【摘要】：水稻缽苗寬窄行移栽是將水稻缽苗移栽和寬窄行插秧合理結(jié)合的種植方式,其充分利用了缽苗移栽不損傷水稻秧苗、移栽后無返青期的優(yōu)勢,與傳統(tǒng)水稻種植方式相比具有分蘗、出穗時(shí)間較早的優(yōu)點(diǎn);寬窄行插秧不等行間距具有提高苗間通風(fēng)、光照等水稻生長的有利條件,一方面提高水稻秧苗抗倒伏、預(yù)防病害能力,另一方面減少了農(nóng)藥的使用、降低環(huán)境污染。目前缺乏兼具夾土式缽苗和寬窄行移栽的機(jī)構(gòu),主要由于非圓齒輪節(jié)曲線合理性、移栽臂的尺寸大小、結(jié)構(gòu)的合理性、軌跡的形狀、移栽臂的姿態(tài)等多個(gè)因素耦合作用的影響,使得設(shè)計(jì)具有理想的移栽軌跡和移栽臂姿態(tài)的移栽機(jī)構(gòu)比較困難。為了使輪系式移栽機(jī)構(gòu)在非圓齒輪節(jié)曲線形狀合理的前提下能得到更優(yōu)的移栽軌跡和移栽臂姿態(tài),提出基于非圓齒輪節(jié)曲線凹凸性指標(biāo)的等行距不等速行星輪系機(jī)構(gòu)參數(shù)求解方法和基于若干關(guān)鍵位姿的空間不等速行星輪系機(jī)構(gòu)求解方法。論文主要研究內(nèi)容如下:1)提出了基于非圓齒輪節(jié)曲線凹凸性判別的行星輪系移栽機(jī)構(gòu)求解與分析方法。根據(jù)給定的平面運(yùn)動軌跡,建立全局坐標(biāo)系;將輪系簡化為二桿二自由度開鏈機(jī)構(gòu)(2R機(jī)構(gòu)),推導(dǎo)非圓齒輪節(jié)曲線凹凸性與傳動比曲線之間的關(guān)系和評價(jià)指標(biāo);建立基于平面移栽軌跡的機(jī)構(gòu)運(yùn)動求解模型,確立輪系中心位置變化范圍即解析區(qū)域;對形成平面軌跡的輪系式移栽機(jī)構(gòu)特性進(jìn)行分析。2)根據(jù)運(yùn)動學(xué)原理由二桿二自由度開鏈機(jī)構(gòu)復(fù)演理想移栽軌跡,求解輪系傳動比,建立不等速傳動比計(jì)算與分配模型,得到桿長、桿長比、輪系傳動比、非圓齒輪節(jié)曲線凹凸性指標(biāo)等移栽機(jī)構(gòu)參數(shù),建立可以形成給定移栽軌跡的移栽機(jī)構(gòu)參數(shù)信息圖,為設(shè)計(jì)形成特定軌跡的輪系機(jī)構(gòu)提供參考。3)提出基于空間若干特定點(diǎn)位姿的空間不等速行星輪系機(jī)構(gòu)求解方法。在分析空間不等速行星輪系移栽機(jī)構(gòu)的工作原理的基礎(chǔ)上,將輪系簡化為空間二桿二自由度開鏈機(jī)構(gòu)(2R機(jī)構(gòu)),并建立基于取苗點(diǎn)、拔苗點(diǎn)和推苗點(diǎn)空間位姿的開鏈機(jī)構(gòu)運(yùn)動求解模型,實(shí)現(xiàn)開鏈機(jī)構(gòu)桿長,轉(zhuǎn)軸姿態(tài),及相關(guān)初始角等參數(shù)的計(jì)算;再現(xiàn)所求開鏈機(jī)構(gòu)過給定點(diǎn)的空間封閉移栽軌跡,并建立機(jī)構(gòu)輸入與輸出的傳動比求解模型。4)通過綜合交錯(cuò)軸傳動齒輪的組合類型,得出了第一級采用平面非圓齒輪傳動、第二級采用非圓錐齒輪傳動是單行星架缽苗寬窄行移栽機(jī)構(gòu)最簡單的一種空間傳動形式。通過在二桿機(jī)構(gòu)上依附不等速齒輪副的方式實(shí)現(xiàn)了桿機(jī)構(gòu)與輪系間的轉(zhuǎn)化,并結(jié)合再現(xiàn)的缽苗寬窄行移栽軌跡,實(shí)現(xiàn)了非圓齒輪與非圓錐齒齒輪組合傳動的夾土式水稻缽苗寬窄行移栽機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。5)通過對夾土式水稻缽苗寬窄行移栽機(jī)構(gòu)的軌跡仿真、測試,驗(yàn)證了理論計(jì)算的正確性和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。而通過室內(nèi)取苗試驗(yàn)驗(yàn)證了行星輪系夾土式水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)具有較高的取苗成功率,驗(yàn)證了求解理論的正確性。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S223.9
【圖文】：

（a）缽體苗 （b） 寬窄行種植圖 1.1 缽體苗和寬窄行種植為了實(shí)現(xiàn)高移栽成功率和高移栽質(zhì)量，近年來學(xué)者們雖然提出了多種構(gòu)型的移栽機(jī)構(gòu)，如：多連桿式，滑道連桿組合式、齒輪連桿組合式等，但用于水稻缽苗移栽存在軌跡不夠合理、作業(yè)效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和可靠性低等問題，制約了缽苗移栽機(jī)的發(fā)展。而不等速輪系式缽苗移栽機(jī)構(gòu)的提出，使高效、低成本水稻缽苗移栽機(jī)的研制帶來了解決方案。因此，根據(jù)水稻缽苗寬窄行移栽的農(nóng)藝要求，在現(xiàn)有移栽機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一種性能可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、移栽軌跡理想、取苗爪滿足位姿要求的輪系式水稻缽苗寬窄行移栽機(jī)核心工作部件，對于實(shí)現(xiàn)水稻的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，進(jìn)而解決我國糧食安全問題，具有重要意義[21~25]。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 國外水稻移栽機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀

馬來西亞

圖 1.4 雙行星架輪系式移栽機(jī)構(gòu)與輪系功能圖社等為了滿足日本國內(nèi)機(jī)械化密植種植方式的需要苗密植機(jī)構(gòu)[32]。圖1.5所示的輪系式密植機(jī)構(gòu)移栽臂系部分是由5個(gè)非圓齒輪組成的行星輪系機(jī)構(gòu)，太陽栽臂固聯(lián)，且空套于行星軸，與行星架固聯(lián)的兩行星并利用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)驅(qū)動上移栽臂左右擺動。而圖1.軛凸輪驅(qū)動實(shí)現(xiàn)，其輪系部分由3個(gè)非圓柱齒輪和2個(gè)架(輪系箱體)兩側(cè)伸出而連接下移栽臂，再由與行星左右擺動，并確保右側(cè)移栽臂能繞過中心軸。這兩種口取秧塊，分別向兩側(cè)栽插而形成Z字形的兩行行距為兩行苗而縮小行距實(shí)現(xiàn)密植）。這類機(jī)構(gòu)輪系部分采構(gòu)相同的單行星架兩級傳動齒輪構(gòu)型（具有兩個(gè)獨(dú)立爪尖向左或右擺出7.5cm，移栽臂上下可動式設(shè)計(jì)，

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李先平;舒啟林;李歡歡;;非圓齒輪數(shù)控滾切加工的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];機(jī)械工程師;2018年02期

2 樊智濤;;非圓齒輪研究現(xiàn)狀分析[J];科教導(dǎo)刊(下旬);2018年08期

3 栗鵬飛;孟欣;;非圓齒輪的應(yīng)用與動力學(xué)分析[J];包裝工程;2018年19期

4 葉軍;孫新城;趙雄;高奇峰;;一種傅里葉非圓齒輪驅(qū)動的橫封機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J];包裝工程;2017年11期

5 柴樹峰;張學(xué)玲;李玉蘭;;非圓齒輪設(shè)計(jì)及運(yùn)動學(xué)仿真分析[J];軍事交通學(xué)院學(xué)報(bào);2014年09期

6 劉永平;孫旋;楊存;;非圓齒輪的跨棒距測量方法研究[J];機(jī)械傳動;2014年01期

7 劉濤;楊甘生;范孔岳;;井底非圓齒輪馬達(dá)的研究及相關(guān)技術(shù)難題[J];機(jī)械工程師;2014年10期

8 邊文廣;陸晉;;利用AutoCAD開發(fā)工具實(shí)現(xiàn)非圓齒輪的設(shè)計(jì)[J];金屬加工(冷加工);2013年23期

9 李革;李輝;方明輝;牛石從;;旋轉(zhuǎn)式分插機(jī)構(gòu)非圓齒輪參數(shù)反求法求解[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2011年08期

10 趙勻;高林弟;陳建能;張國鳳;;變形偏心非圓齒輪行星系分插機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和參數(shù)優(yōu)化[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2011年12期

相關(guān)會議論文 前5條

1 俞高紅;錢孟波;趙勻;武傳宇;;偏心齒輪-非圓齒輪行星系分插機(jī)構(gòu)的機(jī)理與運(yùn)動分析[A];走中國特色農(nóng)業(yè)機(jī)械化道路——中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會2008年學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2008年

2 譚偉明;;非圓齒輪多齒輪泵原理及其流量特性[A];人才、創(chuàng)新與老工業(yè)基地的振興——2004年中國機(jī)械工程學(xué)會年會論文集[C];2004年

3 孫國興;孫傳瓊;劉雍德;;無級變速傳動中非圓齒輪節(jié)曲線的改進(jìn)研究[A];武漢機(jī)械設(shè)計(jì)與傳動學(xué)會第21屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2013年

4 吳俊峰;呂小波;李傳;李波;鄭方焱;;非圓齒輪的三維設(shè)計(jì)與運(yùn)動分析[A];湖北省機(jī)械工程學(xué)會機(jī)械設(shè)計(jì)與傳動專業(yè)委員會暨武漢市機(jī)械設(shè)計(jì)與傳動學(xué)會第22屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2014年

5 聶少文;胡吉全;李波;陳定方;;非圓齒輪在非勻速回?cái)[運(yùn)動的應(yīng)用設(shè)計(jì)及仿真研究[A];2015年第五屆全國地方機(jī)械工程學(xué)會學(xué)術(shù)年會暨中國制造2025發(fā)展論壇論文集[C];2015年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 徐高歡;混合高階傅里葉非圓齒輪驅(qū)動的差速泵的建模、優(yōu)化及試驗(yàn)研究[D];浙江理工大學(xué);2018年

2 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

3 田芳勇;非圓齒輪數(shù)控滾切加工理論與自動編程系統(tǒng)研究[D];蘭州理工大學(xué);2012年

4 王英;面向高立苗率要求的栽植機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化與試驗(yàn)研究[D];浙江理工大學(xué);2014年

5 孫靜;主動扭矩平衡裝置與減速器的集成設(shè)計(jì)[D];北京交通大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 黃恒敏;基于空間特定位姿的水稻缽苗寬窄行移栽機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D];浙江理工大學(xué);2019年

2 劉繼坤;組合式非圓齒輪行星輪系取苗機(jī)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[D];浙江理工大學(xué);2019年

3 張永昌;組合式非圓齒輪行星輪系缽苗取苗機(jī)構(gòu)的反求設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[D];浙江理工大學(xué);2019年

4 儲孟炎;非對稱高階非圓齒輪行星輪系大蔥送苗機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D];浙江理工大學(xué);2019年

5 王振飛;基于運(yùn)動學(xué)映射的水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[D];浙江理工大學(xué);2019年

6 童林;傅里葉非圓齒輪行星輪系打緯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D];浙江理工大學(xué);2019年

7 黃佳興;非圓齒輪泵流場的仿真與分析[D];華南理工大學(xué);2018年

8 王志偉;非圓齒輪的設(shè)計(jì)及修形優(yōu)化分析[D];合肥工業(yè)大學(xué);2018年

9 何君;非圓齒輪插齒加工技術(shù)研究[D];武漢理工大學(xué);2017年

10 孫晗;基于OSG的非圓齒輪插齒加工仿真關(guān)鍵技術(shù)研究及實(shí)現(xiàn)[D];武漢理工大學(xué);2017年

本文編號：2785681