發(fā)布時間：2021-12-17 07:55

　　為避免取苗機構(gòu)在夾取缽苗過程中對缽體與根系造成損傷,該研究針對夾莖取苗方式,提出一種基于二階橢圓齒輪行星輪系以及凸輪擺桿機構(gòu)的夾莖式番茄缽苗取苗機構(gòu)。依據(jù)二階橢圓齒輪傳動特性與機構(gòu)工作原理,建立機構(gòu)運動學理論模型,并對凸輪輪廓曲線進行設(shè)計,結(jié)合番茄缽苗取苗作業(yè)要求及機構(gòu)特點,基于MATLAB軟件開發(fā)機構(gòu)分析軟件對機構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化,并進一步分析優(yōu)化后取苗軌跡與凸輪各工作段的對應(yīng)位置關(guān)系,建立了夾莖式取苗機構(gòu)虛擬樣機模型,利用ADAMS軟件對取苗機構(gòu)運動過程進行仿真分析,驗證機構(gòu)參數(shù)優(yōu)化結(jié)果及零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計的準確性與合理性。試制取苗機構(gòu)物理樣機開展高速攝影試驗,通過對比分析實際工作軌跡與理論分析及仿真軌跡的一致性,驗證了取苗機構(gòu)設(shè)計的正確性。搭建自動取苗試驗臺進行取苗試驗。試驗結(jié)果表明,取苗機構(gòu)工作性能可靠、穩(wěn)定,取苗頻率為80株/min時,取苗成功率為92%,投苗成功率為94.2%,傷苗率為2.9%。研究結(jié)果可為番茄缽苗全自動移栽機自動取苗機構(gòu)的研發(fā)提供參考。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學報. 2020,36(21)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

番茄缽苗取投苗過程

根據(jù)取苗機構(gòu)設(shè)計要求和二階橢圓齒輪行星系傳動特點，提出如圖2所示夾莖式取苗機構(gòu)，主要由二階橢圓齒輪行星輪系傳動部分和夾苗器2部分組成，可以完成取苗、送苗和投苗3個動作。傳動部分由中心軸1、3個全等的二階橢圓齒輪（二階中心橢圓齒輪2、二階中間橢圓齒輪5、二階行星橢圓齒輪7）及行星架3組成；夾苗器部分由凸輪9、擺桿13、夾緊塊14、復位彈簧15與17、以及夾苗片20組成。中心軸一端與動力裝置連接，另一端與行星架固接，二階中心橢圓齒輪空套在中心軸上與機架固接，二階中間橢圓齒輪通過與其平鍵聯(lián)接的中間軸與行星架鉸鏈聯(lián)接，二階行星橢圓齒輪通過與其平鍵聯(lián)接的行星軸與行星架鉸鏈聯(lián)接，夾苗器通過夾苗器連接件與行星軸固接，凸輪通過凸輪軸與行星架固接，隨著行星架繞行星軸旋轉(zhuǎn)，凸輪將旋轉(zhuǎn)運動通過擺桿轉(zhuǎn)變?yōu)閵A緊塊的移動，從而控制安裝在夾苗片支架上的夾苗片擺動，使兩夾苗片夾緊與張開，實現(xiàn)取苗和投苗作業(yè)。工作時，二階中心橢圓齒輪固定不動，動力由中心軸傳遞至行星架，行星架繞二階中心橢圓齒輪逆時針勻速轉(zhuǎn)動，二階行星橢圓齒輪相對其中心作往復擺動，固接在行星軸的夾苗器同時隨二階行星橢圓齒輪往復擺動，使夾苗片末端形成封閉的取苗軌跡。當夾苗片運動至軌跡最右端靠近缽苗莖稈兩側(cè)時，凸輪擺桿機構(gòu)控制夾苗片閉合，實現(xiàn)傾斜夾苗，并保持夾緊狀態(tài)；當夾苗片持苗接近投苗點時，通過連接在擺桿與支架上復位彈簧b的作用，使擺桿下落回位，同時安裝在兩夾苗片間的復位彈簧a使夾苗片打開實現(xiàn)投苗。

二階橢圓齒輪傳動示意圖

【參考文獻】：
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博士論文
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碩士論文
[1]擬合齒輪五桿水稻缽苗移栽機構(gòu)的研究[D]. 張敏.東北農(nóng)業(yè)大學 2014



本文編號：3539696