取秧侧向零偏移的空间轨迹再生稻分插机构设计与试验

为了解决现有空间行星轮系式分插机构在再生稻宽窄行机械化种植取秧过程中出现侧向偏移量和侧向偏转角的技术难题,本文提出一种具有局部平面轨迹特性的空间轨迹不等速行星轮系机构,并开展基于取秧口和机构回转中心位置约束下的宽窄行分插机构综合研究。构建了基于关键位姿点(取秧起始点、取秧结束点、推秧点)的空间轮系机构运动综合模型,利用关键位姿点求解机构杆长参数与空间交错轴信息,并通过优选二杆相对角位移参数实现机构传动比分配。将不完全非圆齿轮副引入空间行星轮系机构,利用间歇机构锁止弧约束行星轴,实现机构取秧过程侧向零偏移量、侧向零偏转角的平面轨迹段。通过仿真分析与机构样机试验验证了机构实际作业性能与理论设计相一致,结果表明:分插机构取秧侧向零偏移量,取秧侧向零偏转角,推秧侧向总偏移量为50.24 mm、取秧角为5.18°、推秧角为71.56°、推秧侧向角为16.26°、插秧穴口宽度为22.43 mm、轨迹高度为289.76 mm,满足预期设计要求。最后通过田间试验验证,分插机构可实现等行距取秧口和既定机构回转中心下宽行(40 cm)与窄行(20 cm)间隔机插,满足再生稻宽窄行种植要求。

三转臂式差动椭圆齿轮系分插机构的工作原理与运动分析

针对我国水稻插秧小株距密植的要求,设计一种三转臂式差动椭圆齿轮系分插机构。论述差动式椭圆齿轮系分插机构的工作原理,并通过该分插机构的示意图来阐述其工作原理和工作过程,同时通过建立运动学模型来对该机构进行运动学分析。

高速水稻插秧机分插机构研究现状和最新进展

阐述了分插机构的种类,在分析日本旋转式分插机构工作原理的基础上,对已研制成功并被“211工程”评审组专家审定为国际先进水平的几种新型分插机构(差速、偏心链轮、正齿行星轮等)进行了详细的分析和论述。

高速插秧机椭圆齿轮行星系分插机构的参数优化

椭圆齿轮行星系分插机构是高速水稻插秧机的一种旋转式分插机构 ,其秧针尖的运动轨迹和姿态决定了插秧机的工作性能。根据该机构运动分析所建立的数学模型 ,在 VB 6 .0上编写了人机对话分析软件。该软件能够根据机构参数的变化实时地显示秧针尖的轨迹、姿态和行星轮轴心的轨迹以及这些轨迹与秧苗的位置关系 ,并输出计算结果。然后根据优化目标 ,利用该软件可以找到多组能满足机构运动要求的参数。最后用

利用光纤光栅研制分插复用器

在波分复用的光纤通信系统中,分插复用技术需要低损耗、小型化的、稳定的、可靠的器件。使用光纤光栅,可以 制作多种结构的分插复用器,本文对多种基于光纤光栅的分插复用器的结构和原理进行了研究。

基于运动学目标函数的插秧机分插机构参数优化

分插机构优化属于多目标、多参数优化问题。该文为了简化与加快参数优化的过程,提高分插机构的优化效率,在原来"试凑法"的基础上,提出了基于现代目标函数的参数优化方法,即在数学建模的基础上,对分插机构的运动学约束条件进行数字化设计与分析,建立了11个运动学目标函数,求解出目标函数的取值范围分别为:Y1<-2 mm,Y2<90 mm,|Y3|<4 mm,40 mm<Y4<80 mm,55°<Y5<60°,Y6>260 mm,Y7<30 mm,-10°<Y8<20°,65°<Y9<80°,Y10>2.5,Y11>20 mm。在分插机构辅助分析设计平台中,给定初始参数:椭圆齿轮长半轴a=16.65 mm,椭圆短轴与长轴之比k=0.98,栽植臂相对行星架初始安装角α0=-100°,行星架的初始安装角φ0=24°,行星架拐角δ0=7°,秧针尖点与行星轮转动中心的距离S=176 mm,株距H=150 mm,中心轴的角速度W=200 rad/s。利用目标函数的取值要求进行机构参数优化,得到了满足插秧要求的机构参数:a=22.65 mm,k=0.987,α0=-52°,φ0=27°,δ0=16°,S=181 mm,H=130 mm,W=200 rad/s。经比较分析验证本方法可有效提高分插机构参数优化精度与效率,对其他农业机械参数优化问题具有一定的借鉴意义。

水稻插秧机后插式分插机构运动分析与试验

对水稻插秧机后插式分插机构进行了分析。通过秧针端点运动轨迹上的6个特定点,对后插式分插机构的运动学特性作了理论分析和计算机模拟,并利用高速摄像对机构运动学分析进行了试验验证。理论分析和田间试验表明,后插式分插机构的结构参数选择合理,插秧性能优良。

非圆齿轮行星轮系分插机构运动分析

为提高插秧机作业效率和质量,对非圆齿轮行星轮系分插机构的运动特性进行了研究。建立了机构运动数学模型,对该机构进行了位移和速度分析,求出了机构参数对分插机构秧爪的绝对运动轨迹和速度的影响规律,为采用非圆齿轮行星轮系分插机构的高速插秧机的设计提供了理论依据。

偏心齿轮-非圆齿轮行星系分插机构运动机理分析

简述了一种旋转式行星系分插机构,用于高速水稻插秧机前插式作业。分析了偏心齿轮-非圆齿轮行星系分插机构的工作机理和结构特点,建立了该机构的运动学模型。基于Visual Basic 6.0开发了该分插机构辅助分析与优化软件,通过人机交互方式,优化出满足高速插秧机插秧要求的结构参数为e=3 mm,R=19 mm,α0=-40°,φ0=36°,S=155 mm,H=180 mm。

偏心齿轮-非圆齿轮行星轮系在后插旋转式分插机构中的应用

针对步行式水稻插秧机的工作要求,将偏心齿轮—非圆齿轮行星轮系应用于水稻插秧机后插式分插机构的设计中,研制出偏心齿轮-非圆齿轮后插旋转式分插机构。分析了偏心齿轮—非圆齿轮行星轮系的运动学特性,建立运动学模型,并自主开发了分插机构辅助分析与优化软件,通过人机交互优化方式对该分插机构进行参数优化,完成了该分插机构的二维和三维设计,并进行了虚拟样机试验,试验结果表明:该分插机构可以形成"海豚形"插秧静轨迹,满足步行式水稻插秧机的工作要求。

变形椭圆齿轮分插机构运动分析与优化

利用变形椭圆齿轮的非匀速传动且传动比可调范围大的特点,将其作为后插旋转式分插机构的传动部件并形成了一种新型分插机构,该机构形成的插秧穴口更小,更有利于保证秧苗的直立性。对该机构进行了运动学分析和数学建模,并利用VB语言开发了变形椭圆齿轮分插机构动态仿真和参数优化软件,该软件能够显示出优化参数、优化目标和主要结构参数,并将优化结果数字化。通过人机交互方式,优化出一组满足插秧要求的机构参数。

步行式偏心—变位齿轮行星轮系宽窄行分插机构运动分析

为实现水稻宽窄行插秧,该文将偏心-变位齿轮行星轮系应用于步行式水稻插秧机分插机构中,并设计专用传动箱以满足水稻宽窄行插秧时秧针轨迹和姿态要求。分析了其结构特点和工作原理,建立了该机构运动学分析模型,编写了计算机辅助分析、仿真及优化程序,得到一组满足步行式宽窄行插秧的机构参数,建立了三维虚拟仿真模型,并在ADAMS中进行了虚拟试验,同时研制了样机并进行田间试验。试验结果表明宽行行距为403mm,窄行行距为197mm。虚拟试验和田间试验表明该分插机构满足步行式水稻插秧机宽窄行插秧的农艺要求。

基于VB的旋转式分插机构运动干涉判别方法

在分析研究旋转式分插机构运动学模型的基础上,借助VB系统的特点和可视化功能,提出了判别该机构运动干涉的人机交互判别法和基于VB的机构运动干涉快速判别法。前者使得判别过程可视化,以便用户对复杂机构运动进行直观的判别;后者借助VB平台,完全由计算机自动实时判别机构的干涉情况。

傅立叶节曲线非圆齿轮系分插机构运动学分析

为了提高插秧机作业质量,减少作业中产生的"推秧"、"漂秧"、"倒秧"以及"搭桥"等现象,该文提出了一种新型傅立叶节曲线非圆齿轮系旋转式分插机构。建立其运动学模型,借助计算机分析与优化软件,分析了该分插机构的运动学规律和该分插机构的变量参数对秧爪运动轨迹和插秧效果的影响。从该分插机构的运动仿真结果得出,运动轨迹呈"腰子形",取秧角、插秧角、轨迹高度、插秧穴口等均满足插秧要求,同时该分插机构具有节曲线形状变化灵活、传动比变化范围大等特点。

椭圆齿轮行星系分插机构推秧装置的动力学模型的建立及验证(英文)

为了建立高速水稻插秧机椭圆齿轮行星系分插机构的动力学模型 ,必须分析推秧装置对该机构的作用。该文采用作者推导的解析形式刚体复合运动微分方程对该机构的推秧装置进行动力学分析 ,推导出推秧装置的动力学模型。通过编程计算得到 :1推秧和碰撞过程行星架转角与拨叉转角及推秧杆位置的关系 ,并由高速录像验证 ;2在推秧和碰撞过程拨叉转动中心受力、推秧杆对栽植臂作用力和弹簧作用力与行星架转角的关系 ,为分析整个分插机构的动力学特性奠定基础。

椭圆齿轮行星系分插机构的机理分析和计算机优化

该文通过理论推导 ,阐述了椭圆齿轮行星系分插机构的传动特性 ,建立了运动学分析模型和框图。在 VB平台上编制了机构参数优化程序 ,可以方便快捷地按照设计者要求找出一组最佳参数。利用该软件 ,针对原日本分插机构在中国南方插大苗时 ,由于插秧后工作轨迹过于前倾 ,可能推倒秧苗。设计了适合南、北方不同栽植模式的两种分插机构 ,通过重新优化出的结构参数 ,对椭圆齿轮行星系。

旋转式分插机构非圆齿轮参数反求法求解

通过测量旋转式分插机构中非圆齿轮的齿顶圆数据,利用反求设计法求解了机构中的非圆齿轮节曲线和齿轮系中心距。并通过人机交互图形软件对旋转式分插机构的秧爪运动轨迹进行了动态仿真,验证了设计的非圆齿轮行星轮系旋转式分插机构满足农艺要求,同时进行了机构参数的优化设计。

偏心齿轮-非圆齿轮后插旋转式分插机构的三维参数化设计

为提高分插机构的设计效率,缩短设计开发周期,该文以偏心齿轮-非圆齿轮后插旋转式分插机构为基础,并以三维软件UG6.0为设计平台,利用可视化编程语言VB.NET定制用户界面,采用NX Open for.NET的UG二次开发技术,建立该分插机构的三维参数化设计系统。利用该系统,通过用户界面输入主要设计参数,即可快速生成偏心齿轮-非圆齿轮后插旋转式分插机构的零件(包括非圆齿轮)和装配三维模型,实现该分插机构的三维参数化设计。

双季稻高速插秧机偏心链轮分插机构结构设计和参数优化

介绍一种新型水稻插秧机分插机构──偏心链轮分插机构，其传动部分是由５个偏心链轮组成：１个太阳轮、１对行星轮（与载植臂团结）和１对张紧轮。在优化太阳轮和行星轮参数时，把取秧角、插秧角、秧针轨迹、轨迹高度作为目标函数，在确定目标函数时，要求适应双季稻插秧，在优化张紧轮参数时，把链条处于张紧状态下，其长度变化最小作为目标函数。在理论上确定了主要机构参数，研制了分插机构传动部分，并通过试验台验证了理论模型和优化方法。

应用层次分析法计算分插机构优化目标的权重

分插机构优化是一个多目标、多参数优化问题。该文在分插机构可视化辅助分析优化平台上得到多组可行优化结果之后,为进一步评价出最优解,对评判方法中权值的求解方法进行了应用分析。将分插机构的12个优化目标中的10个作为评判方法的评价指标,分别应用层次分析法中的0～2三标度法和1～9标度法确定各评价指标的权值,即通过建立初始评判矩阵和比较矩阵,并通过一致性检验得到最终判断矩阵,继而得到所有目标的权重集,其结果分别为(0.6216,0.2450,0.0881,0.0302,0.0101,0.0033,0.0011,0.0004,0.0001,0.0001)和(0.6892,0.2233,0.0620,0.0175,0.0052,0.0017,0.0006,0.0003,0.0001,0.0001)。2组结果均与实际相符,1～9标度法结果精度更高。试验结果表明,应用AHP求解分插机构的优化目标权值是合理、客观、有效的。此方法可为一般农机多目标优化问题的权值求解起到一定的借鉴作用。