變差速水稻缽苗Z字形寬窄行移栽機(jī)構(gòu)研究.pdf

1、水稻缽苗Z字形寬窄行移栽是一種新型農(nóng)藝方式，通過將缽苗移栽和Z字形寬窄行種植相結(jié)合，可有效提高水稻的產(chǎn)量和質(zhì)量。缽苗移栽是將帶土缽的秧苗從缽盤中取出并植入田間的農(nóng)藝過程，這種移栽方式克服了毯狀苗插秧傷根的缺點(diǎn)，移栽的秧苗抗病能力強(qiáng)，成活率高，無緩苗期，可實(shí)現(xiàn)水稻的大幅增產(chǎn)。Z字形寬窄行種植是將相鄰兩行水稻秧苗交替種植，并以寬行和窄行間隔分布，這種種植方式可增加田間的光照和通風(fēng)，從而減少病蟲害，提高水稻抗倒伏能力，實(shí)現(xiàn)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的提高

2、。由于傳統(tǒng)插秧機(jī)或缽苗移栽機(jī)均無法完成水稻缽苗Z字形寬窄行移栽，實(shí)際生產(chǎn)中主要依靠人工完成，作業(yè)成本高、效率低，導(dǎo)致這種農(nóng)藝方式難以推廣。
　　本文提出一種變差速水稻缽苗Z字形寬窄行移栽機(jī)構(gòu)，利用差速輪系的不等速傳動和空間傳動，結(jié)合齒輪箱雙側(cè)移栽臂結(jié)構(gòu)，以空間軌跡實(shí)現(xiàn)水稻缽苗Z字形寬窄行移栽。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　1)機(jī)構(gòu)創(chuàng)新，通過探索可以同時實(shí)現(xiàn)缽苗移栽和Z字形寬窄行移栽的機(jī)構(gòu)構(gòu)型，提出了一種以圓齒輪、非圓齒輪和交

3、錯斜齒輪組成的差速輪系為核心部件的變差速水稻缽苗Z字形寬窄行移栽機(jī)構(gòu)。
　　2)理論研究，將非均勻B樣條曲線理論應(yīng)用于非圓齒輪節(jié)曲線的擬合，并分析了非圓齒輪的傳動特性，采用坐標(biāo)變換方法建立了機(jī)構(gòu)齒輪箱輪系的數(shù)學(xué)模型。
　　3)參數(shù)優(yōu)化，將水稻缽苗Z字形寬窄行移栽的軌跡和姿態(tài)要求參數(shù)化為9個具體的運(yùn)動學(xué)優(yōu)化目標(biāo)，并利用MATLAB軟件編寫了基于機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的可視化參數(shù)優(yōu)化界面，并分析了機(jī)構(gòu)齒輪和移栽臂的結(jié)構(gòu)和位置參數(shù)對移栽軌跡

4、形狀、姿態(tài)以及軌跡偏移量等目標(biāo)參數(shù)的影響規(guī)律，優(yōu)化出了一組滿足水稻缽苗Z字形寬窄行移栽要求的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　4)三維建模和仿真分析，完成了機(jī)構(gòu)傳動箱、齒輪箱和移栽臂中各零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，利用UG軟件進(jìn)行了三維建模，并將裝配后的虛擬樣機(jī)導(dǎo)入ADAMS軟件進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真和分析，機(jī)構(gòu)移栽臂取秧夾片尖點(diǎn)仿真軌跡和速度與理論數(shù)據(jù)基本一致。
　　5)物理樣機(jī)試驗(yàn)，加工了右側(cè)移栽機(jī)構(gòu)的零件并進(jìn)行了裝配，利用自制試驗(yàn)臺架、工業(yè)相機(jī)和圖像處理軟