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《东北农业大学》 2015年
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回转式全自动玉米钵苗移栽机构优化设计

吕程  
【摘要】:玉米是我国主要的粮食作物,也是全世界总产量最多的粮食作物。其除作为食物外还是优良饲料、医药、化工等工业原材料。随着近来来玉米价格的不断攀升,降低玉米种植成本提高效率以成为备受关注的问题。玉米移栽是一种提高产量的栽植技术,本文在对比分析目前国内外旱田移栽机发展研究现状的基础上,针对我国现有半自动化机型人工劳动强度较大及其国外机型结构复杂、造价昂贵等问题。提出一种回转式自由非圆齿轮周转轮系传动玉米钵苗移栽机构。针对其玉米移栽过程中作业轨迹折点多、曲率变化大、目标优化困难、参数数目繁多等难点,建立参数优化辅助分析软件并得出优化结果,利用CAD软件对玉米钵苗移栽机构进行二维图纸绘制、三维实体造型及其虚拟样机运动学仿真。通过对移栽机构各部件加工、装配完成物理样机的建立,并装配在试验台架上进行试验。得出样机性能测试结果并分析,为后续设计者提供重要设计依据。其本文主要研究内容如下:(1)收集整理国内外资料和文献,对已有的旱田移栽机构的工作原理进行分析,提出一种自由非圆节曲线传动的形式玉米钵苗移栽机。根据其周转轮系非圆齿轮传动原理,分析机构工作原理、建立数学模型并对其做运动学分析,为建立辅助优化软件做理论基础。(2)根据数学模型计算分析,利用Matlab(GUI)平台开发玉米移栽优化软件,阐述其优化软件的各个操作界面并对其区域功能模块进行详细的介绍,通过农艺要求与机构结构设计确定其“鹰喙”形作业轨迹,一次性完成了移栽的夹苗、输送、推苗三个动作。并通过该软件得出一组满足作业轨迹的非圆齿轮结构参数最优解和其周转轮系初始安装位置。(3)根据得到的结构参数和起始安装位置,使用Auto CAD2007软件完成对机构的关键部件的结构设计,再利用UG软件对栽植机构部件三维实体造型并进行装配检验。通过UG与Adams接口导入Adams软件中建立虚拟样机并进行虚拟样机仿真,把仿真作业轨迹与数学模型理论轨迹相对比,再次使用Auto CAD2007对整体机构进行结构设计,分析其夹苗片尖点运动学曲线,验证结构设计的合理性。(4)对机构各个部件进行加工并按照起始安装位置进行装配,完成物理样机进行试验台架试验。利用高速摄影设备对机构完整作业过程进行拍摄,通过分析软件描绘出物理样机作业轨迹并与仿真作业轨迹对比,验证机构理论设计的正确性和实际作业的可行性。
【学位授予单位】:东北农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:S223.9

【参考文献】
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