為避免取苗機(jī)構(gòu)在夾取缽苗過程中對(duì)缽體與根系造成損傷,該研究針對(duì)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(jī)構(gòu)的夾莖式番茄缽苗取苗機(jī)構(gòu)。依據(jù)二階橢圓齒輪傳動(dòng)特性與機(jī)構(gòu)工作原理,建立機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論模型,并對(duì)凸輪輪廓曲線進(jìn)行設(shè)計(jì),結(jié)合番茄缽苗取苗作業(yè)要求及機(jī)構(gòu)特點(diǎn),基于MATLAB軟件開發(fā)機(jī)構(gòu)分析軟件對(duì)機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,并進(jìn)一步分析優(yōu)化后取苗軌跡與凸輪各工作段的對(duì)應(yīng)位置關(guān)系,建立了夾莖式取苗機(jī)構(gòu)虛擬樣機(jī)模型,利用ADAMS軟件對(duì)取苗機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行仿真分析,驗(yàn)證機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化結(jié)果及零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與合理性。試制取苗機(jī)構(gòu)物理樣機(jī)開展高速攝影試驗(yàn),通過對(duì)比分析實(shí)際工作軌跡與理論分析及仿真軌跡的一致性,驗(yàn)證了取苗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性。搭建自動(dòng)取苗試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行取苗試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,取苗機(jī)構(gòu)工作性能可靠、穩(wěn)定,取苗頻率為80株/min時(shí),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(dòng)移栽機(jī)自動(dòng)取苗機(jī)構(gòu)的研發(fā)提供參考。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 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(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求和二階橢圓齒輪行星系傳動(dòng)特點(diǎn)，提出如圖2所示夾莖式取苗機(jī)構(gòu)，主要由二階橢圓齒輪行星輪系傳動(dòng)部分和夾苗器2部分組成，可以完成取苗、送苗和投苗3個(gè)動(dòng)作。傳動(dòng)部分由中心軸1、3個(gè)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(fù)位彈簧15與17、以及夾苗片20組成。中心軸一端與動(dòng)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(jī)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(yùn)動(dòng)通過擺桿轉(zhuǎn)變?yōu)閵A緊塊的移動(dòng)，從而控制安裝在夾苗片支架上的夾苗片擺動(dòng)，使兩夾苗片夾緊與張開，實(shí)現(xiàn)取苗和投苗作業(yè)。工作時(shí)，二階中心橢圓齒輪固定不動(dòng)，動(dòng)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(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，二階行星橢圓齒輪相對(duì)其中心作往復(fù)擺動(dòng)，固接在行星軸的夾苗器同時(shí)隨二階行星橢圓齒輪往復(fù)擺動(dòng)，使夾苗片末端形成封閉的取苗軌跡。當(dāng)夾苗片運(yùn)動(dòng)至軌跡最右端靠近缽苗莖稈兩側(cè)時(shí)，凸輪擺桿機(jī)構(gòu)控制夾苗片閉合，實(shí)現(xiàn)傾斜夾苗，并保持夾緊狀態(tài)；當(dāng)夾苗片持苗接近投苗點(diǎn)時(shí)，通過連接在擺桿與支架上復(fù)位彈簧b的作用，使擺桿下落回位，同時(shí)安裝在兩夾苗片間的復(fù)位彈簧a使夾苗片打開實(shí)現(xiàn)投苗。

二階橢圓齒輪傳動(dòng)示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3539696