凸轮摆杆式钵苗移栽机构性能研究

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1、分类号S223.9UDC626.8密级公开编号硕士学位论文凸轮摆杆式钵苗移栽机构性能研究PerformanceResearchonCam-swingRodTypeTransplantingMechanismofthePotSeedling学位申请人：何亚凯指导教师：姬江涛教授一级学科：农业工程二级学科：农业机械化工程学位类别：工学硕士2015年06月独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下完成的研究工作及取得的研究成果。据我所知，文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过

2、的研究成果，也不包含为获得河南科技大学或其它教育机构的其他学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本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了谢意。研究生签名：日期：摘要摘要作物移栽作为一种现代的栽培技术，能够有效地增加作物产品的收获量。随着钵苗育苗技术逐渐成熟，钵苗移栽也被广泛应用于烟草和蔬菜等经济作物种植；机械移栽的应用有效地减轻了工人劳动力并提高钵苗栽植频率，但目前现有移栽机移栽机构的钵苗栽植直立度仍然不高。本课题针对钵苗移栽机构栽植直立度低的问题，研究设计一套凸轮摆杆式移栽机构，并

3、对该机构的栽植轨迹、栽植速度和栽植加速度等进行分析，得出一组较优的移栽机构参数，该机构可明显改善移栽机构栽植性能，提高钵苗栽植直立度；用较优的结构参数建立三维模型并进行仿真分析，检验了凸轮摆杆式钵苗移栽机构理论研究的正确和可信；加工出该移栽机构试验样机并进行田间钵苗移栽试验，通过试验对该移栽机构栽植性能进行判定。具体所做的研究内容有以下几点：1.以提高钵苗栽植直立度为主要研究目标，分析提出了一种“γ”形栽植轨迹，基于该栽植轨迹的移栽机构能够改善钵苗垂直移栽后镇压轮挤土镇压造成的钵苗前倾问题。根据栽植轨迹要

4、求，建立了一套凸轮摆杆式移栽机构模型。2.基于MATLAB/GUI开发了应用于移栽机构运动分析的计算机辅助分析工具，优化了凸轮模型，并分析出了移栽机构单因素参数变量（传动比、结构和位置尺寸等）对机构栽植器（点）移栽轨迹的影响规律。3.基于正交试验法，选取摆杆OA和曲柄CD的长度，摆杆OA和曲柄CD的初始相位角进行仿真试验，以栽植器栽植轨迹要求为约束，通过仿真试验结果对比找出了一组较优的因素参数组合：L1=118mm、L2=52mm、L3=150mm、L4=125mm、L5=310mm、L6=58mm、L7

5、=35mm、L8=240mm、L9=82mm、L10=104mm、L11=48mm、Lx0=21.85mm、R=16mm；Φ1=256°、Φ2=316°、Φ3=237.5°、Φ4=354.3°、Φx=345°、ξ=56°、θ1=90.08°、θ2=94.399°、θ3=4.47°、凸轮为凸轮3；N、O、C三点初始坐标(xN,yN)、(xO,yO)、(xC,yC)分别为(-81.75,-6.39)、(0,0)、(139.07,35.73)；此参数下移栽机构所对应较优的钵苗移栽株距为P=550mm。4.以优选

6、的参数组合为边界条件，对凸轮摆杆式移栽机构进行三维虚拟建模，通过三维仿真分析可得出该移栽机构栽植点的栽植轨迹、栽植速度和栽植加速度轨迹曲线，并与相同参数条件下理论研究结果进行对比，在误差允许范围内验证了该移栽机构理论模型的正确性。5.根据上述优选结构参数加工出试验样机，以钵苗直立度为主要检测指标对该试验样机进行田间试验，通过试验结果数据表明：该移栽机构能够在东方红拖I摘要拉机300不高于三挡（栽植频率60.7株/min）的工作速度下满足钵苗农艺栽植要求，且在栽植频率60.7株/min情况下，钵苗栽植直立度

7、优良率为93.3%，无缺苗、漏栽或重栽现象，即在高栽植效率的条件下，该移栽机构仍拥有较高的钵苗直立度等良好的栽植性能。关键词：凸轮摆杆，移栽机构，数学模型，栽植性能，田间试验论文类型：应用基础研究选题来源：河南省科技攻关项目：膜上高速钵苗移栽机（122102210564）IIABSTRACTABSTRACTTransplantingtechnologyisakindofmoderncultivationtechniques,whichcaneffectivelyimprovethecropsyields.

8、Withtheconsummatingtechnologyofseedlingnursery,transplantinghasitsextensiveapplicationintobacco,vegetableandothereconomiccrops.Andtheapplicationofmechanicaltransplantingwithhigherefficiencyofseedlingstransplantingre