雙臂式取苗機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及全自動移栽機試制.pdf

1、中國是世界最大蔬菜生產(chǎn)國，移栽是中國蔬菜的主要種植形式。移栽機是適用于蔬菜移栽的機械，但是，目前我國使用的移栽機多為仿制國外的半自動移栽機。半自動移栽機的缺點有:需人工喂苗，效率低，連續(xù)工作人工勞動強度大，移栽質(zhì)量差等。而全自動蔬菜移栽機全部為國外的產(chǎn)品，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴。并不適應(yīng)于我國小塊田地移栽的需要。因此，急需研制出適合我國國情的穴盤苗全自動移栽機。
　　針對我國對全自動移栽機的迫切需求，本文的核心工作為兩大方面:一是對

2、全自動移栽機的核心工作機構(gòu)——取苗機構(gòu)，進行了運動學(xué)分析與優(yōu)化設(shè)計，以及結(jié)構(gòu)改進設(shè)計，二是負責(zé)導(dǎo)師團隊設(shè)計的全自動移栽機的試制和試驗研究工作，其主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)介紹了一種雙臂式自動取苗機構(gòu)，并介紹了該機構(gòu)組成及工作原理，建立了雙臂式自動取苗機構(gòu)試驗臺，在該試驗臺上進行了不同取苗速率的取苗試驗。取苗速率試驗結(jié)果表明，隨著取苗速率的增加，平均投苗失敗率和平均傷苗率逐步升高，平均取苗成功率降低。主軸轉(zhuǎn)速為10轉(zhuǎn)/分時

3、，取苗成功率最高(99.22％);主軸轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分時，取苗成功率最低(60.15％)。
　　(2)對雙臂式取苗機構(gòu)進行運動學(xué)分析，運用復(fù)數(shù)矢量法建立了雙臂式取苗機構(gòu)運動學(xué)理論模型;在雙臂式取苗機構(gòu)試驗臺上，運用高速攝像及相應(yīng)的視頻后處理技術(shù)，對雙臂式取苗機構(gòu)進行了運動學(xué)試驗分析，試驗分析結(jié)果與理論模型結(jié)果基本吻合，驗證了雙臂式取苗機構(gòu)理論模型的正確性;在理論模型的基礎(chǔ)上，對雙臂式取苗機構(gòu)進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
　　(3)對雙臂

4、式取苗機構(gòu)進行了結(jié)構(gòu)改進。對凸輪-連桿機構(gòu)動力傳遞方式進行了改進，引入了一種幾何鎖合型凸輪——雙滾子溝槽式凸輪，設(shè)計了雙滾子溝槽式凸輪的基本參數(shù);改進了雙臂式取苗機構(gòu)桿件間聯(lián)接方式，并對其桿件進行減重設(shè)計;對雙臂式取苗機構(gòu)的內(nèi)外側(cè)工作部件進行了質(zhì)量平衡;對雙臂式取苗機構(gòu)支撐架在焊接過程中的形變誤差進行了控制;針對取苗末端執(zhí)行器在高速工作時振動的問題設(shè)計了一種減振裝置;最后，在Solidworks軟件中完成了經(jīng)優(yōu)化、改進后的雙臂式取苗機構(gòu)

5、建模工作，并對該機構(gòu)進行了試制。
　　(4)對全自動移栽機進行了試制與試驗工作。由于雙臂式取苗機構(gòu)是全自動移栽機的一部分，通過全自動移栽機整機聯(lián)動的取苗試驗，更能反映實際情況。首先，對全自動移栽機進行了試制，并完成多次調(diào)試工作根據(jù)調(diào)試過程暴露的問題，對全自動移栽機進行了改進設(shè)計;在調(diào)試工作完成后，進行了取苗試驗，在取苗速率為40轉(zhuǎn)/分的情況下，取苗成功率達到了92.4％;在取苗速率55轉(zhuǎn)/分的情況下，取苗成功率達到了88.09％，