钵苗有效零速移栽栽植机构运动学分析与试验

针对膜上移栽存在穴口大、直立度低、穴口地膜破损等问题,基于有效零速栽植机理提出一种行星轮系五杆栽植机构。针对有效零速栽植运动特性,分析该机构的运动要求及轨迹形成原理,建立圆柱凸轮间歇运动机构与行星轮式五杆栽植机构的运动学模型。在确定优化目标的基础上,基于VB的人机交互分析软件优选机构参数,通过虚拟样机运动仿真表明优化参数可以满足栽植嘴植苗轨迹要求。台架高速摄影试验表明栽植机构运动轨迹与零速栽植理论要求轨迹一致,栽植嘴入土前后栽植嘴垂直性好,重合度高,能实现有效零速植苗。田间试验结果表明,机组前进速度为0.5 m/s,栽植频率为50株/min时,该机构移栽漏苗率为3%,膜口撕裂率为3.2%,穴口大小其实只是栽植嘴的实体尺寸大小,小于70 mm,钵苗直立度为96.7%,达到了加工番茄钵苗膜上移栽的栽植性能要求,验证了栽植机构设计的合理性与准确性。该研究可为膜上钵苗自动移栽机栽植机构的研发提供参考。     

移栽机栽植机构的设计及运动分析

为解决当前秧苗栽植后直立度难保证、成活率低等问题。结合现有农艺,对移栽机的栽植机构进行了设计,并建立了栽植器的运动轨迹方程,对零速投苗和最小破膜条件进行了理论分析,得出了栽植器运动的特征参数值和理想的运动轨迹,以期为后续机具的设计和理论分析提供参考。     

错列链夹式移栽机栽植机构的设计与仿真

针对目前国内旱地移栽机存在栽植机构复杂和栽植效率低的问题,设计了一种新型错列链夹式移栽机栽植机构,通过建立一个周期内栽植器的动力学模型,得出各阶段栽植器的位移与速度方程,并利用Solidworks建立栽植机构的三维模型,之后将三维模型导入ADAMS中,将栽植器的运动方程与ADAMS的运动轨迹作对比,满足栽植器各个阶段的运动方程,其次通过搭建小型实验台试验得到主动轮的转速在34~38r/min时栽植效果最好,栽植合格率为95.7%,主动轮转速、株距的实验结果与仿真结果相对应,且满足链夹式移栽机的株距、深度要求,与传统栽植机构相比这种栽植机构不仅结构简单,制造成本低,还能有效的实现零速投苗,安装错列链夹式栽植机构的移栽机,不仅栽植稳定,而且提高了栽植效率。     

基于Matlab及COSMOSMotion水稻栽植机秧针轨迹的运动分析

建立了水稻植质钵育栽植机的栽植机构关键部件秧针的运动的数学模型,并借助Matlab软件编程,精确的获得秧针端点E的理论运动轨迹。然后采用与SolidWorks无缝集成的COSMOS Mo-tion三维动力学仿真软件模拟水稻植质钵育栽植机的分插机构运动过程,从而得到栽植机构秧针前端点的运动轨迹图,验证了理论运动轨迹。另外,还对秧针端点E的理论运动速度v及角速度ω进行了仿真分析,这对栽植机构的结构参数的合理选取较为重要。     

2ZY-1型烟草移栽机栽植器的优化设计

根据湖南省烟草种植地区的地形、地貌、土壤、气候等自然条件以及烟草移栽的规范和农艺要求,设计2ZY-1型烟草移栽机,该移栽机的栽植器为曲柄连杆式.利用ADAMS软件建立了移栽机栽植器的模型,通过参数化建模和优化分析,得出了曲柄连杆机构的设计参数,研究结果为移栽机的进一步优化和改进提供基本的参考依据.     

窄行距插秧机分插机构运动学分析及优化设计

针对杂交水稻制种母本秧苗移栽行距和作业性能要求,综合曲柄摇杆式分插机构优点,设计了一种插秧行距为177 mm的曲柄摇杆式分插机构。分析了分插机构的运动性能,建立了其运动轨迹的参数方程,并以秧针实际运动轨迹与预定运动轨迹偏差最小为目标,建立以机构工作特性和农艺要求为约束的优化模型,求得机构最优工作参数,再利用ADAMS软件对优化后的分插机构进行仿真验证。结果表明,优化后的分插机构完全满足杂交水稻母本插秧要求。     

基于COSMOS Motion水稻栽植机秧针轨迹的运动分析

根据水稻栽植机栽植机构中秧针运动的工作原理,应用与SolidWorks无缝集成的COSMOS Motion三维动力学仿真软件对分插机构进行了模拟,得到栽植机构秧针前端点运动轨迹图.同时对秧针端点的运动速度及角速度加以分析,为选择合理的栽植机构的结构参数提供依据.     

变性椭圆齿轮—七杆式植苗机构运动学建模与分析

针对井关公司的乘坐式2行半自动蔬菜移栽机植苗机构存在的问题,提出了蔬菜移栽机变性椭圆齿轮—七杆式植苗机构,建立了该机构的运动学模型,推导了其栽植嘴的位移、速度和加速度方程。在此基础上编写了该植苗机构的运动学分析与优化软件,并利用该软件分析了几个主要参数对该机构作业性能的影响,这些主要参数包括椭圆齿轮短长轴之比、椭圆齿轮变性系数和椭圆齿轮初始安装角,作业性能包括植苗时栽植嘴的姿态、穴口形状、回程轨迹、接苗时的速度等。利用该软件求得该机构一组较优的参数,其栽植嘴的作业性能比井关公司的乘坐式2行半自动蔬菜移栽机植苗机构更理想,并且更好地满足了蔬菜移栽的农艺要求。     

给定运动轨迹的连杆机构新型设计方法

对于基于给定运动轨迹的连杆机构的设计,传统方法设计繁琐、设计周期长。在给定连杆上某点的运动轨迹的前提下,采用Pro/E建立曲柄摇杆机构参数化模型,将其导入Adams进行运动仿真分析,通过采用优化软件Isight集成Pro/E和Adams,构建基于Isight的优化设计平台,选取自适应模拟退火算法对曲柄摇杆机构的连杆长度和角度进行优化设计,最终得到使其运动轨迹误差最小的设计结果。该优化设计方法简单、快捷、高效,为平面连杆机构的设计提高了一种全新的设计方法。     

满足轨迹点速度要求的轨迹机构设计方法

提出基于机构执行末端速度运动规律在理想运动轨迹上选取给定轨迹点的方法,使所选取的轨迹点具有了速度的物理意义,基于该方法建立连续轨迹生成机构优化综合模型,以对应轨迹点差值最小为目标函数。应用matlab软件进行模型优化综合计算,计算得到符合运动轨迹和速度要求的连续轨迹生成机构,实现了预期的设计目标。综合实例结果说明了该优化设计方法的可行性和有效性。     

温室穴盘苗移栽机的设计与仿真分析

设计了一种适用于多规格穴盘苗移栽的移栽机。移栽机的硬件主要由移栽机械手、框架和苗盘输送系统组成。移栽机械手末端执行器的水平运动、升降和抓紧放松动作分别由3个步进电机驱动完成。利用轨迹规划确定移栽机械手末端执行器的位置,速度和加速度,并讨论了在平面内进行轨迹规划的方法。建立了移栽机的ADAMS简化模型,通过运动学仿真验证了结构设计、轨迹规划的合理性,为物理样机的优化设计提出了理论依据。     

电动履带自走式烟苗移栽机关键部件设计与田间试验

为解决烟苗移栽劳动强度大、井窖成穴机械与栽植机械未能实现一体化作业等问题,以宜机化烟草农业标准体系建设为突破口,提出了一种电动履带自走式烟苗移栽机。根据移栽机构的工作原理,结合移栽农艺要求设定优化目标,基于Visual Basic 6.0开发了计算机辅助分析优化设计软件,得到了一组较优的移栽机构参数。据此,对机构进行了二维设计和三维建模,通过ADAMS 2022等软件完成了井窖成穴轨迹仿真试验,并进行了物理样机加工与装配。同时,开展了整机的田间性能试验。研究结果表明,株距、井窖深度和注水量等指标均满足烟苗移栽农艺要求,验证了机构理论设计的正确性,将推动烟叶移栽机械化升级,助力烟区乡村振兴。     

机械式动筛排矸机筛床运动学分析

通过UG NX6.0软件对机械式动筛排矸机的驱动机构及筛床进行了三维建模,利用UG NX6.0的运动仿真模块对其进行了运动仿真,得到了动筛的动态仿真及运动规律曲线,为动筛排矸机驱动机构优化设计提供了参数依据。     

基于OpenGL和SolidWorks的机械系统运动仿真原理及实现

为了规划机械系统的运动轨迹,优化设计参数,以及开发上位机监控界面,研究了一个运动仿真系统.三维模型基于三维CAD软件SolidWorks建立,用OpenGL作为三维图形的接口,运动仿真软件以Windows操作系统为开发平台,采用Visual C++6.0的MFC为开发环境.详细讨论了实现运动仿真的一些关键技术,并开发了仿真软件.仿真结果证明了这种方法的可行性,对其它动态过程的三维仿真也有一定的意义.     

土壤接触条件下的移栽部件运动学分析

针对栽植部件与土壤接触条件下的运动学特征进行研究。以吊篮式移栽机的栽植机构为例,应用ADAMS软件建立虚拟样机,在对鸭嘴与土壤的接触过程分析的基础上,建立鸭嘴与土壤的接触模型,对栽植机构作业过程进行仿真模拟,分析其运动学特征。对比分析理想条件下线速度与平动速度的速比λ1、λ=1、λ1三种不同速比取值时鸭嘴的轨迹和速度曲线图,以及接触条件下三种速比取值时的鸭嘴轨迹和速度曲线图。结果表明,在考虑鸭嘴与土壤存在接触的情况下,吊篮式移栽机鸭嘴的运动轨迹、鸭嘴最低点处的速度曲线图均与理想状态下存在较大差异。分析差异产生的原因,是因为接触条件下存在额外的转动作用,给出了在接触条件下,吊篮式移栽机满足零速投种要求的速比范围λ≥0.68。     

穴盘苗自动移栽机末端执行器的参数优化设计

为降低自动取苗机构的伤苗率,提高移栽成功率,设计了一种适用于整排夹持的全自动移栽机末端执行器,建立数学模型,开发基于VB的辅助分析优化软件,通过人机交互分析各机构参数对苗针倾角以及苗针中心距的影响。以新疆番茄钵苗的夹持参数为优化目标建立模型,利用MATLAB对关键参数进行快速准确优化,结合交互式优化软件获得最佳参数组合。在ADAMS下进行了运动学仿真,通过比较苗针末端轨迹验证结构尺寸参数符合精准夹持要求。绘制三维模型并3D打印制作末端执行器,搭建夹持试验台。     

基于Cosmosmotion的圆柱坐标型机械手的机构设计与仿真

利用SolidWorks软件对圆柱坐标型机械手进行三维实体建模,并利用其插件CAE软件Cosmosmotion对机械手进行运动仿真,能直观地追踪机械手的运动轨迹,可以验证设计参数的合理性,得出相关的曲线。为机构优化设计提供了一种高效、直观的仿真方法,而无需进行繁琐复杂的编程,同时也给其它机构的设计仿真提供一种思路。     

多目标规划下的牛头刨床优化设计

采用矢量方程解析法的机构运动分析方法,通过Matlab软件方便的可视化功能,直观地对牛头刨床进行了运动学分析,得出其运动参数和运动轨迹图,对牛头刨床尺寸设计是否合理和进一步研究其结构参数的优化设计有重要的指导意义。     

S型轨迹无碳小车运动特性研究

为研究S型轨迹无碳小车的运动特性,进而对其进行优化设计及调整。通过对利用连杆机构实现转向的S型轨迹无碳小车转向机构的运动特性进行研究,建立了曲柄转角与前轮转角的数学关系模型,并利用MATLAB对其转向机构特性进行了仿真,得到了曲柄转角和前轮转角的关系图;建立了小车运动轨迹的数学模型,得到了影响运动轨迹的参数及其规律,找到了轨迹幅值的相关量,并利用MATLAB对小车运动轨迹进行了仿真。最终得到了桩距为0.9 m、幅值为0.095 m的最优余弦轨迹,此时曲柄长度为21 mm,为S型无碳小车的设计及调整提供了理论指导。     

曲柄摇杆复合平行四边新型栽植机构的设计与试验

提出了一种新型栽植机构,建立了该机构栽植点的位移、速度、加速度方程。据此在Visual Basic 6.0平台上开发了该机构运动学分析程序,并分析该机构主要参数对其运动特性的影响,建立了轨迹平缓度和环扣尺寸与机构参数的关系,应用MATLAB和Pro/E对机构进行参数优化。与常用偏心轮栽植机构相比,文中设计的栽植机构轨迹路径更短,有利于提高效率。田间移栽试验结果表明,该机构在单行移栽作业中性能稳定,完全可以满足作业要求。