【摘要】：糧農(nóng)組織最新數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)已成為全球最重要的蔬菜生產(chǎn)國(guó)家,每年國(guó)內(nèi)蔬菜總產(chǎn)量達(dá)到全球的一半以上。育苗移栽作為蔬菜種植方式之一,能夠更好的提高蔬菜等旱地經(jīng)濟(jì)作物的產(chǎn)量,充分利用光熱土地資源,提高經(jīng)濟(jì)效益。因此,旱地缽苗移栽機(jī)的核心工作部件——移栽機(jī)構(gòu)的研究工作就顯得尤為重要,而且對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也具有十分重要的意義。近年來,課題組專注于移栽機(jī)構(gòu)的研究工作,先后提出多種不同構(gòu)型的自動(dòng)取苗機(jī)構(gòu),其中組合式不完全偏心圓—非圓齒輪行星輪系取苗機(jī)構(gòu)通過特殊齒輪傳動(dòng)獲得周期內(nèi)傳動(dòng)比二次不等幅較大波動(dòng),很好的解決了前期構(gòu)型沖擊較大的問題,是目前較為優(yōu)越的一種設(shè)計(jì)方案。但是該機(jī)構(gòu)的推苗姿態(tài)還達(dá)不到理想狀況,取苗爪取苗深度不夠,而且機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)取苗爪攜帶的缽苗容易與另一取苗臂干涉。因此,本文擬在已有研究基礎(chǔ)上,優(yōu)化運(yùn)動(dòng)軌跡中的取苗段和推苗段軌跡,增加取苗深度和獲取更優(yōu)推苗姿態(tài),基于擬合后的軌跡曲線利用反求設(shè)計(jì)方法得到一種由3個(gè)組合式非圓齒輪、4個(gè)非圓齒輪和2個(gè)取苗臂組成的行星輪系取苗機(jī)構(gòu),并相應(yīng)的開展取苗機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)仿真和試驗(yàn)研究。本論文主要內(nèi)容和安排如下:1)論述國(guó)內(nèi)外旱地蔬菜移栽機(jī)構(gòu)研究成果及實(shí)際應(yīng)用狀況,對(duì)比不同移栽機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)和使用上的優(yōu)缺點(diǎn),針對(duì)旱地蔬菜缽苗移栽機(jī)構(gòu)提出反求設(shè)計(jì)的研究方案。2)在現(xiàn)有機(jī)構(gòu)取苗軌跡的基礎(chǔ)上,分析局部軌跡調(diào)整對(duì)機(jī)構(gòu)的取苗和推苗作業(yè)的影響,比較選取出相對(duì)最優(yōu)取苗軌跡。在該軌跡上給定N個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),選用三次非均勻B樣條曲線擬合方法,擬合出軌跡曲線所對(duì)應(yīng)的N+2個(gè)控制頂點(diǎn),利用德布爾公式求解軌跡曲線上所有點(diǎn)的坐標(biāo)值。3)將新機(jī)構(gòu)模型轉(zhuǎn)化為三桿機(jī)構(gòu),基于擬合軌跡反求取苗機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比。通過擬合后的取苗軌跡點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算三桿機(jī)構(gòu)中曲柄和擺桿的長(zhǎng)度,求解機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比并分配兩級(jí)傳動(dòng)比,然后求解機(jī)構(gòu)各齒輪的節(jié)曲線數(shù)據(jù)。4)按照反求得到的節(jié)曲線等結(jié)果完成取苗機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),應(yīng)用UG繪制出各個(gè)零件三維模型并完成整體裝配,利用Adams完成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真和虛擬試驗(yàn)研究,提高部件設(shè)計(jì)的合理性、準(zhǔn)確性,以及設(shè)計(jì)效率。5)繪制圖紙并加工裝配行星輪系取苗機(jī)構(gòu)樣機(jī),開展空轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)試驗(yàn)和取苗試驗(yàn),測(cè)試得到機(jī)構(gòu)空轉(zhuǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)軌跡,研究機(jī)構(gòu)樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性;利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)臺(tái)開展實(shí)際取苗作業(yè)試驗(yàn),對(duì)樣機(jī)取苗效果進(jìn)行分析,驗(yàn)證了機(jī)構(gòu)應(yīng)用于實(shí)際機(jī)械的可行性。
【圖文】：

回轉(zhuǎn)箱充當(dāng)行星架的功能。移栽工作由栽植爪來完成，并形成圖1.1 中的取苗軌跡 A。圖 1.1 左上方為取苗初始點(diǎn)，栽植爪移動(dòng)軌跡基本與缽苗盤垂直，便于取苗。理論上講該機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)，取苗臂的姿態(tài)能夠很好的控制，可以比較好的實(shí)現(xiàn)取苗、移栽和種植的功能，但該機(jī)構(gòu)存在機(jī)構(gòu)較為繁瑣、運(yùn)動(dòng)鏈過長(zhǎng)等問題，同時(shí)工作時(shí)存在振動(dòng)，設(shè)計(jì)制造成本相對(duì)與同類產(chǎn)品偏高，考慮到綜合價(jià)值，該設(shè)備未能投入實(shí)際生產(chǎn)。與此同時(shí)，伊藤尚勝[30]等人設(shè)計(jì)的另外一種自動(dòng)移栽機(jī)構(gòu)，缽苗采用缽盤營(yíng)養(yǎng)液來培育，通過夾缽式的取苗方式來完成取苗操作，取苗爪插入土缽過程中緩慢閉合，夾緊土缽后將其取出。該機(jī)構(gòu)包含兩部分：取苗機(jī)構(gòu)和植苗機(jī)構(gòu)，，如圖 1.2 所示。取苗部分由旋轉(zhuǎn)式齒輪系和曲柄滑道組成，其中行星架 1 作為主動(dòng)構(gòu)件，電機(jī)通過行星架 1 輸入動(dòng)力。機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，兩機(jī)構(gòu)協(xié)同工作，此時(shí)取苗爪 6 頂點(diǎn)形成軌跡 5。該機(jī)構(gòu)一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期取苗植苗一次，單行移栽效率約為 50 株/分鐘，效率偏低，不能滿足實(shí)際移栽要求；若提高轉(zhuǎn)速來增加效率，將會(huì)對(duì)取苗成功率產(chǎn)生較大影響，并損傷缽苗，且該機(jī)構(gòu)中滑道部分容易造成磨損；另外取苗爪取苗時(shí)擺

2道機(jī)兩機(jī)構(gòu)協(xié)同工作，此時(shí)取苗爪 6 頂點(diǎn)形成軌跡 5。行移栽效率約為 50 株/分鐘，效率偏低，不能滿足，將會(huì)對(duì)取苗成功率產(chǎn)生較大影響，并損傷缽苗，外取苗爪取苗時(shí)擺動(dòng)過大，容易對(duì)缽苗根系造成傷也不利于推苗操作，導(dǎo)致缽苗傾斜，降低缽苗存活圖 1.2 齒輪連桿組合式取苗機(jī)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S223.9

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 趙雄;二階非圓齒輪行星輪系缽苗移栽機(jī)取苗機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D];浙江理工大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 惠東志;煙草自動(dòng)移栽機(jī)取苗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2621989