水稻插秧机的人机交互智能化应用

针对水稻插秧机设计过程中存在的参数多、交互关系复杂、设计计算繁琐等特点,开发了一种人机交互式智能化设计平台,可缩短设计周期,优化水稻插秧机机构。通过对水稻插秧机的运动过程进行分析,认定插秧株距及插秧深度为插秧过程中的两大核心目标参数,建立各结构参数与目标参数之间的约束关系,并确定优化设计算法。利用优化设计算法,建立人机交互式设计系统,并利用设计系统得出水稻插秧机结构参数。对比分析及试验验证表明:该人机交互式智能设计系统可根据不同的设计需求快速有效地迭代出水稻插秧机结构参数,并进行最优化参数组合,有效地缩短设计计算周期,提高了设计效率及准确性。     

WSN主导下的水稻插秧机电控系统优化分析

针对水稻插秧机自动化程度不高、工作效率较低的问题,在WSN技术下对水稻插秧机进行了设计,并对其电控系统进行优化并分析。该插秧机的主要组成为车体、无级变速系统、分插机构、电控系统和报警机构。为提高智能化和自动化水平,插秧机采用纯追踪算法控制器计算偏差,改进其电控系统,使其能够实现自动导航。为验证插秧机性能,对插秧机进行自动导航和插秧试验。试验结果表明:插秧机可以实现自动导航,且插秧效果良好,满足农户的使用要求。     

数学建模在水稻插秧机作业优化中的应用

为了降低插秧机的作业故障次数、提升插秧效率和插秧质量，对数学建模在水稻插秧机作业优化中的应用进行了研究。为了有效提升作业效率和作业质量，分插机构的传动部件改进为非圆齿轮行星系，并针对传动装置建立数学模型并分析。为了验证水稻插秧机的结构是否合理，对其进行了仿真试验，结果表明：水稻插秧机的结构合理，可将其应用于实际生产。     

偏心行星轮系插秧机构的优化设计

为提高插秧机作业效率,对一种新型偏心行星轮系插秧机构进行了开发研究。用数学解析的方法建立机构运动数学模型,分析运动参数变化对插秧质量的影响,并在计算机上对机构参数进行优化,选出最佳参数。实验结果表明,按优化参数设计的偏心行星轮系插秧机构插秧质量与曲柄摇杆机构基本相同,而插秧速度有较大的提高。     

高速插秧机可变螺距螺旋轴模态分析与优化

高速插秧机的作业速度高、转速快,相比曲柄连杆式插秧机旋转速度提高了1倍,使得螺旋轴在两端的回转轨道处所承受的冲击载荷大大增加。为此,针对可调行距高速水稻插秧机,设计了一种可变螺距的移箱机构螺旋轴,使一根轴可以满足不同行距插秧横向送秧的要求;运用ANSYS软件建立了可变导程移箱机构参数化有限元模型,对其进行模态分析,并用模态试验验证了有限元模型的准确性和可靠性。在此基础上,对移箱机构进行了优化。结果表明:优化后的可变导程移箱机构的工作性能能够满足不同行距插秧实际作业的需要。     

椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构运动分析与试验

步行式水稻插秧机上使用的后插曲柄摇杆式分插机构存在工作时振动大的问题,为此设计了椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构,分析了该分插机构的工作原理与结构特点,建立了机构的运动学模型,开发了机构辅助分析与参数优化软件,优化出满足步行式插秧机工作要求的结构参数,最后利用高速摄像技术对分插机构运动特性进行了试验验证.     

可调行距高速插秧机移箱机构优化设计

移箱机构是可调行距高速水稻插秧机的重要部件,其工作可靠性直接关系到栽植臂的取秧量,对整个插秧机工作性能有着重要影响。为此,通过对现有移箱机构的研究与分析,设计一种可调行距高速水稻插秧移箱机构。运用三维软件对转子和螺旋轴等核心零部件进行实体建模,通过动力学分析软件对其进行虚拟仿真,得出转子与不同过渡曲线的螺旋轴在运动过程中的接触力曲线图,并运用有限元分析软件对正弦过渡曲线的螺旋轴进行强度校核。最后运用多学科优化方法对移箱机构转子进行优化。结果表明:优化后的转子最大应力降低2 1.8%,移箱机构满足可调行距高速水稻插秧机工作性能要求。     

水稻插秧机分插机构人机交互可视化优化设计

利用可视化人机交互优化方法对水稻插秧机曲柄摇杆分插机构进行了优化设计,在建立分插机构数学模型的基础上,编写了具有可视化效果的人机交互优化程序,分析了各变量对目标和约束的影响,进而优化出满足插秧运动要求的结构参数.结果表明:采用基于可视化的人机交互优化方法易于实现,且操作简单方便,提高了优化效率.     

非匀速空间行星轮系宽窄行分插机构分析与优化

针对现有宽窄行分插机构存在斜取秧和大穴口问题,提出一种由椭圆锥齿轮-交错圆柱齿轮混合传动的空间行星轮系宽窄行分插机构.分析了椭圆锥齿轮的传动特性,建立了机构的运动学模型.通过分析插秧轨迹的横向线位移、横向插秧穴口边长与传动齿轮交错角的关系,得出椭圆锥齿轮-交错圆柱齿轮混合传动方式可以兼顾斜置式和齿轮交错传动式的小穴口、直取秧的优点.开发了宽窄行分插机构参数优化软件,进行了机构的运动特征分析,并通过人机交互方式优化了一组满足宽窄行插秧机的机构参数.利用仿真软件ADAMS实现了椭圆锥齿轮齿廓的设计,并结合三维建模软件进行了分插机构的仿真.加工了分插机构实物模型,进行了试验台测试,得出椭圆锥齿轮-交错圆柱齿轮混合传动分插机构可以满足水稻宽窄行插秧的要求.     

3DMAX应用下的智能插秧机外观优化

为进一步提高智能插秧机的结构布局协调性与感染力水平,利用3DMAX应用平台进行插秧机外观优化研究。考虑土壤湿润程度对插秧刀具的影响等因素,结合插秧机分插机构传动部件与插植臂等执行部件的相互关系与约束条件,以偏心齿轮啮合传动特性,建立用于智能插秧机外观优化的数学模型,得到关键部件与机构的三维物理模型与无缝装配模型。从结构细化设计与外观造型设计两大角度分别对插秧机体、驾驶座、车轮、插秧装置等曲线参数优化,插秧作业场景与插秧特征提取及组件元素3D建模等操作进行3DMAX场景下智能插秧机的外观呈现与界面设计布局,实现了智能插秧机的3D可视化管理与动画效果展示,且动作一致性较好,设计合理可行。农机三维建模技术对准确实现结构优化有很好的预知功能,对大型农机设备结构设计搭建人机交互虚拟平台有一定的参考价值。     

水稻插秧试验装置设计

水稻插秧试验装置可以为水稻插秧机各主要部件技术参数优化设计、成熟产品的性能测试，给可靠性试验提供技术平台。该试验装置在久保田四行水稻插秧机的基础上，保留移箱机构、秧苗箱、秧苗箱滑道、分插机构等核心部件，做出相应改造实现分插机构转数、秧苗箱横向移箱次数、纵向送秧量、秧门宽度、相对秧门分插机构位置、秧苗箱倾斜角度和高度的调节。设计基于PLC可编程序的控制系统，按水稻插秧试验要求开发管理和控制软件，转速、扭矩、功率等数据可自动采集、显示存储，并按标准格式打印。     

旋转式分插机构动力学试验台的研制

分插机构是插秧机的核心工作部件,其性能决定插秧机插秧质量、工作可靠性和栽插秧频率,也是插秧机作业时重要的振动源。为此,通过对分插机构的动力学分析,得出需测试的动力学参数,设计出具有测试分插机构运动学和动力学参数的试验台,并对试验台的通用性和测量电路进行了阐述。     

双偏心卵形齿轮行星系分插机构的分析研究

鉴于已有的高速水稻插秧机中的椭圆齿轮行星系分插机构在取秧过程中易出现伤秧、插秧过程中易出现倒秧或插不进秧的情况,借助于计算机辅助软件对双偏心卵形齿轮行星系在高速水稻插秧机旋转式分插机构上进行了应用研究,提出了以标准卵形齿轮节曲线和标准直齿圆柱齿轮渐开线作为基础,对无函数表达式节曲线的双偏心卵形齿轮行星系各项参数进行理论分析,建立双偏心卵形齿轮行星系的实体模型,为了将其与插秧机上其他零部件进行装配,给出了双偏心卵形齿轮行星系旋转式分插机构虚拟制造结果。对改装后的插秧机分插机构的虚拟样机进行仿真,与椭圆齿轮行星系分插机构在插秧性能方面进行比较。结果表明:由于双偏心卵形齿轮相对于标准椭圆齿轮的设计变量多,因而结构优化更灵活,安装在插秧机上稳定性好。因此,双偏心卵形齿轮行星系分插机构比椭圆齿轮行星系分插机构更能满足在高速化条件下插秧轨迹的要求。     

水稻插秧机的规范使用与常见故障排除

水稻生产对于我国的社会稳定和农业经济收入影响很大,传统的水稻生产中,插秧工作多由人工完成,作业效率较低,插秧机械的使用显著提升了水稻插秧的效率,但插秧机的作业质量也需要驾驶员的规范操作、保养与正确维修才能实现。因此,提升驾驶员对插秧机的操作能力是优化水稻插秧作业质量的有效途径。     

基于CNC技术的插秧机运动学分析与研究

为深入了解插秧机的运动学机理,基于CNC智能控制技术对其进行分析与讨论。在充分理解插秧机结构组成与工作原理的基础上,融入SOPC嵌入导航控制,建立插秧机分插部件秧针的位移运动学模型;利用CNC控制与设计加工需求的关联度,建立插秧机关键运动部件线性回归方程;进行了插秧机核心部件参数设计优化与加工试验。结果表明:对数控加工过程中的关键参数建立最佳控制函数,得出最优解,效果明显。插秧机关键部件实现智能加工,可在保证加工精度与要求的前提下迅速完成算法迭代,且轨迹路径完成较为符合实际,可为其他农用机械相关运动规律分析提供参考。     

行星系分插机构仿真分析平台设计——基于LabVIEW和MATLAB

水稻插秧机分插机构是决定插秧质量和效率的核心部件,设计、优化旋转式非圆齿轮行星系分插机构需要大量的数学计算。为此,通过LabVIEW和MATLAB混合编程技术,充分利用LabVIEW丰富的界面开发控件和MATLAB强大计算功能,实现了分插机构运动仿真人机交互平台的快速开发,开发的人机交互平台具有界面友好、计算精度高和功能易扩展等特点。     

基于MATLAB/GUI的正向曲柄摇杆分插机构的仿真系统

<正>本文通过对水稻插秧机的正向曲柄摇杆分插机构进行了运动学分析,得出秧针运动的静轨迹方程和动轨迹方程,然后利用MATLAB软件建立了正向曲柄摇杆分插机构的秧针轨迹仿真程序,为选择合理的分插机构结构参数和提高插秧机性能提供依据。一、引言分插机构是水稻插秧机的主要工作部件,包括分插器和轨迹控制机构,在供秧机构(秧     

插秧机非圆齿轮行星系分插机构的虚拟制造与仿真

本论文以水稻插秧分插机构试验模拟机为平台,借助计算机pro/E软件,展开对"非圆齿轮行星系在超级稻高速插秧机分插机构上应用研究"。该研究首先对机构研究人员设计好的非圆齿轮进行建模,然后将整体机构进行装配,得到非圆齿轮行星系分插机构虚拟制造的结果,最后再将其安装到水稻插秧机分插机构试验机器上,通过pro/E软件对其进行仿真,并对仿真结果进行运动学分析,对不符合要求的构件进行修正、完善,最终使其运动轨迹符合插秧的农艺要求。     

小型水稻插秧机设计与试验研究

我国山地和丘陵地区由于受地形限制,大、中型插秧设备无法使用,水稻种植多以人工为主,人工种植的方式效率低、劳动强度大,严重制约了水稻种植机械化的发展。针对这一问题,提出了一种适用于山地或丘陵地区的小型水稻插秧装置。装置以人工操作的轻便省力为目标,主要针对移箱机构及插秧机构进行了详细的优化设计,开发了一种操作省力的小型插秧机,并利用有限元仿真对关键部件进行了分析评估。最后,进行了样机测试,结果表明:叶轮取能式插秧机构设计合理,取能平均负载为7.2N,移箱机构工作可靠,平均移箱力为3.4N,移箱步距稳定,为今后小型水稻插秧机的研究提供了参考。     

久保田SPW-48C手扶式插秧机使用与调整

机械插秧是水稻机械化生产的重要环节,发展机械插秧对于促进水稻生产具有重要的意义.2006年日本久保田株式会社开发了SPW-48C手扶式插秧机,在中国应用非常广泛,该机具有省工、省种、功率大等特点.为此,阐述了SPW-48C手扶式插秧机的性能参数以及使用方法.通过对关键部件的作业调整和实际生产研究,得出了插秧机作业状态是直接影响插秧质量的主要因素,是水稻实现高产稳产的重要保障,同时对插秧机关键部件的调整进行了详细介绍.