玉米缽苗移栽機(jī)構(gòu)軌跡及姿態(tài)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、隨著玉米種植需求量的增大，如何提高玉米的產(chǎn)量成了廣大農(nóng)戶(hù)種植玉米的首要問(wèn)題。雖然移栽能夠有效的延長(zhǎng)農(nóng)作物生長(zhǎng)周期，提高其產(chǎn)量，為農(nóng)戶(hù)帶來(lái)更多收益，但由于國(guó)內(nèi)的移栽機(jī)存在機(jī)械化程度不高（半自動(dòng)，需要人工喂苗），農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度較大，而國(guó)外的移栽機(jī)主要利用機(jī)電一體化技術(shù)，將移栽取苗、帶苗、植苗等過(guò)程，分別用多個(gè)裝置配合完成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作技術(shù)難度高，價(jià)格高，不適合中國(guó)國(guó)情，使得我國(guó)的玉米機(jī)械化移栽發(fā)展緩慢。
　　移栽機(jī)構(gòu)是移栽機(jī)的核心工

2、作部件，其性能直接影響移栽質(zhì)量。而如玉米移栽的夾缽式移栽機(jī)構(gòu)存在取和栽難以兼顧的問(wèn)題，采用兩套機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行取和栽雖然可以完成移栽作業(yè)，但完成移栽機(jī)構(gòu)的工作空間大，機(jī)器復(fù)雜。為此，本論文通過(guò)在現(xiàn)有缽苗移栽機(jī)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，提出了一種取栽一體的旋轉(zhuǎn)式玉米缽苗移栽機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)采用用雙行星架差速非圓齒輪結(jié)構(gòu)，讓機(jī)構(gòu)在軌跡與姿態(tài)的表現(xiàn)能力進(jìn)一步提高，即增加輸出構(gòu)件相對(duì)輸入行星架的傳動(dòng)規(guī)律的靈活性。實(shí)現(xiàn)一套機(jī)構(gòu)同時(shí)完成取苗和移栽?xún)蓚€(gè)動(dòng)作和大株距要求

3、。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1)分析已有的缽苗移栽機(jī)構(gòu)的單行星輪系的傳動(dòng)方式和工作原理，提出一種取栽一體的非圓齒輪雙行星輪系缽苗移栽機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)姿態(tài)更靈活，軌跡更加多樣化，可以設(shè)計(jì)出適應(yīng)多種軌跡要求移栽機(jī)構(gòu)。
　　2）建立機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并基于MATLAB編寫(xiě)輔助優(yōu)化軟件，采用正向求解和基于取苗最優(yōu)軌跡（直線(xiàn)進(jìn)出缽苗盤(pán)，取苗爪在缽盤(pán)內(nèi)無(wú)擺動(dòng)）反求相結(jié)合的方式，獲得非圓齒輪節(jié)曲線(xiàn)，通過(guò)人機(jī)交互方式的優(yōu)選出一組合理的機(jī)構(gòu)參數(shù)

4、，使軌跡和姿態(tài)滿(mǎn)足移栽要求。
　　3)根據(jù)優(yōu)選的機(jī)構(gòu)參數(shù)利用NX軟件對(duì)整個(gè)移栽機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，三維建模，虛擬裝配，和運(yùn)動(dòng)仿真。通過(guò)對(duì)仿真和理論計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析，兩者的軌跡和姿態(tài)完全一致，從而驗(yàn)證了理論模型的正確性。
　　4)加工移栽機(jī)構(gòu)實(shí)物模型，進(jìn)行樣機(jī)組裝與試驗(yàn)臺(tái)架試驗(yàn)。在不同轉(zhuǎn)速下（40-100r/min）進(jìn)行對(duì)比運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，對(duì)機(jī)構(gòu)的整體運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性進(jìn)行分析。同時(shí)利用攝像技術(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)拍攝，分析了移栽軌跡和姿態(tài)，試驗(yàn)和理論基