帕斯卡齒輪辣椒缽苗移栽機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與仿真分析.pdf

1、辣椒因良好的味覺(jué)口感、豐富的利用價(jià)值，深受人們喜愛(ài)。目前，我國(guó)是世界上最大的辣椒生產(chǎn)國(guó)，已成為農(nóng)民致富重要的經(jīng)濟(jì)作物，但是大部分種植區(qū)還在沿用人工移栽。歐美等農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家使用的全自動(dòng)移栽機(jī)，由于控制系統(tǒng)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，不符合我國(guó)國(guó)情推廣困難;不同結(jié)構(gòu)形式的半自動(dòng)機(jī)型采用人工喂苗，大大限制了效率且可靠性較差。近幾年，由于人工移栽的成本不斷增長(zhǎng)，制約了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。在這種狀況下，提高辣椒移栽作業(yè)機(jī)械化水平，研發(fā)高效輕簡(jiǎn)化、作業(yè)性能穩(wěn)定的全自動(dòng)辣

2、椒缽苗移栽機(jī)構(gòu)十分重要。
　　鑒于種種阻礙提高移栽作業(yè)機(jī)械化水平的不利因素，依托課題組的優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)，研制出一種符合農(nóng)藝要求的帕斯卡齒輪全自動(dòng)辣椒缽苗移栽機(jī)構(gòu)。合理運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，建立移栽機(jī)構(gòu)理論模型，編寫(xiě)可視化計(jì)算機(jī)輔助分析軟件，對(duì)復(fù)雜的辣椒缽苗取秧軌跡進(jìn)行優(yōu)化，使之滿足農(nóng)藝要求，并通過(guò)完善的CAD系統(tǒng)完成數(shù)字化樣機(jī)的設(shè)計(jì)裝配和機(jī)構(gòu)虛擬仿真試驗(yàn)，并將這種計(jì)算機(jī)作為輔助工具的設(shè)計(jì)方法貫穿設(shè)計(jì)始終，為后續(xù)的設(shè)計(jì)者研究提供了一個(gè)較為

3、準(zhǔn)確、合理的依據(jù)，具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)結(jié)合課題研究?jī)?nèi)容，對(duì)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上推廣使用的現(xiàn)有移栽機(jī)工作原理進(jìn)行分析比較，發(fā)現(xiàn)其中難以適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的種種難題，即如何簡(jiǎn)單、高效的完成辣椒缽苗全自動(dòng)的移栽過(guò)程。
　　(2)培育一定數(shù)量的辣椒營(yíng)養(yǎng)盤(pán)缽苗，對(duì)苗齡適合移栽作業(yè)的壯苗進(jìn)行基本物理信息測(cè)量實(shí)驗(yàn)及力學(xué)試驗(yàn)，諸如測(cè)量植株高度、莖稈直徑等。提出了適用于辣椒缽苗移栽時(shí)葉片較大的反轉(zhuǎn)小環(huán)扣“8”字型軌跡，并對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行分析。為滿足辣

4、椒缽苗復(fù)雜的移栽軌跡，將變速比傳動(dòng)的帕斯卡齒輪系應(yīng)用到辣椒缽苗移栽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，提出基于改變帕斯卡蝸線參數(shù)擬合齒輪節(jié)曲線的方法，使機(jī)構(gòu)工作軌跡滿足辣椒移栽農(nóng)藝，并對(duì)其共軛齒輪的節(jié)曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而完成對(duì)回轉(zhuǎn)式帕斯卡齒輪辣椒缽苗移栽機(jī)構(gòu)的開(kāi)發(fā)研制。
　　(3)針對(duì)上述提出的帕斯卡齒輪系全自動(dòng)辣椒缽苗移栽機(jī)構(gòu)，建立其理論運(yùn)動(dòng)模型，分析齒輪系中各齒輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，求解出運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，為后續(xù)開(kāi)發(fā)出辣椒缽苗移栽機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件打下堅(jiān)實(shí)

5、基礎(chǔ)。
　　(4)在理論分析的基礎(chǔ)上，借助Visual Basic6.0編程語(yǔ)言，自主開(kāi)發(fā)出可視化人機(jī)交互式的辣椒缽苗計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，對(duì)軟件的界面、各控制按鈕及主要功能進(jìn)行介紹。對(duì)比不同輸入?yún)?shù)下的移栽軌跡，優(yōu)化出滿足移栽農(nóng)藝要求的“8字型”工作軌跡，記錄該軌跡所對(duì)應(yīng)的輸入?yún)?shù)，為移栽機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　　(5)利用AutoCAD2010軟件，參照計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件中優(yōu)化出的結(jié)構(gòu)參數(shù)，采納合理化建議，對(duì)移

6、栽機(jī)構(gòu)各部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后完成機(jī)構(gòu)二維圖紙的繪制。根據(jù)繪制出的圖紙，借助NX8.0軟件，完成該機(jī)構(gòu)數(shù)字化模型的構(gòu)建與樣機(jī)裝配。
　　(6)將干涉檢查完成的裝配樣機(jī)在Adams2010環(huán)境下，完成對(duì)該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)仿真試驗(yàn)獲得的機(jī)構(gòu)絕對(duì)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡與夾秧片尖點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特性曲線與從優(yōu)化中得到的結(jié)果大體保持一致，使機(jī)構(gòu)理論分析的正確性與樣機(jī)制造的實(shí)際可操作性得到充分肯定。應(yīng)用3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)式帕斯卡齒輪辣椒缽苗移栽機(jī)構(gòu)物