面向空間軌跡和姿態(tài)要求的寬窄行分插機(jī)構(gòu)研究.pdf

1、浙江理工大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)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(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我 一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的 說明并表示謝意。學(xué)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(xué)博士學(xué)位論文 面向空間軌跡和姿

2、態(tài)要求的寬窄行分插機(jī)構(gòu)研究摘要水稻寬窄行插秧是由農(nóng)藝專家根據(jù)國(guó)內(nèi)的水稻種植要求而提出的一項(xiàng)種植技術(shù)，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(fēng)、光照，從而達(dá)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(zhì)的效果。由于傳統(tǒng)插秧機(jī)只能形成等行距的平面插秧軌跡，無法實(shí)現(xiàn)寬窄行插秧，且已有的寬窄行機(jī)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(yán)重影響了廣大農(nóng)戶的生產(chǎn)

3、積極性，制約了我國(guó)有機(jī)水稻生產(chǎn)的發(fā)展。寬窄行插秧機(jī)與傳統(tǒng)等行距插秧機(jī)的區(qū)別在于其核一L j , - r 作部件“分插機(jī)構(gòu)”，等行距分插機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)要求在傳統(tǒng)秧門間距下實(shí)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(guó)外不存在寬窄行種植方式和相應(yīng)的寬窄行插秧機(jī)，無法通過吸收、消化、改進(jìn)的方式來研制寬窄行分插機(jī)構(gòu)，因此，開展具有空間插秧軌跡的寬窄

4、行分插機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)及相關(guān)理論研究對(duì)寬窄行插秧機(jī)的研制具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文以空間行星輪系寬窄行分插機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，通過理論分析和試驗(yàn)驗(yàn)證的方式研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性，優(yōu)化機(jī)構(gòu)參數(shù)和動(dòng)力學(xué)性能，并建立空間行星輪系寬窄行分插機(jī)構(gòu)快速設(shè)計(jì)平臺(tái)。論文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：( 1 ) 研究國(guó)內(nèi)外插秧機(jī)的平面軌跡和空間軌跡行星輪系分插機(jī)構(gòu)的工作原理，分析行星輪系機(jī)構(gòu)在寬窄行分插機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題，闡述了適合不同類型空間行星輪系分插機(jī)構(gòu)的

5、正向和反向建模和設(shè)計(jì)方法，研究空間傳動(dòng)齒輪的齒廓設(shè)計(jì)方法，建立非圓錐齒輪球面齒廓的數(shù)值計(jì)算模型，編寫求解程序并完成非圓錐齒輪的快速設(shè)計(jì)。( 2 ) 根據(jù)寬窄行分插機(jī)構(gòu)的兩級(jí)傳動(dòng)空間行星輪系機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)在寬窄行分插機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)劣性，得出交錯(cuò)軸一相交軸組合行星輪系機(jī)構(gòu)、兩級(jí)兩次相交軸行星輪系機(jī)構(gòu)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(yīng)用于高速寬窄行插秧機(jī)的交錯(cuò)斜齒輪一非圓錐齒輪行星輪系寬窄行分插機(jī)構(gòu)，建立機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，分析了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，給出了寬窄行分插機(jī)構(gòu)的9 個(gè)優(yōu)化目標(biāo)，建立優(yōu)化目標(biāo)與機(jī)構(gòu)參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系，利用M a t l a b 的G U I 開發(fā)平臺(tái)開發(fā)目標(biāo)引導(dǎo)式的人機(jī)交互優(yōu)化軟件，并優(yōu)化出一組滿足插秧要求的機(jī)構(gòu)參數(shù)。( 4 ) 根據(jù)機(jī)構(gòu)優(yōu)化參數(shù)設(shè)計(jì)并加工機(jī)構(gòu)，在插秧機(jī)通用試驗(yàn)臺(tái)上利用高速攝像技術(shù)開展檢測(cè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)特性( 軌跡形狀、