步行直夹式水稻钵苗宽窄行移栽机构的原理分析与优化设计

发布时间：2020-04-02 19:58

【摘要】：水稻钵苗移栽是一种新型的水稻移栽方式,与毯苗的移栽方式不同,钵苗移栽是通过在钵盘中培育秧苗,再将带有土钵的秧苗移栽到田间的过程;毯状苗插秧是传统的水稻移栽方式,通过撕扯分离秧苗再插入土中,这个过程容易伤害秧苗的根部,使移栽后的秧苗需要经历缓苗期;而钵苗移栽由于有营养土钵的存在,可以保持秧苗根部的完整性,从而缩短秧苗的生长期。水稻宽窄行种植是一种高光效的农艺种植方式,与传统的等行距种植方式不同,宽窄行种植是将水稻秧苗分为宽行和窄行进行交替种植,且不改变单位面积的植株数量,以充分利用光照,改善田间通风,减少病虫害和农药施用量。本文提出的步行直夹式水稻钵苗宽窄行移栽机构可以同时实现水稻的钵苗移栽和宽窄行种植,将两种新型农艺的优势相结合,实现钵苗宽窄行移栽的机械化,在减轻人工劳作强度,提高生产效率的同时实现水稻的增产。现有的水稻钵苗宽窄行移栽机构由于移栽轨迹的取秧段横向偏移量过大,无法应用于实际生产作业,而本文提出的步行直夹式钵苗宽窄行移栽机构通过核心部件的创新设计,实现了直夹苗的移栽轨迹。本文主要完成了以下研究内容:1)通过对各种组合齿轮系的变速传动和空间传动特性的分析,进行了移栽机构核心部件的创新设计,最终确定了交错斜齿轮-非圆锥齿轮行星轮系机构方案。2)应用非均匀B样条曲线拟合出了球面非圆锥齿轮的节曲线,并通过节曲线计算出了非圆锥齿轮的齿廓;根据机构核心部件方案,建立了基于D-H矩阵变换理论的移栽机构行星轮系的数学模型,机构的移栽臂尖点可以实现直取式“8字形”空间移栽轨迹。3)提出了步行直夹式钵苗宽窄行移栽机构移栽轨迹和姿态的运动学目标,并借助Matlab软件平台建立了移栽机构的参数优化系统,根据机构数学模型编写了交错斜齿轮-非圆锥齿轮移栽机构辅助优化软件,并优化出一组满足要求的机构参数。4)根据优化出的机构参数和移栽机构传动要求,对传动箱、行星轮系齿轮箱和移栽臂的零部件进行了结构设计,并利用UG软件进行了三维建模。5)将移栽机构三维模型通过中间格式文件导入Adams软件,进行了虚拟样机的运动仿真,并将移栽机构仿真的轨迹、速度曲线与理论设计结果进行了对比分析,验证了步行直夹式水稻钵苗宽窄行移栽机构的方案、三维模型和理论模型的正确性。
【图文】：

图 1.1 宽窄行移栽示意图钵苗宽窄行移栽机，能很好地应用于中国的山区、大减轻这些地区农民的劳动强度，提高水稻的生产行式移栽机有很大的市场前景。钵苗移栽与宽窄行移栽两项农艺方式相结合，在现变、钵盘的大小和位置不变的情况下实现水稻的钵水稻钵苗移栽过程，研制一种效率高、成本低、结苗宽窄行移栽机构，将对于我国水稻的产量的提高的意义。苗移栽机构研究的现状栽机构国外研究的现状水稻移栽装备中，日本的移栽机构性能最好，应用式的钵苗移栽机构，其工作过程如图 1.2 所示，，当钵

水稻钵苗宽窄行移栽机，能很好地应用于中国的山区、丘能极大减轻这些地区农民的劳动强度，提高水稻的生产效，步行式移栽机有很大的市场前景。以将钵苗移栽与宽窄行移栽两项农艺方式相结合，在现有置不变、钵盘的大小和位置不变的情况下实现水稻的钵苗时的水稻钵苗移栽过程，研制一种效率高、成本低、结构稻钵苗宽窄行移栽机构，将对于我国水稻的产量的提高和重大的意义。水稻钵苗移栽机构研究的现状钵苗移栽机构国外研究的现状有的水稻移栽装备中，日本的移栽机构性能最好，应用也顶出式的钵苗移栽机构，其工作过程如图 1.2 所示，当钵出，将钵苗从钵盘中顶出。
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S223.9

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本文编号：2612378