基于帕斯卡蝸線齒輪水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化.pdf

1、稻米是我國(guó)國(guó)民最為喜愛的主食，約占60％的國(guó)人以稻米為主食，所以水稻產(chǎn)量的高低是確保我國(guó)糧食安全的關(guān)鍵。近些年來(lái)我國(guó)城市化、城鎮(zhèn)化的進(jìn)程在不斷的推進(jìn)。目前，我國(guó)水稻收獲的機(jī)械化能力基本上能滿足國(guó)情，但較低的水稻種植機(jī)械化水平已經(jīng)影響了水稻生產(chǎn)能力及產(chǎn)量的提高，因此能否快速發(fā)展水稻種植機(jī)械化是我國(guó)在保證糧食安全方面面臨的主要問(wèn)題。
　　水稻缽苗移栽技術(shù)是水稻種植方式的一次創(chuàng)新，水稻缽苗移栽育出的秧苗根部帶有缽型的營(yíng)養(yǎng)土塊，移栽時(shí)帶缽

2、土，不傷根，無(wú)植傷，相比毯狀苗插秧方式能增產(chǎn)10％～20％，增產(chǎn)效果明顯。缽苗移栽技術(shù)使得水稻種植從高積溫帶向低積溫帶擴(kuò)大，增加了精品糧種植面積并且是唯一適應(yīng)南方超級(jí)稻的種植方式。目前，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上已經(jīng)推廣使用的用于水稻缽苗移栽的機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低，成本高，可靠性差，作業(yè)質(zhì)量難以保證，這些因素成為了限制水稻缽苗移栽技術(shù)在我國(guó)大面積推廣的主要原因。因此研發(fā)出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉、高效且作業(yè)質(zhì)量好的水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)，是保證水稻

3、缽苗移栽技術(shù)廣泛推廣和應(yīng)用的有效方法，并且能夠提高我國(guó)水稻種植機(jī)械化水平。
　　本文對(duì)目前國(guó)內(nèi)外缽苗移栽機(jī)構(gòu)現(xiàn)狀進(jìn)行研究，分析了各型號(hào)移栽機(jī)的利弊，利用創(chuàng)新優(yōu)化設(shè)計(jì)手段，研制出了一種基于帕斯卡蝸線齒輪不等速傳動(dòng)原理而形成的高速水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)。本文主要研究的內(nèi)容包括以下幾方面:
　　(1)通過(guò)研究與分析國(guó)內(nèi)外現(xiàn)存已發(fā)明創(chuàng)造的移栽機(jī)構(gòu)的工作原理，發(fā)現(xiàn)了水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)研究所面臨的難題，即如何通過(guò)一個(gè)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單高效的在一個(gè)周期內(nèi)連

4、續(xù)完成取秧、輸送和栽植這一套移栽過(guò)程。
　　(2)本文分析了帕斯卡蝸線齒輪副節(jié)曲線特性，研究了與其共軛齒輪的傳動(dòng)規(guī)律，針對(duì)現(xiàn)有水稻缽苗移栽機(jī)的缺點(diǎn)，首次提出了把帕斯卡蝸線齒輪應(yīng)用到移栽機(jī)構(gòu)中，形成不等速變傳動(dòng)比的行星輪系進(jìn)行傳動(dòng)，從而提出了基于帕斯卡蝸線齒輪水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)。
　　(3)通過(guò)對(duì)帕斯卡蝸線齒輪行星輪系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的分析，建立了其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，求解出了移栽機(jī)構(gòu)中各個(gè)齒輪運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，了解了機(jī)構(gòu)的動(dòng)

5、力性能，為合理有效的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了有關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)也為輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。
　　(4)利用Visual Basic6.0軟件開發(fā)平臺(tái)，借助CAA技術(shù)，根據(jù)水稻缽苗移栽的農(nóng)藝要求及移栽機(jī)構(gòu)的工作要求，確定了機(jī)構(gòu)的優(yōu)化目標(biāo)?；诘谌陆⒌囊圃詸C(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，開發(fā)了“回轉(zhuǎn)式帕斯卡蝸線齒輪行星系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助分析軟件”，并優(yōu)化出了一組滿足工作要求的移栽機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。
　　(5)根據(jù)第四章軟件優(yōu)化得到的設(shè)

6、計(jì)參數(shù)，在AutoCAD2008設(shè)計(jì)平臺(tái)上，完成了整個(gè)移栽機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和圖紙繪制，為樣機(jī)研制夯實(shí)了基礎(chǔ)。
　　(6)根據(jù)得到的二維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙，利用三維建模軟件UGNX8.0，建立了該機(jī)構(gòu)的三維模型，并對(duì)其進(jìn)行裝配、干涉檢查。利用ADAMS軟件對(duì)虛擬樣機(jī)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，得到的移栽機(jī)構(gòu)的絕對(duì)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡和夾秧片尖點(diǎn)的速度、加速度曲線與第四章VB優(yōu)化軟件得到的理論分析結(jié)果完全吻合，驗(yàn)證了該套機(jī)構(gòu)的實(shí)際可行性，為樣機(jī)的研制提供了理