水稻插秧机现代设计理论与方法

应用现代设计理论与方法对水稻插秧机核心工作部件分插机构进行优化,采用3种方法建立分插机构的理论模型。在建立模型过程中,用电路模拟解决机构冲击载荷引起的弹性动力学问题;对难以用理论演绎建立理论模型的取秧过程,通过试验测定建立数值模型,镶嵌到总的理论模型中;通过台架试验测定分插机构支座力,验证总的理论模型的可靠性;通过高速摄影,测得推秧杆的运动与行星架转角关系,验证推秧装置微分方程。提出了一种解决强耦合性、模糊性、非线性的多目标复杂优化问题的方法——参数导引优化方法,并建立了该方法的理论模型。在VB平台上设计了优化、虚拟制造、虚拟试验和测试软件。该软件在目标函数数值化基础上,增加了优化参数导引功能。     

步行式插秧机共轭凸轮推秧装置动力学分析与试验

为深入研究步行式插秧机共轭凸轮推秧装置的动力学特性,建立了共轭凸轮推秧装置的动力学模型,采用由Visual Basic 6.0编写的动力学辅助分析软件进行动力学分析,建立了三维模型并加以虚拟仿真.通过理论计算和仿真结果对比,其吻合程度高,表明动力学分析模型是可靠的,可为动力学优化提供数学模型以及后续强度计算和结构设计提供依据.通过与传统的推秧装置比较,配置共轭凸轮推秧装置的步行式插秧机分插机构支座处具有较小的力、力的波动和噪声,表明共轭凸轮推秧装置具有较好的动力学特性.     

水稻插秧机秧针运动轨迹模拟——基于MATLAB及COSMOSMotion

建立了水稻插秧机分插机构秧针运动的数学模型,利用所得方程借助MATLAB软件编制程序,分别精确模拟出秧针端点的理论运动轨迹,并应用与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,得到分插机构秧针前端点运动轨迹图对理论运动轨迹加以验证,为选择合理的分插机构的结构参数提供依据.     

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。     

分插机构在我国现有插秧机上的应用

分插机构是插秧机不可缺少的重要机构。结合国内外５种有代表性的机型，对比分析了我国现有插秧机分插机的机构的结构特点，性能及优缺点，得分插机构的设计，采用带有定时脱秧装置分置式曲柄连杆机构，弹簧推秧，凸轮提升回位的推秧了好，适合国情。     

曲柄摇杆式分插机构的动力学分析

曲柄摇杆分插机构具有结构简单、工作可靠和插秧质量好等特点,在水稻分插机中普遍使用.但由于分插机构做反复式运动必然产生惯性力,机构惯性力引起机器振动,限制了水稻插秧机生产率的提高.为此,对水稻插秧机摇杆式分插机构的动力学问题进行了研究,通过对曲柄摇杆分插机构的动力学分析、推秧过程的动力学分析以及碰撞过程的动力学分析,建立了栽植机构的动力学模型.利用上述方法找到了机器振动的原因,采用曲柄附加平衡块和改变缓冲垫刚度的办法,平衡并减少部分惯性力,提高单位时间工作插次,从而提高水稻插秧机的工作效率.     

正齿行星轮分插机构理论分析与试验研究

在高速水稻插秧机分插机构试验台上，采用高速摄影和视频图像处理技术，对正齿行星轮分插机构运动、推秧杆的推秧动作是否准确和适时、秧苗姿态等进行了三维动态检测，并利用图像处理和分析技术对分插机构秧针尖的运动轨迹、速度和加速度以及秧针在整个插秧过程中的相对角位移和绝对角位移等运动特性进行了分析。与理论结果的对比分析表明，达到了理论设计的要求。     

插秧机后插旋转式宽窄行分插机构设计与优化

论述了两级交错轴斜齿行星轮系后插旋转式宽窄行分插机构的结构特点和工作原理,分析了两级交错轴斜齿行星轮系的角位移关系,对螺旋角的影响进行了分析,在空间坐标系中建立了分插机构的运动学模型,并得到了秧针尖点运动的位移方程。通过开发辅助分析与优化软件对影响参数进行了分析与优化,结合优化结果建立了分插机构虚拟样机模型,通过仿真及实体试验对理论分析进行了验证。结果表明:该分插机构能够应用在步行式插秧机上实现宽窄行插秧作业。     

水稻插秧机后插式分插机构运动分析与试验

对水稻插秧机后插式分插机构进行了分析。通过秧针端点运动轨迹上的6个特定点,对后插式分插机构的运动学特性作了理论分析和计算机模拟,并利用高速摄像对机构运动学分析进行了试验验证。理论分析和田间试验表明,后插式分插机构的结构参数选择合理,插秧性能优良。     

步行式插秧机共轭凸轮推秧装置的反求设计及仿真

针对步行式插秧机上传统推秧装置存在的推秧结束时间提前或滞后问题,提出了基于共轭凸轮的推秧装置.根据步行式插秧机椭圆齿轮行星系驱动机构及插秧农艺要求构造了推秧杆的运动学曲线,建立了该推秧装置反求模型,并基于Visual Basic 6.0编写了其反求设计及仿真软件,反求得到一组满足农艺要求的较优参数.根据这组参数对该推秧装置进行结构设计,建立了三维模型并进行虚拟样机仿真,结果表明该装置能很好地满足步行式插秧机的作业要求,而且推秧结束时间准确.     

椭圆齿轮行星系分插机构动力学特性的试验

为了得到高速插秧机椭圆齿轮行星系分插机构的动力学特性，研制了高速分插机构动力学试验台。在该试验台上，利用扭矩传感器、信号采集仪和相应信号处理软件，测得一个插秧循环中取秧力和链条、分插机构支座受力与行星架转角的关系。     

分插机构运动特性分析

分插机构运动特性分析白海英，刘德仁，田临林１引言连杆式机动水稻插秧机分插机构是插秧机主要研究的问题，而推秧凸轮机构的运动直接关系到分插机构的工作性能和质量。在推秧凸轮机构中凸轮廓线设计是否合理将直接影响到构件间的冲击、振动和插秧质量。本文对２ＺＴ－９...     

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.     

非圆齿轮行星轮系分插机构运动分析

为提高插秧机作业效率和质量,对非圆齿轮行星轮系分插机构的运动特性进行了研究。建立了机构运动数学模型,对该机构进行了位移和速度分析,求出了机构参数对分插机构秧爪的绝对运动轨迹和速度的影响规律,为采用非圆齿轮行星轮系分插机构的高速插秧机的设计提供了理论依据。     

高速水稻插秧机四轴移箱机构原理设计

移箱机构是水稻插秧机的重要组成部分，无论何种插秧机都必须有与其功能相配的移箱机构。本文设计了一种能与旋转式分插机构高速水稻插秧机相配套的移箱装置。该移箱装置能为高速水稻插秧机定时、定量的进行横向和纵向送秧．并给分插机构提供可靠的动力。利用虚拟样机技术，本文还构造了四轴移箱机构的虚拟样机。     

探出开孔式高速水稻膜上插秧机分插机构设计与试验

针对水稻覆膜栽培机械作业过程中存在分插机构直接插秧造成秧苗根系损伤或开孔装置结构复杂造成同步性差、漏插等问题,设计了一种切膜开孔、分秧栽植配合精准的一体式高速水稻膜上插秧机分插机构。通过分析其结构特点和工作原理,建立分插机构运动学模型,基于Visual Basic 6. 0软件编写了计算机辅助分析与优化软件,优化得到满足水稻覆膜栽培农艺要求的结构参数和秧针尖点和切膜开孔刀尖点轨迹,优化结果为:取秧角16. 01°、推秧角62. 43°、膜上开孔长度44. 31 mm、膜孔与穴口偏差5. 02 mm、栽植位置21. 63 mm;将三维建模仿真与高速摄像试验相结合,对比分析可知,仿真轨迹、试验轨迹与理论轨迹基本一致,验证了分插机构设计的正确性和合理性;土槽试验结果表明,在速比特征系数λ=1. 57时,分插机构能够依次完成切膜开孔与栽植动作,膜上穴口长度和栽植位置的实测值与理论值偏差均小于4 mm,符合水稻膜上探出开孔式分插机构设计要求。     

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     

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。     

高速插秧机椭圆齿轮行星系分插机构的参数优化

椭圆齿轮行星系分插机构是高速水稻插秧机的一种旋转式分插机构，其秧针尖的运动轨迹和姿态决定了插秧机的工作性能。根据该机构运动分析所建立的数学模型，在VB6．0上编写了人机对话分析软件。该软件能够根据机构参数的变化实时地显示秧针尖的轨迹、姿态和行星轮轴心的轨迹以及这些轨迹与秧苗的位置关系，并输出计算结果。然后根据优化目标，利用该软件可以找到多组能满足机构运动要求的参数。最后用SAS软件进行正交分析找到一组最佳参数。     

多熟制水稻插秧机分插机构的研究

为了解决南方多熟制水稻移栽时对不同高度秧苗的适应性问题,对分插机构进行了研究。在选定最大适插苗高,并求得秧针端点运动轨迹后,计算确定了分插机构诸参数。经对该机构进行理论分析、验证和田间实插试验,证明对苗高10～30cm 秧苗具有良好的适应性。