2ZXWW-2移栽機自動升降仿形系統(tǒng)設(shè)計與仿真分析.pdf

1、近年來，隨著國家對農(nóng)機行業(yè)資金投入力度的不斷增加，移栽機械化技術(shù)取得了很大的發(fā)展。但我國的移栽機械發(fā)展起步較晚，和發(fā)達國家相比還有很大的差距，尤其是底盤，是阻礙自動移栽機研發(fā)進程的關(guān)鍵因素。目前國內(nèi)自主研制的移栽機底盤大多采用手動式升降結(jié)構(gòu)，地面凹凸不平時不能實時調(diào)節(jié)底盤與壟面的距離，影響缽苗栽植深度的均勻性，不能滿足壟上栽植的要求。本文結(jié)合蔬菜壟上栽植需要和農(nóng)藝要求，在消化吸收洋馬PA1A移栽機自動升降仿形底盤基礎(chǔ)上，設(shè)計出一套適合自

2、制2ZXW-2型穴盤苗移栽機底盤的自動升降仿形系統(tǒng)，通過建立虛擬樣機模型、仿真分析和試驗，研究升降仿形系統(tǒng)的作業(yè)性能。
　　本文完成的主要工作及結(jié)論如下:
　　(1)結(jié)合移栽機壟上栽植作業(yè)需求，設(shè)計出一種由自動升降機構(gòu)、地面仿形機構(gòu)和整機自動平衡裝置構(gòu)成的升降仿形系統(tǒng)。并對各機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理進行了詳細分析。自動升降機構(gòu)是由兩個非平行四邊形機構(gòu)并聯(lián)組成的多連桿機構(gòu);仿形機構(gòu)是基于感應(yīng)輪對壟面高度的變化反饋調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)達到控

3、制升降機構(gòu)的目的;整機自動平衡裝置通過擺錘式傳感器感知機體傾斜，調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)自動修正機體平衡。
　　(2)建立升降機構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，結(jié)合國外現(xiàn)有機型以及本機工作性能和底盤的約束條件，確定了升降機構(gòu)各桿件尺寸，通過分析得出系統(tǒng)升降高度以及水平方向位移和各尺寸參數(shù)之間的關(guān)系。
　　(3)根據(jù)該系統(tǒng)要實現(xiàn)的自動升降和整機自動平衡功能，分別設(shè)計出換向回路和鎖緊回路來實現(xiàn)上述功能，并對關(guān)鍵液壓元件進行選型和工作原理分析。
　　(4

4、)在ADAMS中建立升降機構(gòu)的虛擬樣機模型，進行運動學(xué)和動力學(xué)仿真分析，通過運動學(xué)仿真得出了系統(tǒng)前后升降高度差對移栽平臺與水平方向夾角的影響為1.099°，對栽植質(zhì)量影響很小。水平方向位移對栽植株距的最大影響為35mm，不會導(dǎo)致栽植株距不合格，驗證了升降機構(gòu)設(shè)計的合理性。動力學(xué)仿真結(jié)果為后續(xù)機械液壓聯(lián)合仿真提供參考。
　　(5)在ADAMS/Hydraulics環(huán)境下建立液壓回路，并和機械模型虛擬連接，進行機液壓聯(lián)合仿真分析，得到

5、了液壓系統(tǒng)的壓力、流量、液壓缸受力、速度等相關(guān)參數(shù)變化，仿真結(jié)果表明所設(shè)計液壓回路能夠滿足工作需求，并為模型的整體優(yōu)化提供參考。
　　(6)以自制的2ZXW-2型穴盤苗自動移栽機為研究對象，利用超聲波傳感器、數(shù)據(jù)采集分析儀等試驗器材，研究作業(yè)過程中仿形機構(gòu)的仿形作業(yè)性能。以底盤和壟面間距穩(wěn)定性以及缽苗栽植深度均勻性作為評價指標，對樣機仿形作業(yè)性能進行試驗研究。測距試驗結(jié)果表明作業(yè)中底盤和壟面的間距能夠保持穩(wěn)定。栽植試驗得出缽苗栽植