基于2R开链杆组解域综合的行星轮系移栽机构设计方法与试验研究

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1、Ｚｈｅ－ｉａｎｇＳｃｉＴｅｃｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｊｙ硕士学位论文Ｍ’ａｓｔｅｒｓＴｈｅｓｉｓ中文论文题目：基于２Ｒ开链杆组解域综合的行星轮系移栽机构设计方法与试验研究英文论文题目：ＤｅｓｉｇｎＭｅｔｈｏｄａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＴｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＰｌａｎｅｔａｒｙＧｅａｒＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＳｏｌｕｔｉｏｎＲｅｇｉｏｎＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆ２ＲＯｐｅｎＣｈａｉｎＬｉｎｋａｇｅＧｒｏｕｐ学科

2、专业：机械工程作者姓名：崔海洋指导教师：陈建能教授赵雄副教授完成日期－１２－２２：２０１７Ｉ－理工学位文独创性声明浙Ｉ大学论本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导Ｔ进－行的研究工作及餐得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表於撰写过的研究成果，Ｉ不包含为获得浙江理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对木研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。

3、学位论文作者签名：名ｔ／Ｉ斗工叫ｄ，＾日签字日期：年月学位论文版权使用授权书水学位论Ｘ作者完全了解浙江理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。水人授权浙江理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存。、汇编学位论文（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：也洛＋签字日期：Ｍ以

4、年３月￣日导师签名：日Ｓ〃签字期：２旧年月／日浙江理工大学硕士学位论文基于2R开链杆组解域综合的行星轮系移栽机构设计方法与试验研究摘要移栽生产具有巨大的经济价值，移栽机构是现代农业机构研究的难点和热点。行星轮系移栽机构旋转性能好，利于高速移栽作业，但现有的行星轮系移栽机构构型较少、运动灵活性不足，也缺乏实现精确位姿要求的行星轮系机构设计方法。综合分析比较现有的机构位姿设计方法，发现杆机构传动形式简单、设计灵活，学者对杆机构构型及运动综合研究成果丰富，但杆机构实现复杂运动的机构设计难度大，且只适合于低转速的工作条件，工

5、作效率难以提高。行星轮系机构是一种能高效运动的机构构型，但行星轮系机构的位姿设计方法尚存不足。为精确实现移栽机构输出构件的给定位姿，论文拟将杆机构实现精确位姿设计的解析理论与行星轮系设计相结合，以2R开链杆组的解域综合为基础，进行实现精确位姿要求的行星轮系机构设计，并研发一种能够在移栽作业过程中实现精确位姿条件的行星轮系移栽机构。论文主要研究内容如下：1）分析了根据连杆机构现代解析理论建立布尔梅斯特曲线方程，并通过角度映射关系将布尔梅斯特曲线有序表示的方法。提出了一种通过构建机构范围解域，再进行杆件位置尺寸约束及机构运动缺陷判别

6、，最终构建形成2R杆机构可行解域的方法。2）提出了一种非圆齿轮行星轮系移栽机构，并通过对其机构组成及工作原理的分析，建立了其运动学模型。3）针对油菜毯状苗移栽需求，对移栽机构进行了轨迹规划，并提出了其运动学目标。基于MATLAB软件编写了行星轮系移栽机构综合设计软件，利用软件进行机构的优化设计，得到了能够满足工作目标的机构参数，并实现了设计结果的可视化输出。4）对移栽机构进行了结构设计，完成了机构三维模型的建立，并对机构进行了虚拟仿真试验，试制机构样机并搭建了移栽试验台，以进行油菜毯状苗移栽试验。通过高速摄影技术对移栽机构的实际

7、运动进行图像采集，并通过高速摄影分析软件对机构的实际运动轨迹与理论设计轨迹进行了对比分析。利用软件测量得到移栽机构经过有限分离四位置点时移栽臂的姿态角分别为167.99°、157.20°、147.63°及102.95°，与理论设定方位角之间的误差角度分别为2.01°、2.80°、2.37°及2.05°，试验结果在机构试验所允许的误差范围之内，验证了基于2R开链杆组解域综合的行星轮系移栽机构设计方法的正确性。最后，通过油菜毯状苗移栽试验，测试了移栽机构的实际移栽效果。关键词：移栽机构；行星轮系；非圆齿轮；精确位姿；解域综合I浙江理

8、工大学硕士学位论文基于2R开链杆组解域综合的行星轮系移栽机构设计方法与试验研究AbstractTransplantationhasagreateconomicbenefit,butthetransplantingmechanismisthedifficultpo