蔬菜缽苗移栽機(jī)取苗機(jī)構(gòu)的動力學(xué)分析與試驗研究.pdf

1、隨著人們對飲食營養(yǎng)要求的提高，蔬菜逐漸成為了生活中必備的食物之一。蔬菜作為我國的第二大農(nóng)作物在農(nóng)業(yè)發(fā)展中占有重大地位，這也決定了蔬菜在農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重大的作用。目前我國蔬菜（如西紅柿、西蘭花、茄子、辣椒等）缽苗移栽作業(yè)主要依靠人力勞動進(jìn)行。人力栽植存在著勞動量大、生產(chǎn)效率不高、栽植質(zhì)量差和生產(chǎn)成本較高等缺點，難以實現(xiàn)大區(qū)域栽植，限制了我國蔬菜生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展。加大蔬菜栽植機(jī)械的研發(fā)力度，實現(xiàn)蔬菜種植機(jī)械化成為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的新目

2、標(biāo)。旋轉(zhuǎn)式蔬菜缽苗取苗機(jī)構(gòu)是自動移栽機(jī)的核心工作部件，直接關(guān)系到蔬菜的種植質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，開展自動移栽機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析與試驗研究，能為蔬菜移栽機(jī)設(shè)計和性能改進(jìn)提供重要的依據(jù)，具有重要的科學(xué)意義和重大的應(yīng)用價值。
　　蔬菜缽苗移栽過程一般由取苗和栽植苗兩套機(jī)構(gòu)共同協(xié)調(diào)完成。目前半自動蔬菜移栽機(jī)所應(yīng)用的鉗夾式、鏈夾式、導(dǎo)苗管式、吊籃式等栽植苗機(jī)構(gòu)已經(jīng)比較成熟。國際市場上較為完善的自動移栽機(jī)由日本研發(fā)，但是其機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴、

3、工作效率一般和受國內(nèi)專利保護(hù)，因此，國內(nèi)必須開展自動移栽機(jī)構(gòu)的自主研發(fā)工作。然而，國內(nèi)自動移栽機(jī)構(gòu)的研究工作剛剛起步，在應(yīng)用方面很是欠缺，成為制約自動移栽機(jī)發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)。因此，本文針對課題組已發(fā)明的一種新型旋轉(zhuǎn)式取苗機(jī)構(gòu)——橢圓—不完全非圓齒輪行星輪系蔬菜缽苗取苗機(jī)構(gòu)（實用新型專利授權(quán)號:201120343300.1）進(jìn)行運動學(xué)和動力學(xué)分析，開展虛擬樣機(jī)運動仿真和相關(guān)試驗，為機(jī)構(gòu)的設(shè)計及應(yīng)用提供重要依據(jù)。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:

4、>　　(1)研究了國內(nèi)外蔬菜移栽機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀，分析橢圓—不完全非圓齒輪行星系蔬菜缽苗取苗機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理，完善了機(jī)構(gòu)的運動學(xué)模型，進(jìn)行了機(jī)構(gòu)運動學(xué)分析。通過機(jī)構(gòu)虛擬樣機(jī)仿真驗證了機(jī)構(gòu)運動學(xué)模型和分析的正確性，為后續(xù)機(jī)構(gòu)的動力學(xué)分析打下基礎(chǔ)。
　　(2)采用動態(tài)靜力分析法建立了橢圓—不完全非圓齒輪行星輪系蔬菜缽苗取苗機(jī)構(gòu)的動力學(xué)模型，采用動力學(xué)方程組序列求解法進(jìn)行求解。開發(fā)了機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析軟件，并利用該軟件進(jìn)行動力學(xué)分析，得到

5、機(jī)構(gòu)的動力學(xué)特性。
　　(3)制造出取苗機(jī)構(gòu)樣機(jī)，構(gòu)建試驗臺完成機(jī)構(gòu)動力學(xué)試驗，分別測試得到機(jī)構(gòu)在40r/min、60r/min、80r/min、100r/min等轉(zhuǎn)速條件下支座垂直反力與行星架轉(zhuǎn)角的關(guān)系。同時比較動力學(xué)試驗結(jié)果與理論分析結(jié)果，驗證了機(jī)構(gòu)動力學(xué)模型和分析的正確性。
　　(4)采用增加瞬心線附加板、改進(jìn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的方法優(yōu)化機(jī)構(gòu)動力學(xué)性能。通過對結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后的機(jī)構(gòu)動力學(xué)特性試驗結(jié)果進(jìn)行比較分析，表明機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)改進(jìn)后具