旋转式水稻钵苗移栽机构的参数优化与设计

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水稻钵苗移栽是一种利用钵盘育秧的水稻移栽技术,是水稻种植过程中的重要环节。水稻的钵盘育秧充分保留了秧苗生长的营养土质,植伤轻、返苗快,使作物提早成熟,且增产增收;移栽充分利用了光热资源,对水稻秧苗有气候的补偿作用,同时有使作物生育提早的综合效益,因此水稻的钵苗移栽可以产生非常可观的经济效益和社会效益。但与其他国家和地区相比,我国水稻种植机械化程度较低,与国内水稻生产的其它环节相比,机械化程度也是最低的。因此研究一种新的水稻钵苗移载机构,对水稻的机械化种植与高产高收具有非常重要的意义。本文通过对国内外的水稻钵苗移栽机构进行对比分析,提出了一种高效率的水稻钵苗移栽机构——椭圆-不完全非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构。该水稻钵苗移栽机构由驱动部分与移栽臂两部分构成,其中驱动部分由非匀速间歇传动机构与非匀速传动机构串联组成,移栽臂用于完成机构的取秧、推秧。该水稻钵苗移栽机构已申请了发明专利(申请号:201210344077.1)和实用新型专利(申请号:201220474441.1).本文的研究内容如下:1.根据水稻钵苗移栽的农艺特性与工作轨迹的要求,确定了以椭圆-不完全非圆齿轮行星轮系为传动机构的设计方案,该旋转式传动机构平稳性好、效率高。2.分析了该水稻钵苗移栽机构的工作原理,并对机构进行运动学建模与传动特性分析。3.基于Visual Basic6.0可视化编程平台,开发了水稻钵苗移栽机构的辅助分析与优化软件(软件登记号:2012SR092221).4.通过水稻钵苗移栽机构的辅助分析与优化软件,对该机构进行参数优化,最后得到一组较优的结构参数:a=23.069mm,k=0.994,α=291°,λ=6°,δ=29°,φ0=-39°,S=152mm.5.根据机构优化后的结构参数,在CAXA2011软件中对水稻钵苗移栽机构进行整体的结构设计与各零部件的二维设计。6.在UG7.0三维实体建模软件中完成各零部件的建模与机构的装配,并将装配模型导入到ADAMS2010机械系统仿真软件中进行机构的虚拟仿真,对仿真结果进行运动学分析。7.对加工样机进行运动学测试,将测试结果与ADAMS的仿真分析结果进行对比,验证了理论分析的正确性与该机构的可行性。8.进行样机的取秧试验,进一步验证了该水稻钵苗移栽机构的可实现性。
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