苗移栽機構(gòu)能很好的解決以上問題，運用一個移栽機構(gòu)同時完成取秧、輸送和栽植三個動作，而且齒輪傳動平穩(wěn)，可靠，可以有效的減小振動，提高作業(yè)時舒適性，提高工作效率。
　　本課題是在農(nóng)業(yè)部確定“十二五”期間實現(xiàn)全國水稻生產(chǎn)機械化的目標(biāo)的大背景下提出的，致力于解決市場上無適用于我國種植方式的全自動水稻缽苗

3、移栽機的現(xiàn)狀。本課題擬通過一種傅里葉齒輪行星輪系水稻缽苗移栽機構(gòu)替代現(xiàn)有的滑道機構(gòu)、桿機構(gòu)和其他一些復(fù)雜的機構(gòu)，彌補其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、振動大和工作效率低的不足，實現(xiàn)簡單、可靠、精確、高效的移栽作業(yè)。
　　本文在浙江省自然科學(xué)基金(Y1110362)的支持下，主要完成了以下內(nèi)容:
　　1)研究對比傅里葉齒輪與偏心齒輪、橢圓齒輪的傳動特性，利用傅里葉齒輪行星輪系作為移栽機構(gòu)的驅(qū)動機構(gòu)，使其能一次完成取秧，輸送和插秧三個動作，完成移栽機

4、構(gòu)運動學(xué)理論分析。
　　2)在建立移栽機構(gòu)運動學(xué)模型的基礎(chǔ)上，編制人機交互式的計算機輔助分析與優(yōu)化程序。根據(jù)移栽機構(gòu)的工作特點，參考移栽農(nóng)藝要求和實踐經(jīng)驗，確定機構(gòu)的優(yōu)化目標(biāo)，利用優(yōu)化程序得到合理、可靠的機構(gòu)參數(shù)和合理的機構(gòu)工作軌跡。
　　3)分析外非圓直齒輪齒坯回轉(zhuǎn)運動、插齒刀的回轉(zhuǎn)運動以及工件中心與插齒刀中心距離變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，建立齒輪刀具與非圓齒輪毛坯嚙合的運動學(xué)模型，開發(fā)外非圓齒輪齒廓生成軟件，利用其計算功能，近似

5、求解出非圓齒輪輪廓點。
　　4)利用計算機輔助設(shè)計軟件UG7.0建立移栽機構(gòu)三維實體模型和虛擬裝配模型，通過Parasolid文件與機械系統(tǒng)動力學(xué)仿真軟件ADAMS連接，進行虛擬樣機運動仿真，驗證了所設(shè)計的移栽機構(gòu)與非圓齒輪齒廓求解方法的正確性。在ADAMS環(huán)境中分析移栽機構(gòu)支座的振動位移，利用其自動尋優(yōu)功能，得到齒輪箱上添加配重的合適位置，以達到減小工作過程中的振動問題。
　　5)針對移栽機構(gòu)特殊工作特點，提出結(jié)構(gòu)設(shè)計與安