面向空間軌跡和姿態(tài)要求的寬窄行分插機構研究.pdf

1、浙江理工大學學位論文獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得 浙江理工大學或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我 一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的 說明并表示謝意。學位論文作者簽名：Z ／／莎一簽字日期：扣，y 年鄉(xiāng)月，。日浙江理工大學博士學位論文 面向空間軌跡和姿

2、態(tài)要求的寬窄行分插機構研究摘要水稻寬窄行插秧是由農(nóng)藝專家根據(jù)國內的水稻種植要求而提出的一項種植技術，它是在保證秧苗種植數(shù)量的前提下，通過寬行與窄行間隔栽插的方式增加水稻行間通風、光照，從而達到防止病害、抗倒伏、增加產(chǎn)量( 增產(chǎn)率在4 ％以上) 、保證稻米品質的效果。由于傳統(tǒng)插秧機只能形成等行距的平面插秧軌跡，無法實現(xiàn)寬窄行插秧，且已有的寬窄行機器與育秧流水線不配套而未能得到推廣，目前仍然靠人工寬行與窄行拉線栽插，嚴重影響了廣大農(nóng)戶的生產(chǎn)

3、積極性，制約了我國有機水稻生產(chǎn)的發(fā)展。寬窄行插秧機與傳統(tǒng)等行距插秧機的區(qū)別在于其核一L j , - r 作部件“分插機構”，等行距分插機構只能形成平面軌跡，栽插秧苗行距與秧門間距相同( 如3 0 c m ) ，而寬窄行分插機構要求在傳統(tǒng)秧門間距下實現(xiàn)寬行與窄行間隔的非等距栽插，其插秧軌跡要求具有空間特性。由于國外不存在寬窄行種植方式和相應的寬窄行插秧機，無法通過吸收、消化、改進的方式來研制寬窄行分插機構，因此，開展具有空間插秧軌跡的寬窄

4、行分插機構創(chuàng)新設計及相關理論研究對寬窄行插秧機的研制具有重要的應用價值。本文以空間行星輪系寬窄行分插機構為研究對象，通過理論分析和試驗驗證的方式研究機構的運動學和動力學特性，優(yōu)化機構參數(shù)和動力學性能，并建立空間行星輪系寬窄行分插機構快速設計平臺。論文主要研究內容和結果如下：( 1 ) 研究國內外插秧機的平面軌跡和空間軌跡行星輪系分插機構的工作原理，分析行星輪系機構在寬窄行分插機構設計中存在的問題，闡述了適合不同類型空間行星輪系分插機構的

5、正向和反向建模和設計方法，研究空間傳動齒輪的齒廓設計方法，建立非圓錐齒輪球面齒廓的數(shù)值計算模型，編寫求解程序并完成非圓錐齒輪的快速設計。( 2 ) 根據(jù)寬窄行分插機構的兩級傳動空間行星輪系機構的設計要求，以寬窄行插秧軌跡的直取秧和小穴口為判斷依據(jù)，分析不同組合類型的空間行星輪系機構在寬窄行分插機構設計中的優(yōu)劣性，得出交錯軸一相交軸組合行星輪系機構、兩級兩次相交軸行星輪系機構分別在形成直取秧、小穴口的空間腰子軌跡和空間海豚形軌跡具有潛力。

6、( 3 ) 提出應用于高速寬窄行插秧機的交錯斜齒輪一非圓錐齒輪行星輪系寬窄行分插機構，建立機構運動學模型，分析了機構的運動學特性，給出了寬窄行分插機構的9 個優(yōu)化目標，建立優(yōu)化目標與機構參數(shù)間的函數(shù)關系，利用M a t l a b 的G U I 開發(fā)平臺開發(fā)目標引導式的人機交互優(yōu)化軟件，并優(yōu)化出一組滿足插秧要求的機構參數(shù)。( 4 ) 根據(jù)機構優(yōu)化參數(shù)設計并加工機構，在插秧機通用試驗臺上利用高速攝像技術開展檢測機構運動學特性( 軌跡形狀、