變差速水稻缽苗Z字形寬窄行移栽機構研究.pdf

1、水稻缽苗Z字形寬窄行移栽是一種新型農藝方式，通過將缽苗移栽和Z字形寬窄行種植相結合，可有效提高水稻的產量和質量。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藝過程，這種移栽方式克服了毯狀苗插秧傷根的缺點，移栽的秧苗抗病能力強，成活率高，無緩苗期，可實現水稻的大幅增產。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，從而減少病蟲害，提高水稻抗倒伏能力，實現水稻產量和品質的提高

2、。由于傳統(tǒng)插秧機或缽苗移栽機均無法完成水稻缽苗Z字形寬窄行移栽，實際生產中主要依靠人工完成，作業(yè)成本高、效率低，導致這種農藝方式難以推廣。
　　本文提出一種變差速水稻缽苗Z字形寬窄行移栽機構，利用差速輪系的不等速傳動和空間傳動，結合齒輪箱雙側移栽臂結構，以空間軌跡實現水稻缽苗Z字形寬窄行移栽。本文的主要研究內容如下:
　　1)機構創(chuàng)新，通過探索可以同時實現缽苗移栽和Z字形寬窄行移栽的機構構型，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字形寬窄行移栽機構。
　　2)理論研究，將非均勻B樣條曲線理論應用于非圓齒輪節(jié)曲線的擬合，并分析了非圓齒輪的傳動特性，采用坐標變換方法建立了機構齒輪箱輪系的數學模型。
　　3)參數優(yōu)化，將水稻缽苗Z字形寬窄行移栽的軌跡和姿態(tài)要求參數化為9個具體的運動學優(yōu)化目標，并利用MATLAB軟件編寫了基于機構數學模型的可視化參數優(yōu)化界面，并分析了機構齒輪和移栽臂的結構和位置參數對移栽軌跡

4、形狀、姿態(tài)以及軌跡偏移量等目標參數的影響規(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構參數。
　　4)三維建模和仿真分析，完成了機構傳動箱、齒輪箱和移栽臂中各零件的結構設計，利用UG軟件進行了三維建模，并將裝配后的虛擬樣機導入ADAMS軟件進行運動學仿真和分析，機構移栽臂取秧夾片尖點仿真軌跡和速度與理論數據基本一致。
　　5)物理樣機試驗，加工了右側移栽機構的零件并進行了裝配，利用自制試驗臺架、工業(yè)相機和圖像處理軟