蔬菜钵苗取苗机构的优化设计与试验分析

发布时间：2020-07-17 01:02

【摘要】：取苗机构作为蔬菜钵苗全自动移栽机的核心部件,直接关系到蔬菜钵苗移栽的质量和工作效率,因此对其进行研究显得至关重要。目前本课题组前期研发的椭圆-不完全非圆齿轮行星轮系蔬菜钵苗取苗机构还存在着一些问题,例如在取苗工作过程中夹苗板夹取钵苗后在送苗阶段土钵会与另一取苗臂发生干涉,取苗行程不足导致取苗成功率低等。因此,本文在前期研究成果的基础上对机构进行参数优化,重新设计了取苗机构,并对机构的缓冲装置作了弹性动力学分析,最后对取苗机构进行了相关试验研究,为该机构的工作性能改善和进一步研究奠定了基础。本文的主要研究内容和结果如下:1)通过人机交互优化方法,深入研究和分析取苗机构夹苗板尖点运动轨迹、姿态、速度等运动特性,优化出一组满足取苗移栽工作的机构参数。根据这组参数进行结构设计,建立三维模型和虚拟样机,并进行运动学和弹性动力学仿真分析。最后,加工与装配物理样机进行取苗和移栽试验。2)分行星轮系与取苗臂两部分对整个取苗机构的结构进行设计,主要包括取苗杆行程、凸轮轮廓和消除齿隙装置的设计。3)在取苗机构结构设计的基础上,利用三维建模软件Solidworks和运动学仿真软件ADAMS,建立取苗机构的三维模型和虚拟样机,进行机构运动学仿真分析,验证了机构结构设计的正确性。4)对取苗机构的缓冲装置进行弹性动力学分析。采用ADAMS对取苗机构进行运动学仿真,对机构太阳轮受力进行了分析,并采用ANSYS对机构的缓冲装置进行了应力应变分析,证明机构瞬心线附加板能满足使用性能。5)加工与装配取苗机构的物理样机,开展机构试验分析。通过高速摄像试验得到机构夹苗板尖点的运动轨迹,该轨迹与仿真分析结构基本一致,证明机构参数优化结构设计的正确性。开展机构在不同夹苗板、不同工作转速和不同取苗深度下的取苗试验,掌握了机构在不同条件下的取苗作业性能。6)在基质和旱田两种环境下,开展了移栽机的移栽试验,结果表明移栽机具备良好的工作性能。
【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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