旱地穴盘苗夹苗式自动移栽机构优化设计和实验研究

发布时间：2021-09-28 14:25

　　相较于旱地农作物的直播栽培,育苗移栽具有许多的优势;育苗移栽能保证幼苗的成活率,避免气候、盐碱以及病虫害造成的影响,延长农作物的生育期,提高土地单位面积使用率,并实现农作物高产、稳产。2011年,我国每年的育苗移栽面积达到1500万hm2,相应的所需育苗移栽机械150万台;而且近年来我国劳动力成本的不断提高,从事农业生产的人口不断锐减,因此,实现旱地农作物的自动移栽不仅能够加快育苗移栽技术的应用推广,而且能够带来巨大综合经济效益。目前,依靠人工取苗、机器投苗的半自动移栽机技术成熟,而由移栽机械自主独立完成取苗、投苗和移栽的全自动移栽机仍然处于研发试验阶段。研究分析国内外穴盘苗移栽机的发展现状,可以将移栽机分为两大类;一种是含有独立机电系统或者基于工业机器人技术的移栽机,应用于温室自动化流水线穴盘苗移栽。另一种是在满足特定轨迹与姿态要求下,通过末端执行机构完成取苗、投苗动作,采用单株拔苗的方式完成取苗,其中非圆齿轮回转式移栽机构最具代表性;另外夹茎式取苗相对于夹钵式取苗对于轨迹的要求低;因此本文拟采用非圆齿轮行星轮系移栽机构,以夹茎秆的方式完成穴盘苗取苗并将幼苗投入到沟壑中。本文主要研究... 

【文章来源】：浙江理工大学浙江省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 穴盘苗自动移栽机国内外发展现状和趋势
        1.2.1 国外移栽机发展现状
        1.2.2 国内移栽机发展现状
    1.3 论文主要目标与研究内容
    1.4 论文研究的技术路线
    1.5 本章小结
第二章 旱地穴盘苗夹苗式自动移栽机构运动学模型与反求设计
    2.1 非圆齿轮行星轮系机构的运动学模型建立及其工作原理
    2.2 三次非均匀B样条曲线拟合方法概述
        2.2.1 由已知曲线反求其对应的非均匀B样条曲线控制点
        2.2.2 由非均匀B样条曲线控制点计算曲线的数据点
    2.3 机构反求设计中的各数量关系分析与求解
        2.3.1 夹苗臂长度与行星架长度的计算
        2.3.2 反求轨迹点对应的行星架角度与夹苗臂角度
        2.3.3 机构总传动比的求解
        2.3.4 行星轮系机构单级传动比的求解
        2.3.5 非圆齿轮节曲线计算
        2.3.6 夹苗臂尖点的运动学方程
    2.4 设计流程
        2.4.1 主流非圆齿轮行星轮系机构设计方法分析
        2.4.2 机构的反求设计流程
    2.5 本章小结
第三章 旱地穴盘苗夹苗式自动移栽机构的计算机辅助设计
    3.1 夹苗式自动移栽机构的运动学目标及其数学模型
    3.2 夹苗式自动移栽机构目标轨迹的规划
    3.3 夹苗式自动移栽机构的计算机辅助设计软件概述
        3.3.1 移栽机构辅助分析软件功能介绍
        3.3.2 移栽机构辅助分析软件的图形用户界面介绍
    3.4 夹苗式自动移栽机构反求设计软件的使用说明
    3.5 基于计算机辅助设计软件的优化结果
    3.6 本章小结
第四章 旱地穴盘苗夹苗式自动移栽机构的结构设计
    4.1 移栽机构的整体结构设计
    4.2 非圆齿轮行星轮系传动部件设计
    4.3 移栽臂部件结构设计
        4.3.1 取苗装置的设计
        4.3.2 凸轮设计
    4.4 移栽机构的初始安装位置
    4.5 本章小结
第五章 旱地穴盘苗夹苗式自动移栽机构三维样机模型与虚拟仿真
    5.1 移栽机构的三维虚拟模型的建立
        5.1.1 非圆齿轮三维模型的建立
        5.1.2 移栽机构其他零部件模型的建立
        5.1.3 移栽机构的虚拟样机装配
    5.2 旱地穴盘苗移栽机构的虚拟试验
        5.2.1 Pro/e与ADAMS间的数据转换
        5.2.2 虚拟样机模型文件的导入
        5.2.3 设置材料属性
        5.2.4 添加约束及驱动
    5.3 虚拟样机仿真结果与理论分析对比
    5.4 本章小结
第六章 旱地穴盘苗夹苗式自动移栽机构的试验
    6.1 物理样机研制
        6.1.1 移栽机构
        6.1.2 实验台架
    6.2 穴盘苗特性分析
        6.2.1 钵盘规格
        6.2.2 穴盘苗茎秆直径
        6.2.3 穴盘苗茎秆抗拉能力测试
        6.2.4 穴盘苗茎秆取苗力
    6.3 移栽机构运动学以及取苗试验
        6.3.1 移栽机构运动学验证
        6.3.2 移栽机构取苗试验
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间获得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]旱地自动移栽技术发展现状及分析[J]. 崔巍,徐盼,王海峰,李岗锋,苏玉光,宋建农.  农机化研究. 2015(06)
[2]旱地移栽机械发展现状与趋势[J]. 崔巍,颜华,高希文,陈科.  农业工程. 2015(02)
[3]国内外玉米移栽机发展现状综述[J]. 刘洪利.  农业机械. 2014(21)
[4]我国旱地移栽机械的研究进展与发展趋势[J]. 薛党勤,侯书林,张佳喜.  中国农机化学报. 2013(05)
[5]齿轮-五杆取苗装置机构优化与试验验证[J]. 崔巍,方宪法,赵亮,宋建农,林金天,董向前.  农业机械学报. 2013(08)
[6]三次均匀B样条在工业机器人轨迹规划中的应用研究[J]. 李林峰,马蕾.  科学技术与工程. 2013(13)
[7]穴盘苗自动移栽机的发展现状与展望[J]. 张振国,曹卫彬,王侨,张鹏.  农机化研究. 2013(05)
[8]穴盘苗自动移栽机取苗爪工作参数试验研究[J]. 孙磊,毛罕平,丁文芹,胡建平,刘立晶,吴福华.  农机化研究. 2013(03)
[9]我国旱地移栽机的现状与发展趋势[J]. 刘存祥,李晓虎,岳修满,赵汉雨.  农机化研究. 2012(11)
[10]农业机械现代设计方法综述[J]. 赵匀.  东北农业大学学报. 2012(02)

博士论文
[1]旱地钵体苗自动移栽机理论与试验研究[D]. 崔巍.中国农业大学 2015



本文编号：3412074