蔬菜钵苗移栽机开沟式多杆植苗机构优化设计与试验

针对导苗管式蔬菜钵苗植苗机构高速植苗时合格率不稳定的问题,设计了一种具有扶苗和推苗作用的开沟式多杆植苗机构,并分析了该机构的工作原理,建立了运动学模型;以运动学模型为理论基础,利用Matlab开发了植苗机构辅助分析软件;结合钵苗栽植农艺要求建立优化目标,应用辅助分析软件及遗传算法工具箱优化得到满足要求的最佳机构参数;以此参数完成了结构设计和三维建模,并进行了虚拟仿真分析,验证了植苗机构设计的正确性;设计植苗机构物理样机并开展了半自动和全自动蔬菜钵苗植苗试验。试验结果表明,栽植速度不高于90株/min时,栽植合格率均达到95%以上;栽植速度为120株/min时,栽植合格率超过89%,表明该机构能较好地完成植苗作业。

基于ANSYS的水稻钵苗移栽机齿轮箱振动分析与优化

针对高速水稻钵苗移栽机的工作状态下的振动问题,本文以钵苗移栽机实验平台作为研究对象,分析其栽插结构的运动方式和工作原理,并利用Solidworks对其关键部件齿轮箱进行三维建模,导入ANSYS Workbench求解固有频率与振型,并通过试验模态验证结算结果的准确性,为移栽机减震降噪优化提供了前提条件,进而运用ANSYS优化设计模块对齿轮箱的结构参数进行优化设计,将优化后的齿轮箱装配于试验平台进行整机振动试验,结果证明了齿轮箱模态分析及结构优化的有效性,同时也验证了试验平台的可行性及有效性。对高速水稻钵苗移栽装置振动特性进行研究,找出振动源,实现降振优化以及消弭共振现象,对提升移栽装置性能及保证操作人员高效工作都有重要的意义。

多杆式零速度钵苗移栽机植苗机构运动学模型与参数分析

为了分析多杆式零速度钵苗移栽机植苗机构的作业性能,建立了该机构的位移、速度和加速度方程,用Visual Basic 6.0语言编写了该机构的辅助分析和仿真程序。利用该程序分析了几个主要参数对该机构运动特性的影响:曲柄摇杆机构中的曲柄长度对栽植嘴的轨迹和形成的穴口大小影响都很大,而且对移栽后动轨迹的垂直度影响也很大;连杆长度影响栽植嘴的轨迹高度,对形成的穴口的大小和移栽后动轨迹的垂直度影响不大;摇杆长度和连杆的夹角对栽植嘴的轨迹形状和形成的穴口大小影响都不大,但都对移栽后动轨迹的垂直度有影响。根据参数影响分析结果,利用该程序找到一组较优机构参数,其对应的轨迹和姿态能满足蔬菜移栽农艺的要求,且植苗时水平速度为0.03 m/s,实现零速度移栽。

蔬菜钵苗移栽机取苗臂凸轮机构的设计与试验

采用解析法对蔬菜钵苗移栽机取苗臂凸轮机构进行了详细设计,以解决目前机构推苗作业时间长、速度慢而影响推苗成功率的问题。根据移栽机取苗和推苗作业时取苗针的运动要求,以及取苗臂的结构尺寸,建立凸轮机构设计的数学模型,优化凸轮推程运动角,进而得到凸轮实际轮廓曲线,进行了机构的运动及压力角分析。建立取苗机构的三维实体模型,制造出其物理样机,采用ADAMS软件进行虚拟样机运动仿真,开展高速摄像运动试验。仿真结果和试验结果基本一致,表明改进设计是正确和合理的,同时比较改进设计结果和原设计结果可知,所设计的凸轮机构能够满足蔬菜钵苗移栽的要求,且试验推苗时间比原设计有效缩短了27.9%,有助于提高推苗成功率和蔬菜钵苗移栽机的工作性能。

钵苗移栽机非圆齿轮行星轮系栽植机构参数分析与反求

为了更好地满足旱地钵苗移栽农艺要求,本文提出非圆齿轮行星轮系栽植机构。选取栽植机构栽植嘴运动轨迹上的若干点作为型值点,利用三次非均匀B样条曲线来控制和表达整条轨迹,并建立以轨迹为目标的该机构参数反求模型,推导栽植嘴的(角)位移、(角)速度和(角)加速度方程。基于MATLABGUI开发平台,编写了该栽植机构的参数反求设计软件,利用该软件分析了若干型值点对该机构栽植嘴轨迹姿态及穴口形状等性能的影响。在型值点影响分析的基础上,以栽植机构栽植嘴理想轨迹姿态及穴口形状等要求为目标,通过软件的人机对话功能调整型值点,优选机构参数,提高立苗率和降低伤苗率。与七杆式栽植机构、多杆式栽植机构和椭圆齿轮行星轮系栽植机构相比,本栽植机构具有较优的作业性能和运动学特性。

钵苗移栽机椭圆齿轮行星系植苗机构运动学建模与分析

为了分析该文提出的钵苗移栽机椭圆齿轮行星系植苗机构的作业性能,建立了该机构的运动学模型,推导了栽植嘴的(角)位移、(角)速度和(角)加速度方程。在此基础上,采用Visual Basic 6.0编写了该机构的运动学仿真与优化软件,并利用该软件分析几个主要参数对该机构作业性能的影响,这些主要参数包括椭圆齿轮长半轴、椭圆齿轮短长轴之比、行星架初始安装角和株距,作业性能包括穴口大小、栽植嘴的轨迹姿态及其直立性和机构作业的稳定性等。由参数影响分析结果,得到一组较优的机构参数,其对应的栽植嘴轨迹和姿态等作业性能满足蔬菜钵苗移栽农艺要求,且与往复式的植苗机构相比具有较小的速度和加速度波动。

钵苗移栽机变形椭圆齿轮行星系植苗机构优化与试验

提出了一种钵苗移栽机变形椭圆齿轮行星系植苗机构,建立了栽植嘴的运动学方程,编写了该机构的运动学仿真软件。综合考虑穴口形状、栽植嘴回程轨迹、栽植嘴接苗和植苗姿态、接苗时栽植嘴的相对速度等因素,利用该软件优选得到一组机构参数,进而研制了该植苗机构试验台,对栽植嘴的轨迹和速度等运动学参数进行了测定。将试验结果与运动学分析结果进行对比,验证了运动学模型与分析结果的正确性。与椭圆齿轮行星系植苗机构相比,变形椭圆齿轮行星系植苗机构立苗率高、伤苗率低。

非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构优化设计与试验

针对现有水稻钵苗移栽机构结构复杂、成本高或工作效率低、振动大等问题,提出一种由1个不完全非圆齿轮、6个非圆齿轮和2个移栽臂组成的非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构。分析了该移栽机构的工作机理,采用一种基于人机交互的参数优化方法,编制移栽机构的优化设计软件,得到一组实现水稻钵苗移栽较优工作轨迹和姿态的机构参数。建立移栽机构虚拟样机,研制移栽机构物理样机,开展虚拟样机运动仿真分析和物理样机高速摄影运动学试验,得到机构移栽臂的秧针尖点静轨迹和姿态。理论计算和实际测量得到的推秧角与取秧角角度差分别为53.52°与52.53°,误差为1.45%;仿真分析、试验测试结果与理论分析结果基本一致,验证了移栽机构设计方法和结果的正确性,以及机构应用于实际机器的可行性。

二阶自由非圆齿轮行星系钵苗移栽机取苗机构

为满足旱田钵苗移栽取苗机构理想鹰嘴形工作轨迹要求,提出了连续传动的二阶自由非圆齿轮行星轮系取苗机构,以实现取苗爪周期性二次不等幅摆动规律。利用曲线拟合方法构建自由传动比函数,建立机构不等速传动的数学模型,编写机构分析软件,确定传动比函数和机构参数,研制取苗机构并进行了高速录像试验。结果表明,该型取苗机构的工作轨迹和理论计算吻合,能够实现取苗深度35 mm,取苗爪在钵体中穴口小于5 mm,取苗爪入钵和出钵段姿态满足工作要求。

2ZB-8电磁振动式小型水稻钵苗移栽机的研究

论述了 2 ZB- 8电磁振动式小型水稻钵苗移栽机的结构、工作流程及振动排秧机构使钵苗分散、自动成链、排列的工作原理。通过对钵苗在振动盘的上运动分析 ,给出了各振动参数和钵苗推送速度、抛起高度的关系 ,为振动排秧盘的设计提供了理论依据。同时 ,通过室内和田间试验 ,研究了 2 ZB- 8电磁振动式小型水稻钵苗移栽机工作性能的主要影响因素及其工作性能 ,表明电源电压、苗高对各行一致性变异系数影响大 。

旋转式水稻钵苗移栽机构移栽臂设计与试验

旋转式水稻钵苗移栽机构移栽臂是移栽作业的执行部件,控制取秧和推秧动作,直接影响移栽机构取秧和推秧的成功率。针对原水稻钵苗移栽机构存在取秧时间长、成功率偏低,无推秧装置、推秧效果差等主要问题,对其移栽臂结构进行改进设计,优化凸轮机构,减小凸轮推程运动角,增加推秧装置。建立机构虚拟样机,研制机构物理样机,开展机构虚拟运动仿真和高速摄像运动试验。比较虚拟仿真和高速摄像试验移栽机构夹取秧苗时间的缩短情况,结果基本一致,表明移栽臂的改进设计是正确和合理的。开展安装不同凸轮机构和有无推秧装置的移栽机构的取秧试验,改进后的机构取秧成功率和推秧成功率分别为94.3%和98.6%,远高于改进前的82.9%和88.6%,表明改进后的机构能够更好地满足水稻钵苗移栽工作要求,且具有很好的工作性能。

2ZDJ-2型钵苗移栽机栽植系统试验

为了提高导苗管式移栽机栽植作业效果及稳定性,以导苗机构为研究对象,选取连杆杆长、曲柄初始相角和移栽机作业速度为试验因素,钵苗直立率为试验指标,在室内土槽中对研制的2ZDJ-2型钵苗移栽机进行了混合水平均匀试验设计。建立了试验因素与指标间的多元非线性回归模型,并分析了因子效应对试验指标的影响规律。采用Matlab软件对试验取值范围内的因子组合进行了优化求解,并进行了最优因子组合方案重复性验证试验,试验结果表明,曲柄初始相角取70°,连杆杆长取356 mm,作业速度设定280 mm/s时,钵苗直立率升至95.5%,导苗机构作业性能稳定。

油菜钵苗移栽机栽植机构参数匹配与轨迹分析

针对油菜钵苗移栽机的结构参数对栽植稳定性的影响及拖拉机田间作业时部分工作参数受载波动影响栽植性能等问题,采用ADAMS建立参数化模型,开展栽植机构结构参数(栽植臂、从动栽植臂、连杆)及作业参数匹配研究和轨迹分析,确定机组前进速度v(m/s)与栽植频率f(株/min)的匹配范围。结果表明:当栽植臂长度为300mm、从动栽植臂长度为305mm、连杆长度为95mm时,栽植轨迹高度为225mm,其中连杆长度对栽植性能有较大影响;在理论可行范围内,当f/v比值为200时,栽植轨迹达到最优,且随机组的前进速度增加,对应的可行栽植频率范围呈线性关系随之增大,栽植机构可适应株距范围为240~375mm。同时,应用高速摄像在线观察得出,栽植机构实际运动轨迹与理论分析基本吻合。田间试验表明:穴深合格率为90.7%,变异系数为7.1%,穴口长度合格率为84%,变异系数为6.6%,满足栽植要求。

2ZB-4型杯式钵苗移栽机

介绍了 2 ZB 4型杯式钵苗移栽机的主要技术性能、主要技术参数、整机结构与工作原理和部件调整及使用维护要求。

旱田钵苗移栽机纵向送苗机构优化设计与试验

针对传统方法设计纵向送苗机构难度大,缺少适用于高效旱田钵苗移栽机的纵向送苗机构的问题,设计了一种棘轮连杆式钵苗移栽机纵向送苗机构。根据机构特点与旱田钵苗移栽纵向送苗要求,建立了运动学模型与优化目标,设计纵向送苗机构优化设计软件,得出满足设计要求的结构参数。建立了机构三维模型,试制了物理样机。根据软件优化结果,运用二次正交旋转中心组合试验方法对棘轮结构进行优化设计,以棘轮驱动面高度x1、棘轮定位面高度x2、取苗转速x3为试验因素,以送苗成功率y为试验指标,进行了参数优化试验,结果表明:x1=2.32 mm、x2=3.5 mm、x3=100 r/min时,送苗成功率达到99.85%。取x1=2.3 mm、x2=3.5 mm、x3=100 r/min进行验证试验,得出送苗成功率为99.17%,结果满足设计要求。

钵苗移栽机电动底盘及驱动系统设计研究

育苗移栽在农作物生产过程中起着关键作用,而传统的育苗移栽以人工移栽为主,导致作业人员劳动强度大、移栽效率低、移栽成本高,致使移栽效果差、农作物产量不足。为此,应用电动汽车技术,在传统钵苗移栽机的基础上,通过分析移栽机电动底盘的功能需求,对移栽机底盘进行优化和改进,完成了移栽机电动底盘的结构设计,并对移栽机驱动系统的步进电机、伺服电机及电源模块进行硬件及软件流程设计。结果表明:优化后的钵苗移栽机电动底盘具有较长的续航能力,驱动系统稳定,移栽作业效率高,大大提高了劳动生产效率,降低了农民的劳动生产强度,对实现农业生产现代化具有重要的现实意义。

水稻钵苗移栽机作业质量测试方法研究

基于水稻钵苗移栽机作业原理,建立了水稻钵苗移栽机作业质量测试方法,确定了秧苗条件、试验地条件和作业质量的测量指标和方法。依据提出的测试方法对2Z-6型水稻钵苗移栽机进行作业质量测试,结果表明:(1)产品的漂秧率为0. 5%±0. 2%,翻倒率为0. 6%±0. 4%,平均栽秧深度为20. 5 mm±1. 2 mm,能够满足作业质量要求;(2)产品的伤秧率为3. 5%±1. 0%,均匀度合格率为80. 6%±3. 5%,漏栽率为2. 8%±1.9%,基本满足或不能作业质量要求;(3)建立的测试方法能够对水稻钵苗移栽机进行作业质量测试,产品的移栽装置的结构参数需进一步优化,以提高钵苗移栽作业质量。

日本RX-6型水稻钵苗移栽机引进试验简报

１试验概述为了加快水稻种植机械化的步伐，拓宽水稻机械化移栽技术的新领域，我们继水稻机插秧、机抛秧和直播稻之后，１９９８年５月，由江苏省农机推广站主持、苏州市水利农机科技推广站承担、江苏太湖地区农科所参加的日本ＲＸ－６型水稻钵苗移栽机（以下简称“钵栽机...

水稻钵苗移栽机整排多株夹取式取苗机构的研究与设计

众所周知,水稻钵苗移栽与传统插秧相比,具有不伤根、缓苗快、产量高、品质好等特点,现介绍一种水稻钵苗移栽机上的整排多株夹取式取苗机构。1主要结构水稻钵苗移栽整排多株夹取式取苗机构属于农业机械领域,该设计为一次取苗14株;机构的结构新颖、独特、合理,动作连续化程度和取苗效率高,取苗质量和效果好,保护秧盘不受破坏,作业使用成本低。

水稻钵苗移栽机的应用

水稻钵苗移栽机是一种新型水稻种植机械，该机使用营养钵培育出的秧苗进行机械化插秧作业，既解决了钵盘苗只能抛秧和人工摆秧的难题，又将钵盘种植的优点利用起来。目前钵苗移栽机主要有夹秧式和顶出式两种方式，夹秧式的机械结构简单可靠，但因为考虑到夹秧速度过快会导致伤秧，