基于五桿機(jī)構(gòu)的穴式免耕播種機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、論文選題源于“國(guó)家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)”(201303011)，采用理論分析與創(chuàng)新設(shè)計(jì)、虛擬仿真與樣機(jī)試驗(yàn)相結(jié)合的方法，就基于五桿機(jī)構(gòu)的穴式免耕播種機(jī)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入的研究。
　　通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，歸納各機(jī)型在播種過程中的防堵機(jī)理，進(jìn)而得出，現(xiàn)有免耕播種機(jī)對(duì)秸稈的處理方式分為兩種:一種是對(duì)秸稈根茬切斷，清理出播種條帶，另一種是將播種帶上的秸稈移除，兩種方式均可實(shí)現(xiàn)免耕播種，但是也存在一些不足，如剪切的方式對(duì)作業(yè)部件的要求高，

2、且對(duì)秸稈的適應(yīng)量有限，而移除的方式在干旱條件下作業(yè)時(shí)，會(huì)引起揚(yáng)塵現(xiàn)象，同時(shí)也存在對(duì)作業(yè)部件要求高及功耗大等問題。在此基礎(chǔ)上，明確本論文的研究方向是設(shè)計(jì)出不對(duì)秸稈殘茬進(jìn)行處理的免耕播種機(jī)構(gòu)，采用穴播的方式直接進(jìn)行打穴播種。
　　(1)創(chuàng)新五桿成穴機(jī)構(gòu)
　　對(duì)采用類似作業(yè)方式的農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行分析，得出運(yùn)動(dòng)軌跡是各機(jī)械保證作業(yè)效果的必要條件。結(jié)合該機(jī)構(gòu)作業(yè)條件，需保證大行程小穴口的作業(yè)要求，定位成穴端點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡為類橢圓形，可在

3、滿足離心率的前提下通過調(diào)整參數(shù)使其絕對(duì)軌跡滿足要求。五桿機(jī)構(gòu)由于具有較多的尺寸和相位角參數(shù)、不同的驅(qū)動(dòng)方式和傳動(dòng)比，可繪制出豐富的軌跡曲線，因此選擇五桿機(jī)構(gòu)作為軌跡的形成機(jī)構(gòu)。采用五桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)成穴機(jī)構(gòu)的方式進(jìn)行成穴，創(chuàng)新設(shè)計(jì)出五桿成穴機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)既能滿足免耕播種對(duì)于軌跡行程的要求，又可有效克服現(xiàn)有免耕播種機(jī)在防堵方面存在的不足。
　　(2)五桿機(jī)構(gòu)參數(shù)求解
　　本論文需求得成穴端點(diǎn)的相對(duì)軌跡為類橢圓形，絕對(duì)軌跡中有效行程較大

4、且繞扣最大橫弦長(zhǎng)較小，并符合作業(yè)要求的五桿機(jī)構(gòu)參數(shù)組合。根據(jù)其結(jié)構(gòu)約束及空間位置約束，確定參數(shù)關(guān)系，采用軌跡區(qū)域定位，對(duì)區(qū)域內(nèi)的軌跡進(jìn)行特征分析，確定滿足要求的軌跡特征，利用CATIA V5R21機(jī)械設(shè)計(jì)模塊、知識(shí)工程模塊與DMU數(shù)字樣機(jī)模塊，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)化建模與運(yùn)動(dòng)仿真，繪制機(jī)構(gòu)在不同參數(shù)組合時(shí)的成穴端點(diǎn)軌跡，研究各參數(shù)對(duì)軌跡的影響規(guī)律，結(jié)合數(shù)值循環(huán)比較法，在目標(biāo)函數(shù)及機(jī)構(gòu)空間位置的雙重約束下，得出機(jī)構(gòu)參數(shù)組合。
　　(3)間

5、歇排種機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與技術(shù)集成
　　為與五桿成穴機(jī)構(gòu)相配合形成完整的免耕播種裝置，對(duì)其他零部件進(jìn)行了選型與設(shè)計(jì)，并進(jìn)行集成。左右支撐架給五桿機(jī)構(gòu)提供支撐與動(dòng)力傳遞，間歇排種機(jī)構(gòu)保證了在作業(yè)時(shí)，只有當(dāng)五桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到特定位置，排種器才進(jìn)行排種，確保了種穴一致性，同時(shí)避免了五桿機(jī)構(gòu)由于動(dòng)力不足或結(jié)構(gòu)原因停止作業(yè)時(shí)種子的持續(xù)掉落，減少了種子的浪費(fèi)。
　　(4)試驗(yàn)平臺(tái)建立與試驗(yàn)研究
　　為觀察五桿成穴機(jī)構(gòu)在成穴器夾角不同時(shí)的對(duì)秸稈的