【摘要】：辣椒因良好的味覺口感、豐富的利用價值,深受人們喜愛。目前,我國是世界上最大的辣椒生產(chǎn)國,已成為農(nóng)民致富重要的經(jīng)濟作物,但是大部分種植區(qū)還在沿用人工移栽。歐美等農(nóng)業(yè)發(fā)達國家使用的全自動移栽機,由于控制系統(tǒng)復雜、價格昂貴,不符合我國國情推廣困難;不同結(jié)構(gòu)形式的半自動機型采用人工喂苗,大大限制了效率且可靠性較差。近幾年,由于人工移栽的成本不斷增長,制約了經(jīng)濟增長。在這種狀況下,提高辣椒移栽作業(yè)機械化水平,研發(fā)高效輕簡化、作業(yè)性能穩(wěn)定的全自動辣椒缽苗移栽機構(gòu)十分重要。鑒于種種阻礙提高移栽作業(yè)機械化水平的不利因素,依托課題組的優(yōu)化設計平臺,研制出一種符合農(nóng)藝要求的帕斯卡齒輪全自動辣椒缽苗移栽機構(gòu)。合理運用現(xiàn)代設計方法,建立移栽機構(gòu)理論模型,編寫可視化計算機輔助分析軟件,對復雜的辣椒缽苗取秧軌跡進行優(yōu)化,使之滿足農(nóng)藝要求,并通過完善的CAD系統(tǒng)完成數(shù)字化樣機的設計裝配和機構(gòu)虛擬仿真試驗,并將這種計算機作為輔助工具的設計方法貫穿設計始終,為后續(xù)的設計者研究提供了一個較為準確、合理的依據(jù),具體研究內(nèi)容如下:(1)結(jié)合課題研究內(nèi)容,對國內(nèi)外市場上推廣使用的現(xiàn)有移栽機工作原理進行分析比較,發(fā)現(xiàn)其中難以適應我國國情的種種難題,即如何簡單、高效的完成辣椒缽苗全自動的移栽過程。(2)培育一定數(shù)量的辣椒營養(yǎng)盤缽苗,對苗齡適合移栽作業(yè)的壯苗進行基本物理信息測量實驗及力學試驗,諸如測量植株高度、莖稈直徑等。提出了適用于辣椒缽苗移栽時葉片較大的反轉(zhuǎn)小環(huán)扣“8”字型軌跡,并對其特點進行分析。為滿足辣椒缽苗復雜的移栽軌跡,將變速比傳動的帕斯卡齒輪系應用到辣椒缽苗移栽機構(gòu)的設計中,提出基于改變帕斯卡蝸線參數(shù)擬合齒輪節(jié)曲線的方法,使機構(gòu)工作軌跡滿足辣椒移栽農(nóng)藝,并對其共軛齒輪的節(jié)曲線進行設計,從而完成對回轉(zhuǎn)式帕斯卡齒輪辣椒缽苗移栽機構(gòu)的開發(fā)研制。(3)針對上述提出的帕斯卡齒輪系全自動辣椒缽苗移栽機構(gòu),建立其理論運動模型,分析齒輪系中各齒輪的運動規(guī)律,求解出運動學方程,為后續(xù)開發(fā)出辣椒缽苗移栽機構(gòu)計算機輔助優(yōu)化設計軟件打下堅實基礎。(4)在理論分析的基礎上,借助Visual Basic 6.0編程語言,自主開發(fā)出可視化人機交互式的辣椒缽苗計算機輔助優(yōu)化設計軟件,對軟件的界面、各控制按鈕及主要功能進行介紹。對比不同輸入?yún)?shù)下的移栽軌跡,優(yōu)化出滿足移栽農(nóng)藝要求的“8字型”工作軌跡,記錄該軌跡所對應的輸入?yún)?shù),為移栽機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設計提供依據(jù)。(5)利用Auto CAD2010軟件,參照計算機輔助優(yōu)化設計軟件中優(yōu)化出的結(jié)構(gòu)參數(shù),采納合理化建議,對移栽機構(gòu)各部件進行設計,最后完成機構(gòu)二維圖紙的繪制。根據(jù)繪制出的圖紙,借助NX8.0軟件,完成該機構(gòu)數(shù)字化模型的構(gòu)建與樣機裝配。(6)將干涉檢查完成的裝配樣機在Adams2010環(huán)境下,完成對該機構(gòu)的運動學仿真試驗。發(fā)現(xiàn)仿真試驗獲得的機構(gòu)絕對、相對運動軌跡與夾秧片尖點的運動特性曲線與從優(yōu)化中得到的結(jié)果大體保持一致,使機構(gòu)理論分析的正確性與樣機制造的實際可操作性得到充分肯定。應用3D打印技術實現(xiàn)回轉(zhuǎn)式帕斯卡齒輪辣椒缽苗移栽機構(gòu)物理樣機的快速成型,通過高速攝影試驗,驗證了機構(gòu)工作軌跡的一致性,肯定了該機構(gòu)開發(fā)研制的正確性。
【學位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S223.9

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本文編號：2804085