畢業(yè)論文——proe機(jī)動插秧機(jī)曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)運(yùn)動軌跡設(shè)計

1、<p>　　畢 業(yè) 論 文（設(shè)計）</p><p>　　論文題目 proe機(jī)動插秧機(jī)曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)運(yùn)動軌跡設(shè)計 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　曲柄搖桿分插機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠和插秧質(zhì)量好等特點(diǎn),在水稻分插機(jī)中普遍使用。由于其運(yùn)動軌跡不是很直觀反應(yīng)出來，故對其進(jìn)行運(yùn)動仿真，從而得到運(yùn)動軌跡。

2、首先，對其數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，用三角形向量對其運(yùn)動軌跡進(jìn)行詮釋，再根據(jù)實際測繪的數(shù)據(jù)加以修改，再用proe三維軟件建模，裝配，機(jī)構(gòu)仿真，繪出曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)的運(yùn)動軌跡。從而，更直觀地了解分插機(jī)構(gòu)的插秧軌跡，與實際情況對比，基本符合要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：曲柄搖桿 分插機(jī)構(gòu) 運(yùn)動軌跡 </p><p><b>　　目 錄</b></p>

3、<p><b>　　1 引言1</b></p><p>　　2 水稻插秧機(jī)的研究與發(fā)展1</p><p>　　2.1水稻插秧機(jī)械化的重要作用1</p><p>　　2.2 我國插秧機(jī)的研究與發(fā)展2</p><p>　　2.2.1 人力插秧機(jī)2</p><p>　　2.2.2

4、機(jī)動插秧機(jī)2</p><p>　　2.2.3 大小苗兩用插秧機(jī)2</p><p>　　2.2.4 2ZT系列機(jī)動插秧機(jī)2</p><p>　　2.3 發(fā)展水稻插秧機(jī)械化的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益3</p><p>　　2.3.1 節(jié)省秧田3</p><p>　　2.3.2節(jié)水省肥省藥3</p>&l

5、t;p>　　2.3.3 節(jié)本增效3</p><p>　　2.3.4 高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)3</p><p>　　2.3.5 如何推廣機(jī)械化水稻3</p><p>　　2.3.6 加強(qiáng)示范，提高農(nóng)民購買的興趣4</p><p><b>　　2.4 展望4</b></p><p>　　3曲柄搖桿式

6、分插機(jī)構(gòu)的技術(shù)要求4</p><p>　　3.1分插機(jī)構(gòu)概述4</p><p>　　3.2 曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)概述6</p><p>　　3.2.1曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)的類型7</p><p>　　3.2.2 曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)數(shù)學(xué)模型8</p><p>　　3．3曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)測繪及零件建模11&

7、lt;/p><p>　　3.4 模型裝配及運(yùn)動軌跡14</p><p>　　3.5運(yùn)動軌跡總結(jié)15</p><p><b>　　結(jié)論16</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)18</b></p><p>　　Abstract19</p><p

8、><b>　　致謝20</b></p><p>　　PROE機(jī)動插秧機(jī)曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)運(yùn)動軌跡設(shè)計</p><p>　　作者：孫艷麗 指導(dǎo)老師：陳迎春</p><p>　　（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)技術(shù)學(xué)院 08機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 合肥 230036）</p><p><b

9、>　　1 引言</b></p><p>　　水稻插秧機(jī)械化是繼品種和栽培技術(shù)更新之后，進(jìn)一步提高水稻勞動生產(chǎn)率的又一次技術(shù)革命。目前，世界上水稻機(jī)械插秧技術(shù)已經(jīng)成熟，日本、韓國等國家以及我國臺灣省的水稻生產(chǎn)已經(jīng)全面實現(xiàn)了機(jī)械化。</p><p>　　我國是世界上最早研究實驗機(jī)動插秧機(jī)的國家。20世紀(jì)50年代初，中國就已經(jīng)提出秧箱移動、群體分秧、獨(dú)輪驅(qū)動、波浪形船底和利用插

10、入段取秧器失控原理來保持秧苗直立性等設(shè)計方案，成功地設(shè)計制成我國第一臺畜水力水稻插秧機(jī)。到1960年，各地推薦生產(chǎn)上使用的人力、畜力插秧機(jī)已達(dá)21種。1967年，第一臺自走式機(jī)動插秧機(jī)“東風(fēng)-2S”型通過鑒定定型并投入生產(chǎn),每天可插秧15～20畝。</p><p>　　日本于1898年,發(fā)表第一個水稻插秧機(jī)專利；意大利于1915年開始研究拔秧苗的水稻插秧機(jī)，至50年代已有拖拉機(jī)配套的商品出售,但都由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造

11、價高,作業(yè)時需用輔助勞力多而未能推廣。日本于60年代研制帶土小苗的栽植技術(shù)和相應(yīng)的水稻插秧機(jī)。</p><p>　　2 水稻插秧機(jī)的研究與發(fā)展</p><p>　　2.1水稻插秧機(jī)械化的重要作用</p><p>　　水稻是我國主要糧食作物之一，在我國糧食生產(chǎn)中有著舉足輕重的地位。水稻在我國有悠久的栽培歷史，水稻插秧是我國農(nóng)業(yè)精耕細(xì)作的優(yōu)良傳統(tǒng)。但歷來依靠手工栽插，工

12、作條件差，勞動強(qiáng)度大，作業(yè)效率低。插秧季節(jié)又是其他農(nóng)活的大忙季節(jié)，勞動力比較緊張。因此，用機(jī)械插秧來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“彎腰曲背手插秧”是艱巨而迫切的任務(wù)。因此解決水稻插秧機(jī)械化問題，是實現(xiàn)水稻生產(chǎn)機(jī)械化的重要部分。據(jù)有關(guān)部門測算，如果我國插秧機(jī)械化水平提高，就能增產(chǎn)3.75億千克。資料表明用插秧機(jī)插秧的增產(chǎn)效果為5％～1 09。因此，實現(xiàn)水稻插秧機(jī)械化，既能減輕勞動強(qiáng)度，又能增加收入，必將使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生一個大的飛躍，促進(jìn)整個國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與農(nóng)

13、民收入水平的提高。</p><p>　　2.2 我國插秧機(jī)的研究與發(fā)展</p><p>　　我國是首先研制并用于生產(chǎn)插秧機(jī)的國家之一，于1953年開始研究插秧機(jī)，在此之前，國外只有意大利、日本等國研究過插秧機(jī)，但因質(zhì)量差、成本高等原因均未使用。我國插秧機(jī)的研究大致分4個階段：</p><p>　　2.2.1 人力插秧機(jī)</p><p>　　1

14、953年原華東農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所(1957年改建為南京農(nóng)機(jī)所)將插秧機(jī)列入科研課題i1956年梳齒縱拉分秧原理初步成型，試制出樣機(jī)；1956年4月，在武昌召開的全國第一次插秧機(jī)試驗座談會上，有兩臺插秧機(jī)參加田問試驗，證明了實現(xiàn)插秧機(jī)械化的可能性。1965年，廣西65型人力夾式水稻插秧機(jī)通過部級鑒定。產(chǎn)品定型后，由南寧插秧機(jī)廠與耒陽插秧機(jī)廠生產(chǎn)。3年調(diào)整期間，在壓縮基本建設(shè)投資的情況下，國家仍分別投資143萬元和62萬元給南寧和末陽插秧機(jī)廠，

15、以推動插秧機(jī)的發(fā)展。</p><p>　　2.2.2 機(jī)動插秧機(jī)</p><p>　　我國于1964年開始出現(xiàn)機(jī)動插秧機(jī)，1967年l1月東風(fēng)2S型機(jī)動插秧機(jī)通過部級鑒定，該機(jī)獲全國科技發(fā)明獎。它是一種插洗根苗的插秧機(jī)，采用轉(zhuǎn)臂滑道式分插機(jī)構(gòu)。</p><p>　　2.2.3 大小苗兩用插秧機(jī)</p><p>　　7O年代為適應(yīng)農(nóng)業(yè)部推廣帶土

16、苗移栽的要求，出現(xiàn)既可插帶土苗，又可插洗根大苗的兩用插秧機(jī)。如東風(fēng)一74型、湖北一32型等。為便于推廣使用，國家決定統(tǒng)一插秧機(jī)型號，定點(diǎn)生產(chǎn)，以保證質(zhì)量。1979年，全國統(tǒng)型2Z系列機(jī)動水稻插秧機(jī)通過部級鑒定。這一系列共l2個型號，吸收了各機(jī)型的優(yōu)點(diǎn)，插秧方式為滾動直插式。分插機(jī)構(gòu)為轉(zhuǎn)臂滑道式機(jī)構(gòu)，繼續(xù)采用單輪水田葉輪驅(qū)動、鉸接秧船滑行的行走方式，配備4．08kW的風(fēng)冷柴油機(jī)，有效地解決了插秧機(jī)作業(yè)的行走問題，該系列基本滿足我國各地農(nóng)業(yè)

17、的要求，部件通用化程度達(dá)到70％，零件通用化率達(dá)80％～88％。</p><p>　　2.2.4 2ZT系列機(jī)動插秧機(jī)</p><p>　　1979年我國從日本引進(jìn)成套的水田農(nóng)機(jī)具。上海市和四平市在2Z的系列插秧機(jī)的基礎(chǔ)上，參照日本插秧機(jī)的曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)，研制成中頭日尾式2ZLr系列機(jī)型t于1980年和1982年分別通過鑒定。其代表為我國普遍使用的吉林延邊插秧機(jī)廠制造的2ZT-935系

18、列插秧機(jī)。2Z3-935型機(jī)的分插機(jī)構(gòu)以日本井關(guān)公司的PL_820型為原型設(shè)計的，分插頻率高，為263次／min，行距3Om，插6行，生產(chǎn)率為1．6ha／h-2ha／h．實踐證明，該種機(jī)型用于栽插帶土中、小苗較為理想。</p><p>　　2.3 發(fā)展水稻插秧機(jī)械化的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益</p><p>　　2.3.1 節(jié)省秧田</p><p>　　由于機(jī)械插采用的是

19、毯狀秧苗，育秧凸顯高密度、短秧齡特性、秧田及肥水利用率高，可大量節(jié)省秧田并顯著提高育秧工效，秧田利用率比常規(guī)育秧提高8-10倍。課大幅度節(jié)約耕地，增加農(nóng)民收入。全國4億畝水稻秧田，常規(guī)育秧約需占用4000萬畝，節(jié)約秧田面積3600萬畝，將極大的降低水稻生產(chǎn)成本，因此帶來的間接效益也極為可觀。特別是在我國耕地面積日益減少的情況下。具有重大的現(xiàn)實意義。</p><p>　　2.3.2節(jié)水省肥省藥</p>

20、<p>　　機(jī)插育秧苗期易于管理，大大提高肥、水、藥的使用效果，減少了施用量。大田期，采用薄水活棵，間歇灌溉的管水方式，亦可大量節(jié)省用水。適當(dāng)調(diào)節(jié)用肥比例與用肥時機(jī)，可大大提高肥料的增產(chǎn)效果。由于機(jī)插秧采用的是大小秧苗，其播期比常規(guī)育秧適當(dāng)延遲，錯開了條紋葉枯病等病害的高發(fā)期，有效降低了水稻害蟲的侵染途徑，移栽至大田時帶病率低，因而發(fā)病的輕，能減少用藥次數(shù)。另外，機(jī)插秧寬行移栽，通風(fēng)透光條件優(yōu)越，也增強(qiáng)了水稻的抗逆性。因此，

21、機(jī)插水稻省肥省藥優(yōu)勢明顯，機(jī)插秧防治病蟲用藥要比手工插秧省2-3次，對“無公害”、“綠色”稻米生產(chǎn)有顯著作用，更能體現(xiàn)發(fā)展資源節(jié)約型和環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)的要求。</p><p>　　2.3.3 節(jié)本增效</p><p>　　機(jī)插秧與傳流手工種植方式相比，可大幅降低育秧和栽插環(huán)節(jié)的勞動強(qiáng)度，有明顯的省工優(yōu)勢。一般人工手插水稻每畝需15個工作日，采用手扶插秧機(jī)和高速插秧機(jī)栽插每畝需15-20分鐘。

22、在生產(chǎn)成本方面，與常規(guī)作業(yè)相比，機(jī)插秧節(jié)本優(yōu)勢明顯，而且種植規(guī)模越大，效益越顯著。此外，機(jī)插雙模、軟盤育秧流程與技術(shù)工藝簡單明了，易操作，適應(yīng)性廣，投資少，農(nóng)民易接受應(yīng)用。</p><p>　　2.3.4 高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)</p><p>　　機(jī)插秧實現(xiàn)了款行、淺栽、定穴、定苗栽插，栽后發(fā)根力抗逆性強(qiáng)，能夠早扎根力苗，早活早發(fā)，秧齡短、栽后分蘗期短增加了兩個分蘗節(jié)，為增足穗奠定了基礎(chǔ)，群體質(zhì)量易于

23、調(diào)控，且適應(yīng)性廣，容易獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。</p><p>　　2.3.5 如何推廣機(jī)械化水稻</p><p>　　我國水稻機(jī)械化種植技術(shù)應(yīng)當(dāng)以機(jī)插秧為主要發(fā)展方向。當(dāng)前，我國形成了機(jī)拋秧、機(jī)直播、機(jī)插秧等幾種水稻機(jī)械化種植方式。這幾種種植方式與人工作業(yè)相比都能夠大幅度減輕勞動強(qiáng)度，提高勞動生產(chǎn)率，獲得水稻高產(chǎn)，且機(jī)插秧可利用不同地區(qū)氣候條件所造成的插秧時間差，組織插秧機(jī)跨區(qū)作業(yè)。所以機(jī)插秧更具

24、有大面積推廣的前景。</p><p>　　2.4 機(jī)械插秧發(fā)展前景</p><p>　　國家重視農(nóng)業(yè)的發(fā)展。我國農(nóng)業(yè)部制定的《水稻生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展“九五”和2010年規(guī)劃》中要求。到2000年水稻機(jī)械化栽植面積達(dá)到4500kha，占種植面積的15％左右，到2010年全面實行水稻生產(chǎn)機(jī)械化。經(jīng)1993年國務(wù)院批準(zhǔn)，插秧機(jī)械產(chǎn)品享受13％的增值稅率。這些均為插秧機(jī)的發(fā)展提供了良好的環(huán)境與條件。&

25、lt;/p><p>　　在從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的過程中，隨著農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，農(nóng)民收入水平、生活水平的提高和勞動觀念的改變，特別是南方主要水稻生產(chǎn)區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，勞動力不斷轉(zhuǎn)移到其它產(chǎn)業(yè)，機(jī)插面積較少，對水稻插秧機(jī)的需求更為強(qiáng)烈。當(dāng)插秧機(jī)質(zhì)量提高，插秩機(jī)所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益、物質(zhì)利益大于人力，農(nóng)民將踴躍購買既能減輕勞動強(qiáng)度又能增加收入的插秧機(jī)。我們相信實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化指日可待。</p><p&g

26、t;　　3曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)的技術(shù)要求</p><p><b>　　3.1分插機(jī)構(gòu)概述</b></p><p>　　分插機(jī)構(gòu)是目前應(yīng)用最普遍的水稻秧苗栽植機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)主要特點(diǎn)是工作可靠，插秧質(zhì)量好。國內(nèi)生產(chǎn)的較先進(jìn)的2ZT一935型水稻插秧機(jī)，其分插部件就采用了這種形式。田間實際工作插次為每分鐘200次左右。使用表明，當(dāng)插次增至每分鐘260次以上時， 振動相當(dāng)劇烈，

27、以至無法正常工作。為解決這一問題，并為探索分插機(jī)構(gòu)的工作機(jī)理， 本文以主要振動力源——曲柄軸和連桿軸作用力為主要研究對象，對分插機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和探討。在此過程中，為了使分析更接近于機(jī)構(gòu)的實際工作狀態(tài)，改變了把機(jī)構(gòu)簡化為一般的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的傳統(tǒng)研究方式，分析了推秧裝置的推秧和碰撞過程。</p><p>　　分插機(jī)構(gòu)是水稻插秧機(jī)的主要工作部件，由取秧器及其驅(qū)動機(jī)構(gòu)和軌跡控制機(jī)構(gòu)組成。取秧器在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動和軌跡控制機(jī)構(gòu)

28、的控制下，按照一定的軌跡從秧箱中分取一定數(shù)量的秧苗并將其插入土中，然后返回原始位置開始下一次循環(huán)動作。按分秧動作，有橫分和縱分兩種。①橫分取秧器有適于拔取苗栽插的秧夾和適于帶土苗栽插的切扒式秧爪，兩者根據(jù)需要可互換使用。秧夾由活動夾片和固定夾片構(gòu)成，其張開度根據(jù)秧苗的粗細(xì)和秧苗數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)；切扒式秧爪帶有脫秧片，使帶土秧苗從秧爪上順利脫出。②縱分取秧器有適于拔取苗栽插的梳式秧爪，適于帶土苗栽插的有裝上脫秧器的梳式秧爪，或采用筷子式秧爪。

29、梳式秧爪在分秧過程中對秧苗有分理作用；筷子式秧爪在插入帶土秧苗中取秧時，由推秧片把帶土苗強(qiáng)制推出。</p><p>　　一定數(shù)量的秧夾或秧爪按規(guī)定行距配置在秧夾（或秧爪）排上。在滾動直插式插秧機(jī)上，一般有2～4個秧爪排與作圓周運(yùn)動的分插輪轉(zhuǎn)臂鉸接相連；在擺動直插式插秧機(jī)上。一般是一個秧爪排同作往復(fù)擺動的搖臂鉸接相連，也可將一個取秧器直接裝在一組曲柄連桿機(jī)構(gòu)的連桿上，進(jìn)行分組驅(qū)動。在多數(shù)插秧機(jī)上，取秧器的運(yùn)動軌跡除

30、由驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制外，還受軌跡控制機(jī)構(gòu)的控制。常用的軌跡控制機(jī)構(gòu)有導(dǎo)槽、滑道、凸輪、行星齒輪和四桿機(jī)構(gòu)等，與各種驅(qū)動機(jī)構(gòu)配合組成各種類型的分插秧機(jī)構(gòu)。</p><p>　　水稻插秧機(jī)的分插機(jī)構(gòu)的技術(shù)要求：</p><p>　　保證每穴株達(dá)到要求，在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)并有較高的均勻度；一般為每穴3-5株。</p><p>　　適合栽植規(guī)格。包括行距，株距和插深；因地制宜選用。

31、</p><p>　　行距：9寸（300mm）適合于北方稻區(qū)。7寸（238mm）適合于南方稻區(qū)。</p><p>　　穴距：3寸（100mm）、4寸（133mm）、5寸（167mm）、6寸（200mm）。由于各地自然條件、品種類型不同而有所差異；隨著旱育稀植技術(shù)的推廣，要求穴距加大；在行距300mm時，甚至有穴距達(dá)到6-8寸（200-267mm）的“超稀植”。</p><

32、;p>　　插深：一般10-25mm，應(yīng)可調(diào)節(jié)。</p><p>　　作業(yè)質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　漏插率：≤5%</b></p><p><b>　　傷秧率：≤4%</b></p><p>　　相對均勻度合格率：≥85%</p><p>　　秧苗

33、：高度80-250mm；土厚：15-25mm；秧苗原始空格率小于5%，泥土濕度適宜，插前床土含水率35%-55%，育秧土必須經(jīng)過4-6mm孔篩過，無雜物。</p><p>　　水田：泥土要耙爛、整平，泥腳深度小于300mm；水層深度10-30mm。</p><p>　　(下圖為曲柄搖桿式插秧機(jī)的實圖)</p><p>　　3.2 曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)概述</p&

34、gt;<p>　　曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)由曲柄、栽植臂（連桿）、搖桿和機(jī)架固定桿組成四連桿機(jī)構(gòu)。曲柄固定在傳動軸上做圓周運(yùn)動，搖桿相對其擺動中心做往復(fù)運(yùn)動，而分離針（秧爪）固定栽植臂，栽植臂及連桿做平面復(fù)雜運(yùn)動，其秧爪的運(yùn)動軌跡及連桿曲線的一種。這種分插機(jī)構(gòu)屬于往復(fù)直插式的工作原理，可以達(dá)到分秧與插秧要求。適用于帶土苗插秧，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，密封性好，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外插秧機(jī)上。</p><p><

35、;b>　　（上圖為直插原理）</b></p><p>　　3.2.1曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)的類型</p><p>　　曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)根據(jù)分布方式可以分為兩種類型：臥式布置（又稱前插式或秧箱前傾式）指曲柄和搖桿在機(jī)架上的鉸結(jié)點(diǎn)連線基本平行于地面，按左右排列的插秧機(jī)；立式布置（又稱后插式或秧箱后傾式）指曲柄和搖桿在機(jī)架上的鉸結(jié)點(diǎn)連線基本垂直于地面，按上下排列的插秧機(jī)。<

36、/p><p>　　本次研究的是立式分插機(jī)構(gòu)：立式機(jī)的秧箱是后傾的，有利于手扶式步行插秧機(jī)裝秧和續(xù)秧；分插機(jī)構(gòu)在秧箱前方，視野清晰，便于觀察和操縱機(jī)器，保證駕駛安全；秧箱在后部有利于整機(jī)前后平衡。和臥式機(jī)相比，立式機(jī)的特點(diǎn)在于秧爪的動軌跡擺環(huán)交叉點(diǎn)的高度與所插秧苗高度無關(guān)，擺環(huán)交叉點(diǎn)在秧苗的前方（而臥式機(jī)秧爪動軌跡擺環(huán)交叉點(diǎn)限制了秧苗高度，過高易造成“搭橋”現(xiàn)象而產(chǎn)生傷秧），因而在滿足同樣秧苗高度的條件下，立式機(jī)可以采

37、用較小的機(jī)構(gòu)設(shè)計尺寸；并且由于構(gòu)件質(zhì)心配置合理而慣性力較小，可以提高每分鐘插秧次數(shù)。</p><p>　　3.2.2 曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)數(shù)學(xué)模型</p><p>　　對于農(nóng)業(yè)機(jī)械上各類機(jī)構(gòu)及像位移、速度、加速度、角位移、角速度、角加速度、力、力矩等向量的分析研究，已采用復(fù)數(shù)矢量法比較方便。下面以復(fù)數(shù)矢量法來解釋曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)的數(shù)學(xué)模型。</p><p&g

38、t;　　復(fù)數(shù)矢量：復(fù)數(shù)矢量是放置在復(fù)數(shù)平面上的矢量。它可以分別表示成為代數(shù)式、三角式和指數(shù)式</p><p>　　R = X + jY</p><p>　　=rcosθ + jrsinθ</p><p><b>　　=rejθ</b></p><p>　　其中，R = rejθ是復(fù)數(shù)矢量，r為這個矢量的模，從X軸正方

39、向到矢量R的角度以逆時針為正，即角θ為幅角。</p><p>　　復(fù)數(shù)矢量的三角法：設(shè)兩個矢量A和B之和為R。R=A+B分別表示成指數(shù)式時則有：</p><p>　　R = rejθ；A = aejα；B = bejβ；rejθ = aejα + bejβ</p><p>　　兩端分別取實部、虛部應(yīng)相等。</p><p>　　rcosθ =

40、acosα + bcosβ ⑴</p><p>　　rsinθ =asinα + bsinβ ⑵</p><p>　　式⑴和⑵是有關(guān)各個標(biāo)量在數(shù)量形式上的標(biāo)量方程式。由此可見，在平面內(nèi)的矢量方程式R=A+B包括了兩個標(biāo)量方程式：即一個矢量方程式在平面內(nèi)可以求解兩個未知數(shù)。</p><p>　　設(shè)計機(jī)構(gòu)的目的是傳遞運(yùn)動。在

41、原動件上給予某種運(yùn)動時，隨動件可以得到所希望的運(yùn)動。輸入和輸出應(yīng)當(dāng)存在某種固定的函數(shù)關(guān)系?？梢悦枋龀纱_定的矢量圖，因而表示機(jī)構(gòu)的矢量方程式是可解的方程式。平面機(jī)構(gòu)都可以化成為三角形的形式來表達(dá)。所以研究復(fù)數(shù)矢量的三角解法非常重要。</p><p>　　牧野洋提出的平面矢量分類及復(fù)數(shù)矢量三角解法分類見表15-1、表15-2.這個分類是根據(jù)不同的情況，求解矢量方程式的解。對連桿和凸輪這樣的矢量元件，應(yīng)當(dāng)用矢量方程式來

42、求解。</p><p><b>　　表15-1</b></p><p><b>　　表15-2</b></p><p>　　用復(fù)數(shù)矢量三角解法建立數(shù)學(xué)模型：</p><p>　　將機(jī)構(gòu)圖畫成矢量圖，利用復(fù)數(shù)矢量來表示各構(gòu)件。以O(shè)點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，機(jī)架桿B1、曲柄B2、輔助矢量B3、連桿B4、搖桿B5、

43、秧爪B6、秧爪尖失徑B7，運(yùn)算中所用符號：Bi為復(fù)數(shù)矢量的模，i為其幅角，Wi為同下標(biāo)矢量的角速度，i為其角加速度。</p><p>　　秧爪尖的位移解。用三角解法：</p><p>　　由AOC B3 = B2 + B1 求B3、3，而B2 = B2ej2</p><p>　　由ACB B3 =B4 + B5 求4、5</p><p>　　

44、由AOE B7 = B2 +B6 求E點(diǎn)軌跡</p><p>　　秧爪尖的速度。對位移矢量一次求導(dǎo)可以求得速度：</p><p>　　由AOC 3 = 2 3 =j2B2ej2</p><p>　　由ACB 3 = 4 + 5 求4、5</p><p>　　由AOE 7 = 2 + 6 求E點(diǎn)的速度</p><p

45、>　　秧爪尖的加速度解。對速度矢量方程的一次求導(dǎo)可得加速度：</p><p>　　AOC 3 = 2 = -B2 ej2 </p><p>　　ACB 3 = 4 + 5 求4、5</p><p>　　AOE 7 = 2 + 6 求E點(diǎn)的加速度</p><p>　　3．3曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)測繪及零件建模</p>&

46、lt;p>　　proe是美國PTC引公司旗下的產(chǎn)品Pro/Engineer軟件的簡稱。Pro/E（Pro/Engineer操作軟件）是美國參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation，簡稱PTC）的重要產(chǎn)品。是一款集CAD/CAM/CAE功能一體化的綜合性三維軟件，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今最成功的

47、CAD/CAM軟件之一。 現(xiàn)在使用最多的版本：Pro/ENGINEER Wildfire野火4.0。</p><p>　　基于特征的參數(shù)化造型：Pro/ENGINEER使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機(jī)械對象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如：設(shè)計特征有弧、圓角、倒角等等，它們對工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)特的特征。通

48、過給這些特征設(shè)置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計疊代，實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)。</p><p>　　根據(jù)實際曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)測繪而來的數(shù)據(jù)建模得到主要的零件實體模型圖如下：</p><p>　　桃形凸輪：運(yùn)動的傳遞和力的承載</p><p><b>　　軸承</b></p><p>&

49、lt;b>　　曲柄搖桿</b></p><p>　　連桿 推秧器</p><p><b>　　栽植臂底座</b></p><p>　　頂蓋 主軸</p><p>　　以上每一個零件都是根據(jù)測繪的

50、數(shù)據(jù)建模的，一些螺釘、螺母、連接件就不在這里一一列舉了。測繪到建模的過程中，我不斷修改，不斷規(guī)范數(shù)據(jù)，不斷改進(jìn)數(shù)據(jù)。從而得到比較合理的模型。</p><p>　　接下來，便是裝配零件，把零散的零件組合成為能夠運(yùn)動的機(jī)構(gòu)。</p><p>　　首先，要把一些簡單的機(jī)構(gòu)組裝起來如圖：</p><p><b>　　栽植臂</b></p>

51、<p>　　3.4 模型裝配及運(yùn)動軌跡</p><p>　　零件建模完成裝配結(jié)果如圖</p><p>　　然后對模型進(jìn)行添加銷釘約束，通過伺服馬達(dá)驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，相繼帶動搖桿轉(zhuǎn)動，接著凸輪轉(zhuǎn)動帶動撥叉運(yùn)動，當(dāng)凸輪不接觸撥叉時，彈簧推動推秧器向下移動，就這樣，反復(fù)運(yùn)動，就形成了插秧的軌跡。</p><p><b>　　3.5運(yùn)動軌跡總結(jié)</b&

52、gt;</p><p><b>　　插秧軌跡</b></p><p>　　根據(jù)觀察比較，該軌跡與實際情況對比基本一致。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　2012年4月，我開始了我的畢業(yè)設(shè)計論文工作，時至今日，論文基本完成。從最初的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對思路逐漸的

53、清晰，整個寫作過程難以用語言來表達(dá)。歷經(jīng)了幾個月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設(shè)計終于落下了帷幕。回想這段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設(shè)計的過程中，我擁有了很多難忘的回憶和收獲。</p><p>　　4月初，在與導(dǎo)師的交流討論中我的題目定了下來，是：曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)運(yùn)動軌跡分析。當(dāng)選題報告，開題報告定下來的時候，我當(dāng)時便立刻著手資料的收集工作中，當(dāng)時有些茫然，不知如何下手。我將這一困難告訴了導(dǎo)師，在導(dǎo)師

54、細(xì)心的指導(dǎo)下，終于使我對自己現(xiàn)在的工作方向和方法有了掌握。 </p><p>　　接下來，便是收集資料和數(shù)據(jù)，我在學(xué)校圖書館，還在網(wǎng)上查找各類相關(guān)資料，有助于論文的編寫。最讓我難忘的是對實物的測繪，用扳手把把機(jī)器拆開，對里面的零件一一測量，再把數(shù)據(jù)記在筆記本上，并附于簡單的手繪圖形，經(jīng)過三次的反復(fù)測量，終于數(shù)據(jù)基本得到。緊接著，我就開始了三維圖的繪制，連續(xù)奮戰(zhàn)了好多天，把模型完成了，期中包括建模，裝配，

55、運(yùn)動學(xué)軌跡模擬等，同時截出圖形和進(jìn)行論文編寫。 </p><p>　　4月底，材料已經(jīng)準(zhǔn)備完畢了，并及時和導(dǎo)師聯(lián)系，并和同學(xué)互相交流，導(dǎo)師同學(xué)指出了模型的不足，我一一做出修改。6月初，在老師和同學(xué)的幫助下基本完成論文的編寫。接下來，在老師的指導(dǎo)校對下，畢業(yè)設(shè)計完成了。</p><p>　　當(dāng)我終于完成了所有打字、繪圖、排版、校對的任務(wù)后整個人都很累，但同時看著電腦熒屏上的畢業(yè)設(shè)計

56、稿件我的心里是甜的，我覺得這一切都值了。這次畢業(yè)論文的制作過程是我的一次再學(xué)習(xí)，再提高的過程。在論文中我充分地運(yùn)用了大學(xué)期間所學(xué)到的知識。 </p><p>　　我不會忘記這難忘的幾個月的時間。畢業(yè)論文的制作給了我難忘的回憶。在自己努力下，掌握了機(jī)械設(shè)計的過程，機(jī)械設(shè)計的思維，在整個過程中，我學(xué)到了新知識，增長了見識。在今后的日子里，我仍然要不斷地充實自己，爭取在所學(xué)領(lǐng)域有所作為。 </

57、p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 李寶筏. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué) 2003</p><p>　　2 趙勻. 農(nóng)業(yè)機(jī)械計算機(jī)輔助分析和設(shè)計 1998</p><p>　　3 林清安. proe零件設(shè)計</p><p>　　4 趙勻等. 曲柄搖扦式水稻栽植

58、機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析和試驗研究.第一次全國種植機(jī)械情報同年會論文， 1989</p><p>　　5 王清疑 李道椿. 連桿式水稻插秧楓分插機(jī)構(gòu)的分析與綜舍. 吉林工業(yè)大學(xué)學(xué)報，1985</p><p>　　6 梅田重夫 穗渡信雄. 插秧機(jī)分插機(jī)構(gòu)的動特性．江西農(nóng)機(jī)，198l</p><p>　　7 吳偉雄 馬朝榮. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植機(jī)械的使用與維護(hù) 原子能出版社

59、2010</p><p>　　8 童裕豐 葉培根. 水稻機(jī)械育秧技術(shù) 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)出版社 2009</p><p>　　9 王金武 楊廣林. 三江平原田間水稻生產(chǎn)機(jī)械化系統(tǒng) 中國農(nóng)業(yè)出版社 2008</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The crank rocker p

60、oints transplanting mechanism has simple structure, reliable operation and transplanting quality is good wait for a characteristic, inserted in rice points are commonly used machine. Because its trajectory is not very in

61、tuitive reaction comes out, I the movement simulation, thus obtains the trajectory. First of all, I analyzed for its mathematical model with triangle vector to its, track, according to actual surveying and mapping annota

62、tion again to revise the data, then make c</p><p>　　Keywords Crank rocker Points transplanting mechanism trajectory</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　非常感謝陳老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段——畢業(yè)

63、設(shè)計階段給自己的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，她給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。為了指導(dǎo)我們的畢業(yè)論文，她們放棄了自己的休息時間，她們的這種無私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向她們表示我誠摯的謝意。同時，感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這四年來給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學(xué)習(xí)，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越