基于2R開鏈桿組解域綜合的行星輪系移栽機(jī)構(gòu)設(shè)計方法與試驗(yàn)研究.pdf

1、移栽生產(chǎn)具有巨大的經(jīng)濟(jì)價值，移栽機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)構(gòu)研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。行星輪系移栽機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)性能好，利于高速移栽作業(yè)，但現(xiàn)有的行星輪系移栽機(jī)構(gòu)構(gòu)型較少、運(yùn)動靈活性不足，也缺乏實(shí)現(xiàn)精確位姿要求的行星輪系機(jī)構(gòu)設(shè)計方法。
　　綜合分析比較現(xiàn)有的機(jī)構(gòu)位姿設(shè)計方法，發(fā)現(xiàn)桿機(jī)構(gòu)傳動形式簡單、設(shè)計靈活，學(xué)者對桿機(jī)構(gòu)構(gòu)型及運(yùn)動綜合研究成果豐富，但桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動的機(jī)構(gòu)設(shè)計難度大，且只適合于低轉(zhuǎn)速的工作條件，工作效率難以提高。行星輪系機(jī)構(gòu)是一種能高效

2、運(yùn)動的機(jī)構(gòu)構(gòu)型，但行星輪系機(jī)構(gòu)的位姿設(shè)計方法尚存不足。為精確實(shí)現(xiàn)移栽機(jī)構(gòu)輸出構(gòu)件的給定位姿，論文擬將桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)精確位姿設(shè)計的解析理論與行星輪系設(shè)計相結(jié)合，以2R開鏈桿組的解域綜合為基礎(chǔ)，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)精確位姿要求的行星輪系機(jī)構(gòu)設(shè)計，并研發(fā)一種能夠在移栽作業(yè)過程中實(shí)現(xiàn)精確位姿條件的行星輪系移栽機(jī)構(gòu)。論文主要研究內(nèi)容如下:
　　1)分析了根據(jù)連桿機(jī)構(gòu)現(xiàn)代解析理論建立布爾梅斯特曲線方程，并通過角度映射關(guān)系將布爾梅斯特曲線有序表示的方法。提出了

3、一種通過構(gòu)建機(jī)構(gòu)范圍解域，再進(jìn)行桿件位置尺寸約束及機(jī)構(gòu)運(yùn)動缺陷判別，最終構(gòu)建形成2R桿機(jī)構(gòu)可行解域的方法。
　　2)提出了一種非圓齒輪行星輪系移栽機(jī)構(gòu)，并通過對其機(jī)構(gòu)組成及工作原理的分析，建立了其運(yùn)動學(xué)模型。
　　3)針對油菜毯狀苗移栽需求，對移栽機(jī)構(gòu)進(jìn)行了軌跡規(guī)劃，并提出了其運(yùn)動學(xué)目標(biāo)?；贛ATLAB軟件編寫了行星輪系移栽機(jī)構(gòu)綜合設(shè)計軟件，利用軟件進(jìn)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，得到了能夠滿足工作目標(biāo)的機(jī)構(gòu)參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)了設(shè)計結(jié)果的可

4、視化輸出。
　　4)對移栽機(jī)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計，完成了機(jī)構(gòu)三維模型的建立，并對機(jī)構(gòu)進(jìn)行了虛擬仿真試驗(yàn)，試制機(jī)構(gòu)樣機(jī)并搭建了移栽試驗(yàn)臺，以進(jìn)行油菜毯狀苗移栽試驗(yàn)。通過高速攝影技術(shù)對移栽機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)動進(jìn)行圖像采集，并通過高速攝影分析軟件對機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)動軌跡與理論設(shè)計軌跡進(jìn)行了對比分析。利用軟件測量得到移栽機(jī)構(gòu)經(jīng)過有限分離四位置點(diǎn)時移栽臂的姿態(tài)角分別為167.99°、157.20°、147.63°及102.95°，與理論設(shè)定方位角之間的誤