玉米缽苗移栽機(jī)構(gòu)軌跡及姿態(tài)的設(shè)計與優(yōu)化.pdf

1、隨著玉米種植需求量的增大，如何提高玉米的產(chǎn)量成了廣大農(nóng)戶種植玉米的首要問題。雖然移栽能夠有效的延長農(nóng)作物生長周期，提高其產(chǎn)量，為農(nóng)戶帶來更多收益，但由于國內(nèi)的移栽機(jī)存在機(jī)械化程度不高（半自動，需要人工喂苗），農(nóng)民的勞動強(qiáng)度較大，而國外的移栽機(jī)主要利用機(jī)電一體化技術(shù)，將移栽取苗、帶苗、植苗等過程，分別用多個裝置配合完成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作技術(shù)難度高，價格高，不適合中國國情，使得我國的玉米機(jī)械化移栽發(fā)展緩慢。
　　移栽機(jī)構(gòu)是移栽機(jī)的核心工

2、作部件，其性能直接影響移栽質(zhì)量。而如玉米移栽的夾缽式移栽機(jī)構(gòu)存在取和栽難以兼顧的問題，采用兩套機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行取和栽雖然可以完成移栽作業(yè)，但完成移栽機(jī)構(gòu)的工作空間大，機(jī)器復(fù)雜。為此，本論文通過在現(xiàn)有缽苗移栽機(jī)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，提出了一種取栽一體的旋轉(zhuǎn)式玉米缽苗移栽機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)采用用雙行星架差速非圓齒輪結(jié)構(gòu)，讓機(jī)構(gòu)在軌跡與姿態(tài)的表現(xiàn)能力進(jìn)一步提高，即增加輸出構(gòu)件相對輸入行星架的傳動規(guī)律的靈活性。實現(xiàn)一套機(jī)構(gòu)同時完成取苗和移栽兩個動作和大株距要求

3、。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　1)分析已有的缽苗移栽機(jī)構(gòu)的單行星輪系的傳動方式和工作原理，提出一種取栽一體的非圓齒輪雙行星輪系缽苗移栽機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)姿態(tài)更靈活，軌跡更加多樣化，可以設(shè)計出適應(yīng)多種軌跡要求移栽機(jī)構(gòu)。
　　2）建立機(jī)構(gòu)運動學(xué)模型，并基于MATLAB編寫輔助優(yōu)化軟件，采用正向求解和基于取苗最優(yōu)軌跡（直線進(jìn)出缽苗盤，取苗爪在缽盤內(nèi)無擺動）反求相結(jié)合的方式，獲得非圓齒輪節(jié)曲線，通過人機(jī)交互方式的優(yōu)選出一組合理的機(jī)構(gòu)參數(shù)

4、，使軌跡和姿態(tài)滿足移栽要求。
　　3)根據(jù)優(yōu)選的機(jī)構(gòu)參數(shù)利用NX軟件對整個移栽機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，三維建模，虛擬裝配，和運動仿真。通過對仿真和理論計算結(jié)果對比分析，兩者的軌跡和姿態(tài)完全一致，從而驗證了理論模型的正確性。
　　4)加工移栽機(jī)構(gòu)實物模型，進(jìn)行樣機(jī)組裝與試驗臺架試驗。在不同轉(zhuǎn)速下（40-100r/min）進(jìn)行對比運轉(zhuǎn)試驗，對機(jī)構(gòu)的整體運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性進(jìn)行分析。同時利用攝像技術(shù)進(jìn)行運動拍攝，分析了移栽軌跡和姿態(tài)，試驗和理論基