發(fā)布時間：2020-04-10 08:16

【摘要】：糧農組織最新數(shù)據(jù)顯示,我國已成為全球最重要的蔬菜生產(chǎn)國家,每年國內蔬菜總產(chǎn)量達到全球的一半以上。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)濟作物的產(chǎn)量,充分利用光熱土地資源,提高經(jīng)濟效益。因此,旱地缽苗移栽機的核心工作部件——移栽機構的研究工作就顯得尤為重要,而且對于我國經(jīng)濟的發(fā)展也具有十分重要的意義。近年來,課題組專注于移栽機構的研究工作,先后提出多種不同構型的自動取苗機構,其中組合式不完全偏心圓—非圓齒輪行星輪系取苗機構通過特殊齒輪傳動獲得周期內傳動比二次不等幅較大波動,很好的解決了前期構型沖擊較大的問題,是目前較為優(yōu)越的一種設計方案。但是該機構的推苗姿態(tài)還達不到理想狀況,取苗爪取苗深度不夠,而且機構運行時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上,優(yōu)化運動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計方法得到一種由3個組合式非圓齒輪、4個非圓齒輪和2個取苗臂組成的行星輪系取苗機構,并相應的開展取苗機構的結構設計、運動仿真和試驗研究。本論文主要內容和安排如下:1)論述國內外旱地蔬菜移栽機構研究成果及實際應用狀況,對比不同移栽機構在設計和使用上的優(yōu)缺點,針對旱地蔬菜缽苗移栽機構提出反求設計的研究方案。2)在現(xiàn)有機構取苗軌跡的基礎上,分析局部軌跡調整對機構的取苗和推苗作業(yè)的影響,比較選取出相對最優(yōu)取苗軌跡。在該軌跡上給定N個數(shù)據(jù)點,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應的N+2個控制頂點,利用德布爾公式求解軌跡曲線上所有點的坐標值。3)將新機構模型轉化為三桿機構,基于擬合軌跡反求取苗機構的總傳動比。通過擬合后的取苗軌跡點坐標計算三桿機構中曲柄和擺桿的長度,求解機構總傳動比并分配兩級傳動比,然后求解機構各齒輪的節(jié)曲線數(shù)據(jù)。4)按照反求得到的節(jié)曲線等結果完成取苗機構的結構設計,應用UG繪制出各個零件三維模型并完成整體裝配,利用Adams完成機構運動學仿真和虛擬試驗研究,提高部件設計的合理性、準確性,以及設計效率。5)繪制圖紙并加工裝配行星輪系取苗機構樣機,開展空轉運動學試驗和取苗試驗,測試得到機構空轉時的運動學軌跡,研究機構樣機的運動學特性;利用現(xiàn)有的實驗臺開展實際取苗作業(yè)試驗,對樣機取苗效果進行分析,驗證了機構應用于實際機械的可行性。
【圖文】：

回轉箱充當行星架的功能。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，栽植爪移動軌跡基本與缽苗盤垂直，便于取苗。理論上講該機構運行時，取苗臂的姿態(tài)能夠很好的控制，可以比較好的實現(xiàn)取苗、移栽和種植的功能，但該機構存在機構較為繁瑣、運動鏈過長等問題，同時工作時存在振動，設計制造成本相對與同類產(chǎn)品偏高，考慮到綜合價值，該設備未能投入實際生產(chǎn)。與此同時，伊藤尚勝[30]等人設計的另外一種自動移栽機構，缽苗采用缽盤營養(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。該機構包含兩部分：取苗機構和植苗機構，，如圖 1.2 所示。取苗部分由旋轉式齒輪系和曲柄滑道組成，其中行星架 1 作為主動構件，電機通過行星架 1 輸入動力。機構運轉時，兩機構協(xié)同工作，此時取苗爪 6 頂點形成軌跡 5。該機構一個運轉周期取苗植苗一次，單行移栽效率約為 50 株/分鐘，效率偏低，不能滿足實際移栽要求；若提高轉速來增加效率，將會對取苗成功率產(chǎn)生較大影響，并損傷缽苗，且該機構中滑道部分容易造成磨損；另外取苗爪取苗時擺

2道機兩機構協(xié)同工作，此時取苗爪 6 頂點形成軌跡 5。行移栽效率約為 50 株/分鐘，效率偏低，不能滿足，將會對取苗成功率產(chǎn)生較大影響，并損傷缽苗，外取苗爪取苗時擺動過大，容易對缽苗根系造成傷也不利于推苗操作，導致缽苗傾斜，降低缽苗存活圖 1.2 齒輪連桿組合式取苗機構
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S223.9

【參考文獻】

相關博士學位論文 前1條

1 趙雄;二階非圓齒輪行星輪系缽苗移栽機取苗機構優(yōu)化設計與試驗研究[D];浙江理工大學;2014年

相關碩士學位論文 前1條

1 惠東志;煙草自動移栽機取苗機構設計與試驗研究[D];湖南農業(yè)大學;2010年

本文編號：2621989