基于帕斯卡蝸線齒輪水稻缽苗移栽機構的設計及優(yōu)化.pdf

1、稻米是我國國民最為喜愛的主食，約占60％的國人以稻米為主食，所以水稻產量的高低是確保我國糧食安全的關鍵。近些年來我國城市化、城鎮(zhèn)化的進程在不斷的推進。目前，我國水稻收獲的機械化能力基本上能滿足國情，但較低的水稻種植機械化水平已經影響了水稻生產能力及產量的提高，因此能否快速發(fā)展水稻種植機械化是我國在保證糧食安全方面面臨的主要問題。
　　水稻缽苗移栽技術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養(yǎng)土塊，移栽時帶缽

2、土，不傷根，無植傷，相比毯狀苗插秧方式能增產10％～20％，增產效果明顯。缽苗移栽技術使得水稻種植從高積溫帶向低積溫帶擴大，增加了精品糧種植面積并且是唯一適應南方超級稻的種植方式。目前，國內外市場上已經推廣使用的用于水稻缽苗移栽的機器結構復雜，效率低，成本高，可靠性差，作業(yè)質量難以保證，這些因素成為了限制水稻缽苗移栽技術在我國大面積推廣的主要原因。因此研發(fā)出一種結構簡單、性能穩(wěn)定、價格低廉、高效且作業(yè)質量好的水稻缽苗移栽機構，是保證水稻

3、缽苗移栽技術廣泛推廣和應用的有效方法，并且能夠提高我國水稻種植機械化水平。
　　本文對目前國內外缽苗移栽機構現(xiàn)狀進行研究，分析了各型號移栽機的利弊，利用創(chuàng)新優(yōu)化設計手段，研制出了一種基于帕斯卡蝸線齒輪不等速傳動原理而形成的高速水稻缽苗移栽機構。本文主要研究的內容包括以下幾方面:
　　(1)通過研究與分析國內外現(xiàn)存已發(fā)明創(chuàng)造的移栽機構的工作原理，發(fā)現(xiàn)了水稻缽苗移栽機構研究所面臨的難題，即如何通過一個機構簡單高效的在一個周期內連

4、續(xù)完成取秧、輸送和栽植這一套移栽過程。
　　(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規(guī)律，針對現(xiàn)有水稻缽苗移栽機的缺點，首次提出了把帕斯卡蝸線齒輪應用到移栽機構中，形成不等速變傳動比的行星輪系進行傳動，從而提出了基于帕斯卡蝸線齒輪水稻缽苗移栽機構。
　　(3)通過對帕斯卡蝸線齒輪行星輪系水稻缽苗移栽機構回轉運動的分析，建立了其運動學和動力學模型，求解出了移栽機構中各個齒輪運動學方程，了解了機構的動

5、力性能，為合理有效的改進設計提供了有關數(shù)據，同時也為輔助優(yōu)化設計軟件的開發(fā)提供了理論基礎。
　　(4)利用Visual Basic6.0軟件開發(fā)平臺，借助CAA技術，根據水稻缽苗移栽的農藝要求及移栽機構的工作要求，確定了機構的優(yōu)化目標?；诘谌陆⒌囊圃詸C構的數(shù)學模型，開發(fā)了“回轉式帕斯卡蝸線齒輪行星系水稻缽苗移栽機構計算機輔助分析軟件”，并優(yōu)化出了一組滿足工作要求的移栽機構設計參數(shù)。
　　(5)根據第四章軟件優(yōu)化得到的設

6、計參數(shù)，在AutoCAD2008設計平臺上，完成了整個移栽機構的結構設計和圖紙繪制，為樣機研制夯實了基礎。
　　(6)根據得到的二維結構設計圖紙，利用三維建模軟件UGNX8.0，建立了該機構的三維模型，并對其進行裝配、干涉檢查。利用ADAMS軟件對虛擬樣機進行了運動學分析，得到的移栽機構的絕對、相對運動軌跡和夾秧片尖點的速度、加速度曲線與第四章VB優(yōu)化軟件得到的理論分析結果完全吻合，驗證了該套機構的實際可行性，為樣機的研制提供了理