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《浙江理工大学》 2018年
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非圆齿轮—连杆组合式蔬菜钵苗移栽机构参数优化与试验

王广臻  
【摘要】:蔬菜钵苗机械移栽是蔬菜机械化种植的一种重要方式,其可以有效缩短蔬菜生产周期,提高复种指数、蔬菜产量和质量,降低生产成本。目前,我国的蔬菜钵苗移栽仍以人工辅助投苗的半自动移栽为主,作业效率低、工作强度大、移栽成本高。移栽机构作为钵苗移栽机的核心工作部件,需要完成钵苗移栽过程中的取苗、带苗、植苗和复位等多个作业动作,其工作性能将直接影响移栽作业效果。随着我国蔬菜机械移栽的快速发展,全自动钵苗移栽机构已成为蔬菜钵苗机械化移栽研究的热点和制约自动移栽机发展的“瓶颈”。本论文根据西兰花钵苗移栽的农艺要求,提出并研究一种非圆齿轮行星轮系与连杆机构组合传动的取栽一体式钵苗移栽机构,实现用一套机构进行西兰花钵苗的自动移栽作业。本文的主要研究内容:1)结合西兰花钵苗移栽的农艺要求,分析现有轮系式取栽分体式移栽机构(取苗机构和植苗机构)作业过程存在的问题,提出一种非圆齿轮系和连杆机构组合传动的双行星架取栽一体的全自动钵苗移栽机构。利用矩阵变换方法建立移栽机构运动学模型,并开展了移栽机构运动特性研究。2)建立蔬菜钵苗移栽轨迹的优化目标,借助MATLAB软件编写可视化参数优化界面,将移栽轨迹的优化转化为所有可变参数的优化,通过调整参数优化出理想的移栽轨迹同时也确定可变参数的具体值。3)三维建模和仿真分析,借助UGNX三维建模软件创建各个零件并装配出完整机构,然后进入UGNX软件的仿真模块进行虚拟仿真分析,得出移栽仿真轨迹,并和理论计算轨迹对比分析,验证移栽机构设计的正确性。4)搭建试验平台,加工移栽机构的各个零部件,并组装物理样机进行机构移栽轨迹试验,将机构实际运动轨迹和虚拟仿真轨迹对比分析,验证了移栽机构方案的可行性和结构的合理性。
【学位授予单位】:浙江理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S223.9

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