【摘要】：缽苗移栽是水稻機(jī)械化種植的主要方式之一,與機(jī)插秧相比,缽苗移栽技術(shù)具有秧苗分蘗早、返苗快、直立性好、增產(chǎn)明顯等優(yōu)點。推廣水稻缽苗移栽技術(shù)不僅能提高我國水稻種植機(jī)械化程度,而且還能有效提高我國水稻生產(chǎn)能力。因此,開展水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的研究,具有重要的科學(xué)意義和實際應(yīng)用價值。國內(nèi)研制的水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)多為桿機(jī)構(gòu),移栽后緩苗期較長,不利于分蘗,且由于桿機(jī)構(gòu)自身結(jié)構(gòu)缺陷,移栽工作振動大,很難提高移栽效率。以日本為代表的國外水稻缽苗移栽機(jī)多采用三套機(jī)構(gòu)分別完成取秧、輸送和栽植作業(yè),取秧采用齒輪連桿機(jī)構(gòu),輸送秧苗采用帶式輸送裝置,栽植秧苗采用滑道—回轉(zhuǎn)輪系式栽植機(jī)構(gòu),移栽機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、效率偏低且育苗要求高,不適合我國的水稻機(jī)械化種植作業(yè)。因此,本文提出了一種新型高效、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)——不完全偏心圓—非圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu),采用一套回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)完成以上三種動作,并建立了該機(jī)構(gòu)的運動學(xué)模型,開展了機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化、虛擬仿真和臺架試驗研究。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1)在對現(xiàn)有水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的工作機(jī)理分析和研究的基礎(chǔ)上,提出將一種不完全偏心圓—非圓齒輪變速傳動應(yīng)用于水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)中,發(fā)明了新型旋轉(zhuǎn)式移栽機(jī)構(gòu)——不完全偏心圓—非圓齒輪行星輪系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)能完成取秧、輸送和栽植三個動作,運轉(zhuǎn)平穩(wěn)且工作效率高。2)介紹了不完全偏心圓—非圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的工作原理,建立了該移栽機(jī)構(gòu)的運動學(xué)模型,開發(fā)了機(jī)構(gòu)的運動學(xué)輔助分析軟件,分析了機(jī)構(gòu)的傳動特性。3)建立優(yōu)化目標(biāo),采用“參數(shù)導(dǎo)引”優(yōu)化方法,基于Visual Basic可視化平臺自主開發(fā)不完全偏心圓—非圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化軟件,并通過該軟件優(yōu)化得到一組滿足水稻缽苗移栽工作要求的參數(shù):R=33 mm,e=4.3 mm,β=281o,0?=35o,0?=42o,0?=69o,S=155 mm。4)根據(jù)優(yōu)化后的機(jī)構(gòu)參數(shù)對水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計,利用計算機(jī)輔助設(shè)計軟件UG8.0建立機(jī)構(gòu)的三維實體模型,進(jìn)行虛擬裝配,并將其導(dǎo)入ADAMS中,進(jìn)行虛擬樣機(jī)運動仿真,驗證了所設(shè)計的移栽機(jī)構(gòu)運動軌跡的正確性。在仿真后處理中對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動學(xué)分析,得到機(jī)構(gòu)的仿真運動軌跡以及速度曲線圖,通過和理論分析的結(jié)果進(jìn)行對比,驗證了機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法和結(jié)果的正確性。5)加工移栽機(jī)構(gòu)的物理樣機(jī),將其安裝在自制試驗臺上進(jìn)行高速攝影運動學(xué)試驗。通過高速攝影試驗得到了機(jī)構(gòu)工作軌跡和姿態(tài)的試驗結(jié)果,并將其與理論結(jié)果進(jìn)行比較。試驗結(jié)果與理論結(jié)果基本一致,表明該機(jī)構(gòu)的運動學(xué)建模和優(yōu)化設(shè)計是正確的,優(yōu)化設(shè)計的機(jī)構(gòu)能夠滿足移栽工作要求。開展機(jī)構(gòu)的動力學(xué)試驗,測試得到機(jī)構(gòu)支座在x、y方向上受力變化曲線,掌握了機(jī)構(gòu)的振動特性。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S223.9

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