扇形齿轮式烟草钵苗取苗机构设计与试验研究

发布时间：2020-04-24 23:47

【摘要】：随着科学技术水平的不断提高和新技术的不断应用,钵苗移栽,现已成为农作物主流的种植方式。适用的农作物包括水稻、玉米、油菜、棉花、烟草等幼苗。但是,全自动移栽机的发展缓慢成为制约移栽技术大规模应用的一大瓶颈。全自动移栽机主要包括取苗和栽植机构两大部分。尤其是取苗机构,是全自动移栽机的关键部件。全自动移栽机具有节约劳动力,提高栽植效率和扩大生产规模等优点。尤其在烟草种植行业已得到广泛应用。但是目前的烟草移栽机主要是以人工取苗,自动移栽为主。因此,设计一款小巧,便捷与烟草移栽机互相配合的取苗机构,对于发展烟草移栽机,提高烟农经济效益具有重要意义。本文研究的对象为全自动烟草移栽机中的关键部位,取苗机构。通过对扇形齿轮式取苗机构的凸轮设计,来确定取苗机构的运动轨迹。结合烟苗的生长特点和特定钵盘的尺寸来确定整个取苗机构结构参数。使用Pro/E软件进行虚拟样机仿真设计,模拟机构运动,并完成了样机的设计制造。利用ADAMS软件对样机进行动力学设计和分析,由此来优化结构参数。通过对烟草钵苗进行力学特性分析,结合苗夹的材料和结构,确定最优的苗夹张和角度和苗夹形状。最适合的苗夹张合角度为18。,苗夹形状双面片夹式。此时拔取力最小,并且对烟苗的损伤较小。根据烟草钵苗的苗腔尺寸机构和拔取力学特性分析,结合扇形齿轮式取苗机构的特点,设计取苗机构的运动轨迹。整套机构由扇形齿轮、沟槽凸轮、伸缩式苗夹、箱体和挡块所组成。该机构可完成烟草钵苗的夹取,运送,投苗,空载四步工作过程。对试验样机建立数学模型,并对其进行动力学分析。对机构进行优化,避免凸轮运动产生过大的压力角和伸缩式苗夹产生较大的应力集中现象。在对样机进行了优化设计后,进行了多指标正交试验。本试验的试验因素包括以下四个：入苗深度、安装角度、基质含水率和转速。进行四因素三水平多指标正交试验。试验结果表明：影响取喂苗效果的各因素水平最优组合为A2B2C2D1:输入轴转速为18r/min,安装角度为75。,入苗深度为34mm,基质含水量为22%。当取苗机构在此条件下运行时,整套机构运作流畅平稳,取苗成功率较高,且伤苗率较小。
【图文】：

移栽机

图1-1 SK20全自动移栽机Fig 1-1 SK20 Automatic transplanting machinealdo公司的落苗移栽技术，澳大利亚研制的HD1的设计理念，如图1-1所示，选择使用较为先进手上装有四根针状的苗夹，通过液压系统，来控动也通过液压系统来控制。一个苗夹支座可根据为四到六个机械手。一次性可取出多个钵苗，在机，通过移栽器完成栽植作业。苗盘安装为垂直状少，易于从苗盘中取出钵苗。该机器机械化程度，效率高。液压系统的控制使整套机器稳定性好，保持了较高的取苗精度。但是适用对象限于硬质作用，不利于实现。美国及其澳大利亚等国，根据自身山区丘陵较多

移植机,蔬菜

曰本相对于美国及其澳大利亚等国，根据自身山区丘陵较多的特点，研制出了小巧灵活的全自动蔬菜移栽机。图1-2所示为日本洋马农机公司发明的适用于蔬菜移栽机上的自动取喂苗机构。与上述两种取苗机构不同的是，该机构集取苗及喂苗于一体，安装有两个取喂苗爪，，提高了效率。一个取喂苗爪在取苗时，另一个在完成投苗作业。该机构由两套行星轮系所组成。基座所在的旋转箱在输入动力的作用下，绕固定齿轮旋转，从而带动固定在旋转箱内的齿轮。该齿轮又带动另外一套安装有取喂苗爪的行星齿轮系，最终带动取喂苗爪运动。而取喂苗爪的张合则通过行星齿轮系的动力输入，带动取喂苗爪上的凸轮来控制张合[26]。该机器旋转一周，能完成2次取喂苗作业，集成了取苗和投苗工作。但是该机构大部分是由行星齿轮系所组成
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S223.9

【参考文献】