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《藜蒿扦插机扦插装置设计和扦插轨迹研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、藜蒿抨插机抨插装置设计和抨插轨迹研究摘要：为了提高藜蒿栽植效率，降低栽植成本，设计了一种藜蒿抨插机。介绍了藜蒿抒插机关键工作部件抒插装置的结构和工作原理，分析确定了相关参数的设计依据；并依据藜蒿苗秆的机械物理特性和抨插装置的抒插要求，建立了抒插机构的运动学模型，借助分插机构辅助分析优化软件构建了其抒插轨迹，得出了优化的抒插参数组合为①0=35°,a0=-40°,S=138mm。通过田间试验，对该抒插装置的苗秆抒插功能进行了验证。关键词：藜蒿抒插机；抨插装置；抨插轨迹；运动学模型中图分类号：S223.9；S636.9文献标识码：A文章编号：0439-8114(201
2、3)22-5592-04藜蒿是一种优势经济作物［1,2］,我国藜蒿产区主要分布在中东部地区［3,4］,目前武汉市蔡甸区已广泛栽培［5,6］。藜蒿的种植生产主要依靠人工，不仅效率低、成本高，而且劳动强度大。推广藜蒿机械化抒插技术能有效提高藜蒿种植效率，节约成本。藜蒿抒插机包括分苗取苗装置和抨插装置两大部分，前者利用机械滚筒装置和气力技术实现自动分苗、取苗，后者借助插秧机分插机构实现抨插，两者共同实现藜蒿的机械化抒插种植，能满足生产实际对藜蒿机械化栽植技术的迫切需求。藜蒿抨插机的实物如图1所示。抨插装置是藜蒿抒插机的核心工作部件，它决定了抒插机的抒插质量和效率。本试验
3、设计了一种抒插装置，可以实现导苗、接苗和抒插的动作，开展了抨插机构的运动分析、数学建模和模拟仿真研究。1抒插装置的设计与分析1.1结构组成抨插装置包括3个主要工作机构：导苗机构、接苗机构和抒插机构。抒插装置的结构示意图如图2所示。1.2工作原理抨插装置通过3个机构分别对苗秆实现分离导向、固定限位和抓取扌千插。导苗机构上的挡苗环将苗秆从取苗机构分离并利用导苗机构上宽下窄的渐进结构为苗秆的下落提供导向作用。苗秆下落到接苗机构后落于两个接苗弹片之间，并处于有利于抨插的近似竖直姿态；抨插机构在动力驱动下进行回转运动，在行星轮系作用下，抨插杆上的10个抒插臂既随整个抨插机构
4、一起顺时针回转又随抨插杆进行不等速的逆向转动，即形成了一个特定的抒插轨迹；当抒插臂回转到接苗弹片处时，抨插爪与接苗弹片产生挤压，落于两个接苗弹片之间的苗秆被抨插爪夹住并沿抨插轨迹往下运动；抨插爪脱离弹片后，弹片由于压簧的作用而回位，抨插爪受到Y形支架上橡皮筋的弹力作用而松开，此时随抒插爪运动到最下端的苗秆被插入土壤中，随机组前进，如此循环完成连续抒插作业。1.3抨插技术指标藜蒿抨插机的机组前进速度为vm,vm=108mm/s,机头输出轴转速为r,r=60r/min,总传动比为i,1=1,机械化抒插藜蒿的行距为90mm,共抒插10行，株距为80〜100mm,抒插深度
5、为50〜60mm,抒插直立度W10%；抨插装置的抒插频率为f,f=l,即每行每秒抒插一根苗秆。实际抨插株距为108mm,可满足藜蒿种植农艺的要求。1.4主要参数分析整个导苗机构呈上宽下窄的渐进结构，可以使藜蒿苗秆与取苗机构分离并顺势导下。抨插所用的藜蒿苗秆直径为D,导苗机构下隔板间距为Lo为保证苗秆既能顺利从导苗机构落入接苗机构，又能在接苗机构中呈近似竖直的姿态以利于抨插，D和L要满足以下关系：DWLW2D(1)抨插藜蒿选用的D的范围是6〜10mm,根据综合功能要求和加工工艺两个条件，L最终取值为20mm。接苗机构中接苗弹片之间的夹角为8°，螺钉末端装有2个螺母，
6、目的是防止接苗弹片窜位；压簧套在安装柱上，其一端与隔板相接，另一端与接苗弹片相接。抒插机构中的行星轮系选用久保田SPU-68C型。2抒插机构的运动学模型和模拟仿真2.1抨插要求机械化抨插一般要求藜蒿的苗秆较粗，其长度为80〜90mm、直径6〜10mm的光秆，藜蒿的扌千插轨迹主要有4个环节：取苗、送苗、插苗和回程。取苗阶段，苗秆落在接苗机构的接苗弹片之间，处于稍微向抨插爪方向倾斜的竖直姿态，为了保证抒插爪能顺利夹取苗秆，要求此点的抨插轨迹与苗秆相切；送苗阶段行程较短，苗秆的轨迹近似为竖直向下；插苗阶段，为达到苗秆的入土直立度要求，插苗瞬间苗秆的水平绝对速度应该为0,
7、即要求抨插爪既随机组向前行走，又随抨插杆进行逆向转动；回程阶段，要求抨插爪迅速逆向回转并上提，以保证不在泥土中停留过久，不阻碍机组前进并不带起泥土。根据藜蒿抨插轨迹的要求，选择久保田SPU-68C型的行星轮系作为扌千插机构的关键工作部件，经试验发现能有效实现藜蒿苗秆的抒插动作。2.2抨插机构运动特点偏心齿轮行星轮系简图如图3所示，扌千插爪尖点的相对运动轨迹为“海豚形”轨迹，也称为静轨迹。扌千插机构中的行星轮系由5个全等的偏心齿轮组成，5个齿轮的旋转中心分别为01、02、03、04、05,且它们在同一条直线上。5个偏心齿轮的初始安装相位角相同，太阳轮固定不动，动力输
8、入轴带动机
