【摘要】：移栽生產(chǎn)具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,移栽機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)構(gòu)研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。行星輪系移栽機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)性能好,利于高速移栽作業(yè),但現(xiàn)有的行星輪系移栽機(jī)構(gòu)構(gòu)型較少、運(yùn)動(dòng)靈活性不足,也缺乏實(shí)現(xiàn)精確位姿要求的行星輪系機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。綜合分析比較現(xiàn)有的機(jī)構(gòu)位姿設(shè)計(jì)方法,發(fā)現(xiàn)桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)形式簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)靈活,學(xué)者對(duì)桿機(jī)構(gòu)構(gòu)型及運(yùn)動(dòng)綜合研究成果豐富,但桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)難度大,且只適合于低轉(zhuǎn)速的工作條件,工作效率難以提高。行星輪系機(jī)構(gòu)是一種能高效運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)構(gòu)型,但行星輪系機(jī)構(gòu)的位姿設(shè)計(jì)方法尚存不足。為精確實(shí)現(xiàn)移栽機(jī)構(gòu)輸出構(gòu)件的給定位姿,論文擬將桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)精確位姿設(shè)計(jì)的解析理論與行星輪系設(shè)計(jì)相結(jié)合,以2R開(kāi)鏈桿組的解域綜合為基礎(chǔ),進(jìn)行實(shí)現(xiàn)精確位姿要求的行星輪系機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),并研發(fā)一種能夠在移栽作業(yè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)精確位姿條件的行星輪系移栽機(jī)構(gòu)。論文主要研究?jī)?nèi)容如下:1)分析了根據(jù)連桿機(jī)構(gòu)現(xiàn)代解析理論建立布爾梅斯特曲線方程,并通過(guò)角度映射關(guān)系將布爾梅斯特曲線有序表示的方法。提出了一種通過(guò)構(gòu)建機(jī)構(gòu)范圍解域,再進(jìn)行桿件位置尺寸約束及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)缺陷判別,最終構(gòu)建形成2R桿機(jī)構(gòu)可行解域的方法。2)提出了一種非圓齒輪行星輪系移栽機(jī)構(gòu),并通過(guò)對(duì)其機(jī)構(gòu)組成及工作原理的分析,建立了其運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。3)針對(duì)油菜毯狀苗移栽需求,對(duì)移栽機(jī)構(gòu)進(jìn)行了軌跡規(guī)劃,并提出了其運(yùn)動(dòng)學(xué)目標(biāo)�；贛ATLAB軟件編寫了行星輪系移栽機(jī)構(gòu)綜合設(shè)計(jì)軟件,利用軟件進(jìn)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì),得到了能夠滿足工作目標(biāo)的機(jī)構(gòu)參數(shù),并實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)結(jié)果的可視化輸出。4)對(duì)移栽機(jī)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),完成了機(jī)構(gòu)三維模型的建立,并對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了虛擬仿真試驗(yàn),試制機(jī)構(gòu)樣機(jī)并搭建了移栽試驗(yàn)臺(tái),以進(jìn)行油菜毯狀苗移栽試驗(yàn)。通過(guò)高速攝影技術(shù)對(duì)移栽機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)進(jìn)行圖像采集,并通過(guò)高速攝影分析軟件對(duì)機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡與理論設(shè)計(jì)軌跡進(jìn)行了對(duì)比分析。利用軟件測(cè)量得到移栽機(jī)構(gòu)經(jīng)過(guò)有限分離四位置點(diǎn)時(shí)移栽臂的姿態(tài)角分別為167.99°、157.20°、147.63°及102.95°,與理論設(shè)定方位角之間的誤差角度分別為2.01°、2.80°、2.37°及2.05°,試驗(yàn)結(jié)果在機(jī)構(gòu)試驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi),驗(yàn)證了基于2R開(kāi)鏈桿組解域綜合的行星輪系移栽機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的正確性。最后,通過(guò)油菜毯狀苗移栽試驗(yàn),測(cè)試了移栽機(jī)構(gòu)的實(shí)際移栽效果。
【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】：2018
【分類號(hào)】：S223.9
【圖文】：

需要對(duì)行星輪系移栽機(jī)構(gòu)中行星架及移栽臂星輪系移栽機(jī)構(gòu)以 2R 桿機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)得到，對(duì)應(yīng)至工作位置及尺寸進(jìn)行約束，且該過(guò)程最好在對(duì)范圍解域，以提高機(jī)構(gòu)解域的構(gòu)建效率。桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行桿件位置尺寸約束及運(yùn)動(dòng)缺陷判別，剔除機(jī)構(gòu)，最終僅保留滿足設(shè)計(jì)要求的無(wú)缺陷機(jī)構(gòu)，這些無(wú)缺。在構(gòu)建形成的機(jī)構(gòu)可行解域內(nèi)任選一個(gè) 2R 桿機(jī)構(gòu)均符合機(jī)構(gòu)實(shí)際工作狀況。模型的設(shè)計(jì)實(shí)例分析了布氏曲線的建立過(guò)程及其有序表示方法，并提出將通過(guò)給出設(shè)計(jì)實(shí)例來(lái)具體說(shuō)明如何利用布爾梅斯特曲件位置尺寸約束及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)缺陷判別來(lái)構(gòu)建得到機(jī)構(gòu)可姿 2R 桿機(jī)構(gòu)解域求解數(shù)學(xué)模型的整個(gè)建立過(guò)程。

2R和擺桿的絕對(duì)轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)作為擬合型值點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)。( 0,1,...,6)i = 確定，其中 ( 0,1,2)iq i = 定義取苗段轉(zhuǎn)角曲， ( 4,5,6)iq i = 定義回程段轉(zhuǎn)角曲線。在所給定的 7 個(gè)，4q 為機(jī)構(gòu)植苗時(shí)的型值點(diǎn)。周期內(nèi)首末型值點(diǎn)（即標(biāo)相等。利用上述 7 個(gè)型值點(diǎn)擬合得到單周期的轉(zhuǎn)角

2Rlaster’s MAS 高速攝影分析軟件，導(dǎo)入圖像后的軟件界面如圖 5.1建紅色標(biāo)記點(diǎn)，利用軟件將每一幀圖像上的標(biāo)記點(diǎn)連接起來(lái)，形如圖 5.19(a)所示為在 Blaster’s MAS 軟件中描繪得到的移栽機(jī)構(gòu)圖 5.19(b)所示為在 Adams 軟件中仿真得到的移栽機(jī)構(gòu)秧針尖點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)移栽機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡與虛擬仿真軌跡基本一油菜毯狀苗移栽的軌跡要求。

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本文編號(hào)：2780732