為避免取苗機構在夾取缽苗過程中對缽體與根系造成損傷,該研究針對夾莖取苗方式,提出一種基于二階橢圓齒輪行星輪系以及凸輪擺桿機構的夾莖式番茄缽苗取苗機構。依據(jù)二階橢圓齒輪傳動特性與機構工作原理,建立機構運動學理論模型,并對凸輪輪廓曲線進行設計,結合番茄缽苗取苗作業(yè)要求及機構特點,基于MATLAB軟件開發(fā)機構分析軟件對機構參數(shù)進行優(yōu)化,并進一步分析優(yōu)化后取苗軌跡與凸輪各工作段的對應位置關系,建立了夾莖式取苗機構虛擬樣機模型,利用ADAMS軟件對取苗機構運動過程進行仿真分析,驗證機構參數(shù)優(yōu)化結果及零部件結構設計的準確性與合理性。試制取苗機構物理樣機開展高速攝影試驗,通過對比分析實際工作軌跡與理論分析及仿真軌跡的一致性,驗證了取苗機構設計的正確性。搭建自動取苗試驗臺進行取苗試驗。試驗結果表明,取苗機構工作性能可靠、穩(wěn)定,取苗頻率為80株/min時,取苗成功率為92%,投苗成功率為94.2%,傷苗率為2.9%。研究結果可為番茄缽苗全自動移栽機自動取苗機構的研發(fā)提供參考。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學報. 2020,36(21)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

番茄缽苗取投苗過程

根據(jù)取苗機構設計要求和二階橢圓齒輪行星系傳動特點，提出如圖2所示夾莖式取苗機構，主要由二階橢圓齒輪行星輪系傳動部分和夾苗器2部分組成，可以完成取苗、送苗和投苗3個動作。傳動部分由中心軸1、3個全等的二階橢圓齒輪（二階中心橢圓齒輪2、二階中間橢圓齒輪5、二階行星橢圓齒輪7）及行星架3組成；夾苗器部分由凸輪9、擺桿13、夾緊塊14、復位彈簧15與17、以及夾苗片20組成。中心軸一端與動力裝置連接，另一端與行星架固接，二階中心橢圓齒輪空套在中心軸上與機架固接，二階中間橢圓齒輪通過與其平鍵聯(lián)接的中間軸與行星架鉸鏈聯(lián)接，二階行星橢圓齒輪通過與其平鍵聯(lián)接的行星軸與行星架鉸鏈聯(lián)接，夾苗器通過夾苗器連接件與行星軸固接，凸輪通過凸輪軸與行星架固接，隨著行星架繞行星軸旋轉，凸輪將旋轉運動通過擺桿轉變?yōu)閵A緊塊的移動，從而控制安裝在夾苗片支架上的夾苗片擺動，使兩夾苗片夾緊與張開，實現(xiàn)取苗和投苗作業(yè)。工作時，二階中心橢圓齒輪固定不動，動力由中心軸傳遞至行星架，行星架繞二階中心橢圓齒輪逆時針勻速轉動，二階行星橢圓齒輪相對其中心作往復擺動，固接在行星軸的夾苗器同時隨二階行星橢圓齒輪往復擺動，使夾苗片末端形成封閉的取苗軌跡。當夾苗片運動至軌跡最右端靠近缽苗莖稈兩側時，凸輪擺桿機構控制夾苗片閉合，實現(xiàn)傾斜夾苗，并保持夾緊狀態(tài)；當夾苗片持苗接近投苗點時，通過連接在擺桿與支架上復位彈簧b的作用，使擺桿下落回位，同時安裝在兩夾苗片間的復位彈簧a使夾苗片打開實現(xiàn)投苗。

二階橢圓齒輪傳動示意圖

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3539696