蔬菜缽苗移栽機取苗機構(gòu)的動力學分析與試驗研究.pdf

1、隨著人們對飲食營養(yǎng)要求的提高，蔬菜逐漸成為了生活中必備的食物之一。蔬菜作為我國的第二大農(nóng)作物在農(nóng)業(yè)發(fā)展中占有重大地位，這也決定了蔬菜在農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展中具有重大的作用。目前我國蔬菜（如西紅柿、西蘭花、茄子、辣椒等）缽苗移栽作業(yè)主要依靠人力勞動進行。人力栽植存在著勞動量大、生產(chǎn)效率不高、栽植質(zhì)量差和生產(chǎn)成本較高等缺點，難以實現(xiàn)大區(qū)域栽植，限制了我國蔬菜生產(chǎn)的進一步發(fā)展。加大蔬菜栽植機械的研發(fā)力度，實現(xiàn)蔬菜種植機械化成為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展的新目

2、標。旋轉(zhuǎn)式蔬菜缽苗取苗機構(gòu)是自動移栽機的核心工作部件，直接關(guān)系到蔬菜的種植質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，開展自動移栽機構(gòu)動力學分析與試驗研究，能為蔬菜移栽機設計和性能改進提供重要的依據(jù)，具有重要的科學意義和重大的應用價值。
　　蔬菜缽苗移栽過程一般由取苗和栽植苗兩套機構(gòu)共同協(xié)調(diào)完成。目前半自動蔬菜移栽機所應用的鉗夾式、鏈夾式、導苗管式、吊籃式等栽植苗機構(gòu)已經(jīng)比較成熟。國際市場上較為完善的自動移栽機由日本研發(fā)，但是其機構(gòu)結(jié)構(gòu)復雜、價格昂貴、

3、工作效率一般和受國內(nèi)專利保護，因此，國內(nèi)必須開展自動移栽機構(gòu)的自主研發(fā)工作。然而，國內(nèi)自動移栽機構(gòu)的研究工作剛剛起步，在應用方面很是欠缺，成為制約自動移栽機發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)。因此，本文針對課題組已發(fā)明的一種新型旋轉(zhuǎn)式取苗機構(gòu)——橢圓—不完全非圓齒輪行星輪系蔬菜缽苗取苗機構(gòu)（實用新型專利授權(quán)號:201120343300.1）進行運動學和動力學分析，開展虛擬樣機運動仿真和相關(guān)試驗，為機構(gòu)的設計及應用提供重要依據(jù)。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:

4、>　　(1)研究了國內(nèi)外蔬菜移栽機發(fā)展現(xiàn)狀，分析橢圓—不完全非圓齒輪行星系蔬菜缽苗取苗機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理，完善了機構(gòu)的運動學模型，進行了機構(gòu)運動學分析。通過機構(gòu)虛擬樣機仿真驗證了機構(gòu)運動學模型和分析的正確性，為后續(xù)機構(gòu)的動力學分析打下基礎。
　　(2)采用動態(tài)靜力分析法建立了橢圓—不完全非圓齒輪行星輪系蔬菜缽苗取苗機構(gòu)的動力學模型，采用動力學方程組序列求解法進行求解。開發(fā)了機構(gòu)動力學分析軟件，并利用該軟件進行動力學分析，得到

5、機構(gòu)的動力學特性。
　　(3)制造出取苗機構(gòu)樣機，構(gòu)建試驗臺完成機構(gòu)動力學試驗，分別測試得到機構(gòu)在40r/min、60r/min、80r/min、100r/min等轉(zhuǎn)速條件下支座垂直反力與行星架轉(zhuǎn)角的關(guān)系。同時比較動力學試驗結(jié)果與理論分析結(jié)果，驗證了機構(gòu)動力學模型和分析的正確性。
　　(4)采用增加瞬心線附加板、改進機構(gòu)結(jié)構(gòu)的方法優(yōu)化機構(gòu)動力學性能。通過對結(jié)構(gòu)改進前后的機構(gòu)動力學特性試驗結(jié)果進行比較分析，表明機構(gòu)結(jié)構(gòu)改進后具