【摘要】：辣椒因良好的味覺口感、豐富的利用價值,深受人們喜愛。目前,我國是世界上最大的辣椒生產國,已成為農民致富重要的經濟作物,但是大部分種植區(qū)還在沿用人工移栽。歐美等農業(yè)發(fā)達國家使用的全自動移栽機,由于控制系統復雜、價格昂貴,不符合我國國情推廣困難;不同結構形式的半自動機型采用人工喂苗,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,制約了經濟增長。在這種狀況下,提高辣椒移栽作業(yè)機械化水平,研發(fā)高效輕簡化、作業(yè)性能穩(wěn)定的全自動辣椒缽苗移栽機構十分重要。鑒于種種阻礙提高移栽作業(yè)機械化水平的不利因素,依托課題組的優(yōu)化設計平臺,研制出一種符合農藝要求的帕斯卡齒輪全自動辣椒缽苗移栽機構。合理運用現代設計方法,建立移栽機構理論模型,編寫可視化計算機輔助分析軟件,對復雜的辣椒缽苗取秧軌跡進行優(yōu)化,使之滿足農藝要求,并通過完善的CAD系統完成數字化樣機的設計裝配和機構虛擬仿真試驗,并將這種計算機作為輔助工具的設計方法貫穿設計始終,為后續(xù)的設計者研究提供了一個較為準確、合理的依據,具體研究內容如下:(1)結合課題研究內容,對國內外市場上推廣使用的現有移栽機工作原理進行分析比較,發(fā)現其中難以適應我國國情的種種難題,即如何簡單、高效的完成辣椒缽苗全自動的移栽過程。(2)培育一定數量的辣椒營養(yǎng)盤缽苗,對苗齡適合移栽作業(yè)的壯苗進行基本物理信息測量實驗及力學試驗,諸如測量植株高度、莖稈直徑等。提出了適用于辣椒缽苗移栽時葉片較大的反轉小環(huán)扣“8”字型軌跡,并對其特點進行分析。為滿足辣椒缽苗復雜的移栽軌跡,將變速比傳動的帕斯卡齒輪系應用到辣椒缽苗移栽機構的設計中,提出基于改變帕斯卡蝸線參數擬合齒輪節(jié)曲線的方法,使機構工作軌跡滿足辣椒移栽農藝,并對其共軛齒輪的節(jié)曲線進行設計,從而完成對回轉式帕斯卡齒輪辣椒缽苗移栽機構的開發(fā)研制。(3)針對上述提出的帕斯卡齒輪系全自動辣椒缽苗移栽機構,建立其理論運動模型,分析齒輪系中各齒輪的運動規(guī)律,求解出運動學方程,為后續(xù)開發(fā)出辣椒缽苗移栽機構計算機輔助優(yōu)化設計軟件打下堅實基礎。(4)在理論分析的基礎上,借助Visual Basic 6.0編程語言,自主開發(fā)出可視化人機交互式的辣椒缽苗計算機輔助優(yōu)化設計軟件,對軟件的界面、各控制按鈕及主要功能進行介紹。對比不同輸入參數下的移栽軌跡,優(yōu)化出滿足移栽農藝要求的“8字型”工作軌跡,記錄該軌跡所對應的輸入參數,為移栽機構的結構設計提供依據。(5)利用Auto CAD2010軟件,參照計算機輔助優(yōu)化設計軟件中優(yōu)化出的結構參數,采納合理化建議,對移栽機構各部件進行設計,最后完成機構二維圖紙的繪制。根據繪制出的圖紙,借助NX8.0軟件,完成該機構數字化模型的構建與樣機裝配。(6)將干涉檢查完成的裝配樣機在Adams2010環(huán)境下,完成對該機構的運動學仿真試驗。發(fā)現仿真試驗獲得的機構絕對、相對運動軌跡與夾秧片尖點的運動特性曲線與從優(yōu)化中得到的結果大體保持一致,使機構理論分析的正確性與樣機制造的實際可操作性得到充分肯定。應用3D打印技術實現回轉式帕斯卡齒輪辣椒缽苗移栽機構物理樣機的快速成型,通過高速攝影試驗,驗證了機構工作軌跡的一致性,肯定了該機構開發(fā)研制的正確性。
【學位授予單位】：東北農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S223.9

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本文編號：2804085