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水稻钵苗移栽技术在提高水稻产量、改善稻米质量方面表现突出，与机插秧相比，采用钵苗移栽技术可使秧苗提早5-7天分蘖，有效分蘖增加20%，平均增产10%-20%。主要因为：移栽时不伤秧；移栽后扎根快；生长时无缓苗期。因此，推广水稻钵苗移栽技术能有效提高我国水稻生产能力。实现这一目标的关键在于实现水稻钵苗机械化移栽，途径在于研发一种高效、可靠、满足市场需求的水稻钵苗有序移栽机构。在研究了国内外水稻移栽机械的工作原理和特点后，指出现有水稻钵苗移栽机械市场占有率低的原因在于设计原理、工作效率、制造成本等方面的不足。要使水稻钵苗移栽机构满足市场需求，关键在于通过结构创新提高移栽机效率。如能通过单一的旋转式机构完成取秧、送秧和栽植三个过程，将能明显提高效率、简化结构、降低成本。然旋转式水稻钵苗移栽机构创新要求高，优化难度大。本文为解决这一难题，探索以非圆齿轮行星系为不等速传动机构的旋转式有序移栽机构，主要研究内容有：1）参照高阶变性椭圆齿轮设计原理，以偏心-非圆齿轮副为原型设计高阶变性偏心-非圆齿轮副。将高阶变性椭圆齿轮副与高阶变性偏心-非圆齿轮副作为不等速传动机构非圆齿轮副，利用其传动比可调空间大的优点使钵苗移栽机构达到取秧、送秧和栽植一体化所需的轨迹与姿态要求。并分析了移栽机构几何构造对轨迹影响原理，构建了其形成特定轨迹所需几何条件。2）在建立旋转式水稻钵苗移栽机构运动学模型的基础上，针对移栽机构设计多目标、多参数、强耦合性的优化特点，基于Matlab可视化开发平台，开发了旋转式水稻钵苗移栽机构辅助分析与优化软件。根据水稻钵苗移栽机现有的设计经验和实践经验，制定优化目标，并将其可视化，通过显示条来实时、直观地判断目标优化情况。3）分析了齿轮刀具与非圆齿坯有效啮合条件，建立了其啮合运动数学模型。在VC++6.0编译平台上利用MFC与UG/Open实现对UG软件二次开发。利用UG/Open API函数导入齿轮刀具与非圆齿坯运动关系，在虚拟环境中完成齿轮刀具对非圆齿坯布尔切割，并将所开发程序镶嵌于UG软件界面，解决了非圆齿轮副齿廓成型难题。4）农机产品设计不仅考虑工作要求、制造工艺，还需考虑农艺要求。即便同种农机产品，在不同地域亦需适应不同农艺。为减少重复劳动、缩短开发周期，基于UG二次开发技术进行产品参数化设计与数据库开发。利用VC++6.0编译平台，调用UG/Open开发工具实现对UG软件二次开发。基于UG/Open MenuScript实现VC++6.0与UG软件对接；基于UG/Open API实现UG软件操作命令控制；基于MFC开发人机交互界面，实现产品参数化设计。利用Access建立产品参数数据库，基于MFC实现两层C/S数据库访问。根据不同农艺要求，快速调整产品参数获取新产品。5）利用Adams软件对旋转式水稻钵苗移栽机构进行虚拟样机试验，验证了非圆齿廓真实性，证明了基于非圆齿轮行星轮机构设计旋转式水稻钵苗移栽机构的可行性。