论文部分内容阅读
针对现有机械栽植存在的栽植效率低及膜上作业存在刮膜、撕膜等问题,本文研究设计了一种由双曲柄摇架连杆机构、增速装置构成的蔬菜快速栽植装置。通过仿真分析,构建运动学数学模型,得到了基于零位移的栽植点“Y”型作业轨迹与主要部件连杆之间的变化关系;通过三维建模、优化设计,制作了参数可调的实验装置,对不同设计参数下装置性能进行了试验,得到如下结果和结论:(1)完成了栽植机栽植装置方案设计根据需求分析、多方案比较,确定由双曲柄摇架连杆机构、增速装置构成的蔬菜快速栽植装置和关键部件的设计方案。打穴体相对后移,打穴体锐角入土、钝角出土摆动,以及减少打穴体入土、出土时间,提高作物栽植作业效率,增加机具行进速度,同时保证打穴质量。(2)完成了结构的三维建模及虚拟装配运用Pro/E软件进行骨架模型仿真,初步确定了栽植机构的主要设计参数,并对机架以及其他主要部件进行三维造型,完成栽植装置的虚拟装配,检验了产品的可装配性。(3)获取栽植点运动轨迹得到了栽植点的静轨迹及不同速度下的动轨迹,静态结果表明:打穴体在出入土过程存在打穴体的偏摆位移,且在最低点和最高点处打穴体与地面能够保持较好的直立度;动态结果表明:该设计可有效减少撕膜、提高栽植机的作业速度。并将栽植机构的三维模型导入Adams中进行详细分析,在1.8km/h的行走速度时,轨迹高度25cm,栽植株距35cm,栽植深度10cm,满足农艺要求;栽植器在出入土过程中,与地垄面能保持较好的垂直性;能形成较好“Y”形轨迹,保证钵苗在栽植过程中保持较好的直立度,进一步验证了设计的科学性。(4)验证了增速装置的效果仿真结果表明,在打穴体相对栽植装置的位移量为1cm时,可得到在不同的参数组合下,最小的减时比为4.82%,最大为11.3%,平均为8.25%,增速装置起到了良好的减少打穴体入土时间的作用。(5)确定了关键部件的设计参数通过仿真分析设计了一种连杆长度可调的栽植机栽植装置试验台,进行了相关试验,确定了栽植装置主要连杆机构较优的设计参数:平行杆长度490mm、前连杆220mm、上连杆370mm。(6)参数化设计开发了基于Visual Studio平台与ProToolkit相结合的参数化设计系统,完成打穴体的参数化设计。得到打穴体不同参数组合下的三维模型和二维工程图。(7)完成了栽植机试验台设计图纸,制作了样机,并进行了样机性能试验。高速摄影获及试验结果表明:在作业速度为1.5-1.9km/h作业速度下,平均破膜直径为45mm,满足蔬菜栽植的农艺要求。表明本研究可用于产品设计。