中國土地資源匱乏，增加玉米產(chǎn)量主要依靠提高單產(chǎn)。玉米移栽可以延長作物生育期，大幅度提高產(chǎn)量和品質(zhì)。國際先進的移栽機械，結(jié)構(gòu)復雜、成本高、效率低，只能用于經(jīng)濟作物。用于玉米的移栽裝備在國內(nèi)外仍處于空白，國內(nèi)急切需要結(jié)構(gòu)簡單、成本低、效率高的全自動玉米移栽機。 本文對玉米缽苗移栽機核心工作部件有序頂出式分秧機構(gòu)的機理和參數(shù)優(yōu)化做了系統(tǒng)的研究。著重對機構(gòu)的運動學和動力學進行了分析和優(yōu)化，并進行了機構(gòu)的ADAMS和ANSYS聯(lián)合仿真分析。通過建立的杠桿有序頂出式分秧機構(gòu)試驗臺上進行的試驗研究，為全自動高效、輕簡化玉米移栽機提供自主創(chuàng)新的核心工作部件和理論與技術(shù)基礎。 主要結(jié)論如下： 1)通過分析國內(nèi)外分秧機構(gòu)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點，針對玉米缽苗移栽采用頂出式有序分秧模式和連續(xù)轉(zhuǎn)動輸送的縱向送秧； 2)玉米缽苗在育苗過程中為了避免盤外盤根現(xiàn)象，缽盤底部以外不能存有土壤；試驗的特定土壤條件下，含水率在18%左右時有利于提高玉米缽苗的頂出成功率和高效率； 3)基于從動件最大有效受力而提出的“漸開線反轉(zhuǎn)法”設計偏心直動盤形凸輪的輪廓曲線，該方法簡單且精度高； 4)通過ADAMS與ANSYS的聯(lián)合仿真，對關(guān)鍵部件的應力、應變和位移等參數(shù)進行了仿真分析和對比，對撥桿和杠桿的結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，結(jié)構(gòu)更加合理，節(jié)省了成本； 5)所編制的機構(gòu)運動參數(shù)優(yōu)化軟件給機構(gòu)設計提供了依據(jù)，優(yōu)化方法具有快捷性、靈活性和可靠性。發(fā)現(xiàn)在優(yōu)化目標值基本不變的情況下可以得到系列的“非劣解”群，這為實際設計時帶來了很大的方便； 6)頂桿復位彈簧的參數(shù)影響頂桿復位時間和受力大小，以滿足復位時間和最小受力為目標編制的彈簧參數(shù)優(yōu)化軟件為彈簧的設計提供了依據(jù)。得到的一組優(yōu)化參數(shù)為：d=0.8mm，n=14，△x0=49mm，對應該組參數(shù)，k=0.167N/mm，彈簧最大作用力F=14.88N，理想狀態(tài)下頂桿復位時間為t=0.01s； 7)試驗結(jié)果表明，杠桿有序頂出式分秧機構(gòu)工作效率高于每分鐘300次；高速攝像的結(jié)果證明玉米缽苗分秧后是有序的，時間間隔基本一致。試驗結(jié)果證明理論分析和優(yōu)化結(jié)果是合理的，方法是正確的。
【學位單位】：黑龍江八一農(nóng)墾大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2014
【中圖分類】：S223.9
【部分圖文】：

圖 1-1 行星輪系取出式分秧機構(gòu)Fig.1-1 Planetary gear train mechanism ofpush-out separating seedling圖 1-2 五桿取出式分秧機構(gòu)示意圖Fig.1-2 Five-bar mechanism of pull-outseparating seedling日本的移栽機在韓國有廣泛的應用，韓國針對日本移栽機的復雜結(jié)構(gòu)和高制造成也在研究結(jié)構(gòu)更簡單、制造成本更低的全自動分秧機構(gòu)，例如 W.C.Choi 等人[15]設計種全自動分秧機構(gòu)，并進行了理論分析與試驗。該機構(gòu)是一個曲柄滑道導桿機構(gòu)，是五桿機構(gòu)，如圖 1-2 所示，取苗爪安裝在滑塊（slider）上，曲柄(driving link)作為原驅(qū)動機構(gòu)工作，滑塊沿著固定滑道（fixed slot）往復移動，該機構(gòu)進行了實驗室試驗苗成功率大約為 80% ~ 90%，曲柄轉(zhuǎn)速為 30 ~ 40rpm，曲柄旋轉(zhuǎn)一周取苗一次，即取率為 30 ~ 40 株/分鐘，若取苗工作量大，滑道容易磨損，若提高工作效率（即提高曲速），則該機構(gòu)振動和沖擊明顯，取苗成功率也隨之降低[29-32]。日本在水稻全自動缽苗移栽機上采用了頂出式分秧機構(gòu)[33]，工作原理如圖 1-3 所其送秧機構(gòu)為間歇運動，在缽盤靜止過程中，頂桿通過缽盤底部的小孔將缽苗頂出。

圖 1-1 行星輪系取出式分秧機構(gòu)Fig.1-1 Planetary gear train mechanism ofpush-out separating seedling圖 1-2 五桿取出式分秧機構(gòu)示意圖Fig.1-2 Five-bar mechanism of pull-outseparating seedling日本的移栽機在韓國有廣泛的應用，韓國針對日本移栽機的復雜結(jié)構(gòu)和高制造成也在研究結(jié)構(gòu)更簡單、制造成本更低的全自動分秧機構(gòu)，例如 W.C.Choi 等人[15]設計種全自動分秧機構(gòu)，并進行了理論分析與試驗。該機構(gòu)是一個曲柄滑道導桿機構(gòu)，是五桿機構(gòu)，如圖 1-2 所示，取苗爪安裝在滑塊（slider）上，曲柄(driving link)作為原驅(qū)動機構(gòu)工作，滑塊沿著固定滑道（fixed slot）往復移動，該機構(gòu)進行了實驗室試驗苗成功率大約為 80% ~ 90%，曲柄轉(zhuǎn)速為 30 ~ 40rpm，曲柄旋轉(zhuǎn)一周取苗一次，即取率為 30 ~ 40 株/分鐘，若取苗工作量大，滑道容易磨損，若提高工作效率（即提高曲速），則該機構(gòu)振動和沖擊明顯，取苗成功率也隨之降低[29-32]。日本在水稻全自動缽苗移栽機上采用了頂出式分秧機構(gòu)[33]，工作原理如圖 1-3 所其送秧機構(gòu)為間歇運動，在缽盤靜止過程中，頂桿通過缽盤底部的小孔將缽苗頂出。

的移栽機在韓國有廣泛的應用，韓國針對日本移栽機的復雜結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)更簡單、制造成本更低的全自動分秧機構(gòu)，例如 W.C.Choi 分秧機構(gòu)，并進行了理論分析與試驗。該機構(gòu)是一個曲柄滑道導，如圖 1-2 所示，取苗爪安裝在滑塊（slider）上，曲柄(driving l工作，滑塊沿著固定滑道（fixed slot）往復移動，該機構(gòu)進行了大約為 80% ~ 90%，曲柄轉(zhuǎn)速為 30 ~ 40rpm，曲柄旋轉(zhuǎn)一周取苗 40 株/分鐘，若取苗工作量大，滑道容易磨損，若提高工作效率該機構(gòu)振動和沖擊明顯，取苗成功率也隨之降低[29-32]。在水稻全自動缽苗移栽機上采用了頂出式分秧機構(gòu)[33]，工作原理構(gòu)為間歇運動，在缽盤靜止過程中，頂桿通過缽盤底部的小孔將的間歇運動形成慣性力，分秧機構(gòu)的工作效率受到限制。蘇州市本 RX-6 型全自動水稻缽苗移栽機進行了試驗，漏插率約為 8.68%

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 于向濤;胡良龍;胡志超;張延化;計福來;;我國旱地移栽機械概況與發(fā)展趨勢[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2012年01期

2 白v

本文編號：2808071