帕斯卡齒輪辣椒缽苗移栽機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計與仿真分析.pdf

1、辣椒因良好的味覺口感、豐富的利用價值，深受人們喜愛。目前，我國是世界上最大的辣椒生產(chǎn)國，已成為農(nóng)民致富重要的經(jīng)濟作物，但是大部分種植區(qū)還在沿用人工移栽。歐美等農(nóng)業(yè)發(fā)達國家使用的全自動移栽機，由于控制系統(tǒng)復(fù)雜、價格昂貴，不符合我國國情推廣困難;不同結(jié)構(gòu)形式的半自動機型采用人工喂苗，大大限制了效率且可靠性較差。近幾年，由于人工移栽的成本不斷增長，制約了經(jīng)濟增長。在這種狀況下，提高辣椒移栽作業(yè)機械化水平，研發(fā)高效輕簡化、作業(yè)性能穩(wěn)定的全自動辣

2、椒缽苗移栽機構(gòu)十分重要。
　　鑒于種種阻礙提高移栽作業(yè)機械化水平的不利因素，依托課題組的優(yōu)化設(shè)計平臺，研制出一種符合農(nóng)藝要求的帕斯卡齒輪全自動辣椒缽苗移栽機構(gòu)。合理運用現(xiàn)代設(shè)計方法，建立移栽機構(gòu)理論模型，編寫可視化計算機輔助分析軟件，對復(fù)雜的辣椒缽苗取秧軌跡進行優(yōu)化，使之滿足農(nóng)藝要求，并通過完善的CAD系統(tǒng)完成數(shù)字化樣機的設(shè)計裝配和機構(gòu)虛擬仿真試驗，并將這種計算機作為輔助工具的設(shè)計方法貫穿設(shè)計始終，為后續(xù)的設(shè)計者研究提供了一個較為

3、準確、合理的依據(jù)，具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)結(jié)合課題研究內(nèi)容，對國內(nèi)外市場上推廣使用的現(xiàn)有移栽機工作原理進行分析比較，發(fā)現(xiàn)其中難以適應(yīng)我國國情的種種難題，即如何簡單、高效的完成辣椒缽苗全自動的移栽過程。
　　(2)培育一定數(shù)量的辣椒營養(yǎng)盤缽苗，對苗齡適合移栽作業(yè)的壯苗進行基本物理信息測量實驗及力學(xué)試驗，諸如測量植株高度、莖稈直徑等。提出了適用于辣椒缽苗移栽時葉片較大的反轉(zhuǎn)小環(huán)扣“8”字型軌跡，并對其特點進行分析。為滿足辣

4、椒缽苗復(fù)雜的移栽軌跡，將變速比傳動的帕斯卡齒輪系應(yīng)用到辣椒缽苗移栽機構(gòu)的設(shè)計中，提出基于改變帕斯卡蝸線參數(shù)擬合齒輪節(jié)曲線的方法，使機構(gòu)工作軌跡滿足辣椒移栽農(nóng)藝，并對其共軛齒輪的節(jié)曲線進行設(shè)計，從而完成對回轉(zhuǎn)式帕斯卡齒輪辣椒缽苗移栽機構(gòu)的開發(fā)研制。
　　(3)針對上述提出的帕斯卡齒輪系全自動辣椒缽苗移栽機構(gòu)，建立其理論運動模型，分析齒輪系中各齒輪的運動規(guī)律，求解出運動學(xué)方程，為后續(xù)開發(fā)出辣椒缽苗移栽機構(gòu)計算機輔助優(yōu)化設(shè)計軟件打下堅實

5、基礎(chǔ)。
　　(4)在理論分析的基礎(chǔ)上，借助Visual Basic6.0編程語言，自主開發(fā)出可視化人機交互式的辣椒缽苗計算機輔助優(yōu)化設(shè)計軟件，對軟件的界面、各控制按鈕及主要功能進行介紹。對比不同輸入?yún)?shù)下的移栽軌跡，優(yōu)化出滿足移栽農(nóng)藝要求的“8字型”工作軌跡，記錄該軌跡所對應(yīng)的輸入?yún)?shù)，為移栽機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)。
　　(5)利用AutoCAD2010軟件，參照計算機輔助優(yōu)化設(shè)計軟件中優(yōu)化出的結(jié)構(gòu)參數(shù)，采納合理化建議，對移

6、栽機構(gòu)各部件進行設(shè)計，最后完成機構(gòu)二維圖紙的繪制。根據(jù)繪制出的圖紙，借助NX8.0軟件，完成該機構(gòu)數(shù)字化模型的構(gòu)建與樣機裝配。
　　(6)將干涉檢查完成的裝配樣機在Adams2010環(huán)境下，完成對該機構(gòu)的運動學(xué)仿真試驗。發(fā)現(xiàn)仿真試驗獲得的機構(gòu)絕對、相對運動軌跡與夾秧片尖點的運動特性曲線與從優(yōu)化中得到的結(jié)果大體保持一致，使機構(gòu)理論分析的正確性與樣機制造的實際可操作性得到充分肯定。應(yīng)用3D打印技術(shù)實現(xiàn)回轉(zhuǎn)式帕斯卡齒輪辣椒缽苗移栽機構(gòu)物