旱地穴盤苗夾苗式自動移栽機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計和實驗研究
發(fā)布時間:2021-09-28 14:25
相較于旱地農(nóng)作物的直播栽培,育苗移栽具有許多的優(yōu)勢;育苗移栽能保證幼苗的成活率,避免氣候、鹽堿以及病蟲害造成的影響,延長農(nóng)作物的生育期,提高土地單位面積使用率,并實現(xiàn)農(nóng)作物高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。2011年,我國每年的育苗移栽面積達到1500萬hm2,相應(yīng)的所需育苗移栽機械150萬臺;而且近年來我國勞動力成本的不斷提高,從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人口不斷銳減,因此,實現(xiàn)旱地農(nóng)作物的自動移栽不僅能夠加快育苗移栽技術(shù)的應(yīng)用推廣,而且能夠帶來巨大綜合經(jīng)濟效益。目前,依靠人工取苗、機器投苗的半自動移栽機技術(shù)成熟,而由移栽機械自主獨立完成取苗、投苗和移栽的全自動移栽機仍然處于研發(fā)試驗階段。研究分析國內(nèi)外穴盤苗移栽機的發(fā)展現(xiàn)狀,可以將移栽機分為兩大類;一種是含有獨立機電系統(tǒng)或者基于工業(yè)機器人技術(shù)的移栽機,應(yīng)用于溫室自動化流水線穴盤苗移栽。另一種是在滿足特定軌跡與姿態(tài)要求下,通過末端執(zhí)行機構(gòu)完成取苗、投苗動作,采用單株拔苗的方式完成取苗,其中非圓齒輪回轉(zhuǎn)式移栽機構(gòu)最具代表性;另外夾莖式取苗相對于夾缽式取苗對于軌跡的要求低;因此本文擬采用非圓齒輪行星輪系移栽機構(gòu),以夾莖稈的方式完成穴盤苗取苗并將幼苗投入到溝壑中。本文主要研究...
【文章來源】:浙江理工大學浙江省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究的背景與意義
1.2 穴盤苗自動移栽機國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢
1.2.1 國外移栽機發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)移栽機發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 論文主要目標與研究內(nèi)容
1.4 論文研究的技術(shù)路線
1.5 本章小結(jié)
第二章 旱地穴盤苗夾苗式自動移栽機構(gòu)運動學模型與反求設(shè)計
2.1 非圓齒輪行星輪系機構(gòu)的運動學模型建立及其工作原理
2.2 三次非均勻B樣條曲線擬合方法概述
2.2.1 由已知曲線反求其對應(yīng)的非均勻B樣條曲線控制點
2.2.2 由非均勻B樣條曲線控制點計算曲線的數(shù)據(jù)點
2.3 機構(gòu)反求設(shè)計中的各數(shù)量關(guān)系分析與求解
2.3.1 夾苗臂長度與行星架長度的計算
2.3.2 反求軌跡點對應(yīng)的行星架角度與夾苗臂角度
2.3.3 機構(gòu)總傳動比的求解
2.3.4 行星輪系機構(gòu)單級傳動比的求解
2.3.5 非圓齒輪節(jié)曲線計算
2.3.6 夾苗臂尖點的運動學方程
2.4 設(shè)計流程
2.4.1 主流非圓齒輪行星輪系機構(gòu)設(shè)計方法分析
2.4.2 機構(gòu)的反求設(shè)計流程
2.5 本章小結(jié)
第三章 旱地穴盤苗夾苗式自動移栽機構(gòu)的計算機輔助設(shè)計
3.1 夾苗式自動移栽機構(gòu)的運動學目標及其數(shù)學模型
3.2 夾苗式自動移栽機構(gòu)目標軌跡的規(guī)劃
3.3 夾苗式自動移栽機構(gòu)的計算機輔助設(shè)計軟件概述
3.3.1 移栽機構(gòu)輔助分析軟件功能介紹
3.3.2 移栽機構(gòu)輔助分析軟件的圖形用戶界面介紹
3.4 夾苗式自動移栽機構(gòu)反求設(shè)計軟件的使用說明
3.5 基于計算機輔助設(shè)計軟件的優(yōu)化結(jié)果
3.6 本章小結(jié)
第四章 旱地穴盤苗夾苗式自動移栽機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.1 移栽機構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.2 非圓齒輪行星輪系傳動部件設(shè)計
4.3 移栽臂部件結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.3.1 取苗裝置的設(shè)計
4.3.2 凸輪設(shè)計
4.4 移栽機構(gòu)的初始安裝位置
4.5 本章小結(jié)
第五章 旱地穴盤苗夾苗式自動移栽機構(gòu)三維樣機模型與虛擬仿真
5.1 移栽機構(gòu)的三維虛擬模型的建立
5.1.1 非圓齒輪三維模型的建立
5.1.2 移栽機構(gòu)其他零部件模型的建立
5.1.3 移栽機構(gòu)的虛擬樣機裝配
5.2 旱地穴盤苗移栽機構(gòu)的虛擬試驗
5.2.1 Pro/e與ADAMS間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
5.2.2 虛擬樣機模型文件的導(dǎo)入
5.2.3 設(shè)置材料屬性
5.2.4 添加約束及驅(qū)動
5.3 虛擬樣機仿真結(jié)果與理論分析對比
5.4 本章小結(jié)
第六章 旱地穴盤苗夾苗式自動移栽機構(gòu)的試驗
6.1 物理樣機研制
6.1.1 移栽機構(gòu)
6.1.2 實驗臺架
6.2 穴盤苗特性分析
6.2.1 缽盤規(guī)格
6.2.2 穴盤苗莖稈直徑
6.2.3 穴盤苗莖稈抗拉能力測試
6.2.4 穴盤苗莖稈取苗力
6.3 移栽機構(gòu)運動學以及取苗試驗
6.3.1 移栽機構(gòu)運動學驗證
6.3.2 移栽機構(gòu)取苗試驗
6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間獲得的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]旱地自動移栽技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及分析[J]. 崔巍,徐盼,王海峰,李崗鋒,蘇玉光,宋建農(nóng). 農(nóng)機化研究. 2015(06)
[2]旱地移栽機械發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 崔巍,顏華,高希文,陳科. 農(nóng)業(yè)工程. 2015(02)
[3]國內(nèi)外玉米移栽機發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J]. 劉洪利. 農(nóng)業(yè)機械. 2014(21)
[4]我國旱地移栽機械的研究進展與發(fā)展趨勢[J]. 薛黨勤,侯書林,張佳喜. 中國農(nóng)機化學報. 2013(05)
[5]齒輪-五桿取苗裝置機構(gòu)優(yōu)化與試驗驗證[J]. 崔巍,方憲法,趙亮,宋建農(nóng),林金天,董向前. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2013(08)
[6]三次均勻B樣條在工業(yè)機器人軌跡規(guī)劃中的應(yīng)用研究[J]. 李林峰,馬蕾. 科學技術(shù)與工程. 2013(13)
[7]穴盤苗自動移栽機的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 張振國,曹衛(wèi)彬,王僑,張鵬. 農(nóng)機化研究. 2013(05)
[8]穴盤苗自動移栽機取苗爪工作參數(shù)試驗研究[J]. 孫磊,毛罕平,丁文芹,胡建平,劉立晶,吳福華. 農(nóng)機化研究. 2013(03)
[9]我國旱地移栽機的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 劉存祥,李曉虎,岳修滿,趙漢雨. 農(nóng)機化研究. 2012(11)
[10]農(nóng)業(yè)機械現(xiàn)代設(shè)計方法綜述[J]. 趙勻. 東北農(nóng)業(yè)大學學報. 2012(02)
博士論文
[1]旱地缽體苗自動移栽機理論與試驗研究[D]. 崔巍.中國農(nóng)業(yè)大學 2015
本文編號:3412074
【文章來源】:浙江理工大學浙江省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究的背景與意義
1.2 穴盤苗自動移栽機國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢
1.2.1 國外移栽機發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)移栽機發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 論文主要目標與研究內(nèi)容
1.4 論文研究的技術(shù)路線
1.5 本章小結(jié)
第二章 旱地穴盤苗夾苗式自動移栽機構(gòu)運動學模型與反求設(shè)計
2.1 非圓齒輪行星輪系機構(gòu)的運動學模型建立及其工作原理
2.2 三次非均勻B樣條曲線擬合方法概述
2.2.1 由已知曲線反求其對應(yīng)的非均勻B樣條曲線控制點
2.2.2 由非均勻B樣條曲線控制點計算曲線的數(shù)據(jù)點
2.3 機構(gòu)反求設(shè)計中的各數(shù)量關(guān)系分析與求解
2.3.1 夾苗臂長度與行星架長度的計算
2.3.2 反求軌跡點對應(yīng)的行星架角度與夾苗臂角度
2.3.3 機構(gòu)總傳動比的求解
2.3.4 行星輪系機構(gòu)單級傳動比的求解
2.3.5 非圓齒輪節(jié)曲線計算
2.3.6 夾苗臂尖點的運動學方程
2.4 設(shè)計流程
2.4.1 主流非圓齒輪行星輪系機構(gòu)設(shè)計方法分析
2.4.2 機構(gòu)的反求設(shè)計流程
2.5 本章小結(jié)
第三章 旱地穴盤苗夾苗式自動移栽機構(gòu)的計算機輔助設(shè)計
3.1 夾苗式自動移栽機構(gòu)的運動學目標及其數(shù)學模型
3.2 夾苗式自動移栽機構(gòu)目標軌跡的規(guī)劃
3.3 夾苗式自動移栽機構(gòu)的計算機輔助設(shè)計軟件概述
3.3.1 移栽機構(gòu)輔助分析軟件功能介紹
3.3.2 移栽機構(gòu)輔助分析軟件的圖形用戶界面介紹
3.4 夾苗式自動移栽機構(gòu)反求設(shè)計軟件的使用說明
3.5 基于計算機輔助設(shè)計軟件的優(yōu)化結(jié)果
3.6 本章小結(jié)
第四章 旱地穴盤苗夾苗式自動移栽機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.1 移栽機構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.2 非圓齒輪行星輪系傳動部件設(shè)計
4.3 移栽臂部件結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.3.1 取苗裝置的設(shè)計
4.3.2 凸輪設(shè)計
4.4 移栽機構(gòu)的初始安裝位置
4.5 本章小結(jié)
第五章 旱地穴盤苗夾苗式自動移栽機構(gòu)三維樣機模型與虛擬仿真
5.1 移栽機構(gòu)的三維虛擬模型的建立
5.1.1 非圓齒輪三維模型的建立
5.1.2 移栽機構(gòu)其他零部件模型的建立
5.1.3 移栽機構(gòu)的虛擬樣機裝配
5.2 旱地穴盤苗移栽機構(gòu)的虛擬試驗
5.2.1 Pro/e與ADAMS間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
5.2.2 虛擬樣機模型文件的導(dǎo)入
5.2.3 設(shè)置材料屬性
5.2.4 添加約束及驅(qū)動
5.3 虛擬樣機仿真結(jié)果與理論分析對比
5.4 本章小結(jié)
第六章 旱地穴盤苗夾苗式自動移栽機構(gòu)的試驗
6.1 物理樣機研制
6.1.1 移栽機構(gòu)
6.1.2 實驗臺架
6.2 穴盤苗特性分析
6.2.1 缽盤規(guī)格
6.2.2 穴盤苗莖稈直徑
6.2.3 穴盤苗莖稈抗拉能力測試
6.2.4 穴盤苗莖稈取苗力
6.3 移栽機構(gòu)運動學以及取苗試驗
6.3.1 移栽機構(gòu)運動學驗證
6.3.2 移栽機構(gòu)取苗試驗
6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間獲得的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]旱地自動移栽技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及分析[J]. 崔巍,徐盼,王海峰,李崗鋒,蘇玉光,宋建農(nóng). 農(nóng)機化研究. 2015(06)
[2]旱地移栽機械發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 崔巍,顏華,高希文,陳科. 農(nóng)業(yè)工程. 2015(02)
[3]國內(nèi)外玉米移栽機發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J]. 劉洪利. 農(nóng)業(yè)機械. 2014(21)
[4]我國旱地移栽機械的研究進展與發(fā)展趨勢[J]. 薛黨勤,侯書林,張佳喜. 中國農(nóng)機化學報. 2013(05)
[5]齒輪-五桿取苗裝置機構(gòu)優(yōu)化與試驗驗證[J]. 崔巍,方憲法,趙亮,宋建農(nóng),林金天,董向前. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2013(08)
[6]三次均勻B樣條在工業(yè)機器人軌跡規(guī)劃中的應(yīng)用研究[J]. 李林峰,馬蕾. 科學技術(shù)與工程. 2013(13)
[7]穴盤苗自動移栽機的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 張振國,曹衛(wèi)彬,王僑,張鵬. 農(nóng)機化研究. 2013(05)
[8]穴盤苗自動移栽機取苗爪工作參數(shù)試驗研究[J]. 孫磊,毛罕平,丁文芹,胡建平,劉立晶,吳福華. 農(nóng)機化研究. 2013(03)
[9]我國旱地移栽機的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 劉存祥,李曉虎,岳修滿,趙漢雨. 農(nóng)機化研究. 2012(11)
[10]農(nóng)業(yè)機械現(xiàn)代設(shè)計方法綜述[J]. 趙勻. 東北農(nóng)業(yè)大學學報. 2012(02)
博士論文
[1]旱地缽體苗自動移栽機理論與試驗研究[D]. 崔巍.中國農(nóng)業(yè)大學 2015
本文編號:3412074
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