水稻插秧机移箱机构中螺旋轴的分析与改进

移箱机构是水稻插秧机的重要组成部分,性能决定着插秧机的工作效率和最终插植质量。为此,主要介绍螺旋轴式移箱机构的工作原理,针对滑块在螺旋轴回转段冲击力大的问题,重点研究双向螺旋轴回转段曲线的设计。同时,利用UG软件对插秧机移箱机构各部件进行建模并完成整体装配,通过ADAMS对样机进行运动学仿真分析,以验证双向螺旋轴回转段曲线设计的合理性。     

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。     

高速插秧机移箱机构

对高速插秧机移箱机构作了较为详细的介绍,对比分析了几种移箱机构的结构和性能特点,着重介绍了GL-CPS4型移箱机构的结构原理、性能特点和主要工作部件。     

水稻插秧机移箱机构的发展研究

移箱机构是水稻插秧机的重要部件,它担负着纵、横向送秧的工作,对插秧机的取秧量和工作可靠性有直接影响。随着机械插秧向高速化方向发展,对移箱机构也提出了更高的要求。为此,研究了国内外移箱机构的工作原理和结构特点,提出了移箱机构设计和制造的发展趋势。     

拔麻机前悬挂装置的设计与分析

采用SolidWords设计拔麻机前悬挂系统,结合COSMOS/Motion和COSMOS/Work进行了机构运动分析和有限元分析,发现并解决机构干涉问题,完成强度计算与校核。     

可调宽窄行高速水稻钵苗插秧机移箱机构设计与分析

针对我国水稻品种类型多样化、生产条件差异大、机械作业行距固定、机插毯状苗生产潜力小等问题,在久保田SPV—6C型高速水稻插秧机基础上改进设计一种可调宽窄行高速水稻钵苗插秧机移箱机构,实现对钵苗的精准取苗和栽插,发挥钵苗和宽窄行种植的优势。按照农机农艺融合的原则,确定移箱机构螺旋轴的结构参数,并建立关键部件的三维模型,分析螺旋轴的结构模态以及对螺旋轴组件装配体进行仿真分析。结果表明:螺旋轴在最高转速时的激振频率为11.08Hz,远小于其第一阶固有频率236.428Hz,不会与插秧机发生共振;滑块圆弧中心点位移约为217mm、质心水平移动速度约为272.87mm/s,与理论结果基本一致;所设计的移箱机构达到了预期性能要求,为进一步实验验证提供较好的理论依据。     

高速水稻插秧机移箱螺旋轴回转轨道优化设计

高速水稻插秧机送秧速度快，加剧了移箱机构磨损和冲击。针对这一问题进行了动力学分析，提出优化方法，建立优化模型，进行仿真模拟，得出螺旋轴回转轨道优化曲线；并应用于移箱机构设计中，改善了机构的工作状况。     

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。     

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。     

旋转式水稻插秧机移箱机构耐磨损设计

相对于曲柄摇杆乘坐式水稻插秧机,旋转式水稻插秧机速度提高了1倍,移箱机构速度和秧箱质量增加,使双螺旋轴滑道两端冲击载荷增加了5倍,滑块和双螺旋轴两端滑道磨损严重.为了减小磨损和冲击,在双螺旋轴两端配置缓冲弹簧.通过建立滑道、滑块的运动学和动力学模型以及编写优化程序,得出双螺旋轴两端回转槽优化曲线和缓冲弹簧弹性系数.优化后,在缓冲弹簧的作用下滑块与双螺旋轴两端滑道的作用力显著减小,使采用尼龙替代优质钢材加工双螺旋轴具有可行性.对各种尼龙材料和钢材加工的双螺旋轴和滑块进行了耐磨性对比试验.试验结果表明,耐磨尼龙66双螺旋轴和45号淬火钢滑块能够满足插秧机的工作寿命要求.     

基于参数化设计的育苗杯制作机结构计算

以2RBW-1500型育苗杯制作机为基础,分析其组成机构。采用NURBS曲线原理拟合焊接凸轮轮廓曲线,将得到的曲线控制点输入Solidworks编辑宏,从而精确设计凸轮廓线。同时,分析了六杆输入机构顶端滑块的位移、速度、加速度,并得到运动的数学方程式。基于Solid Works-motion平台上的运动分析,构建运动模型,得到焊接推杆及六杆机构滑块的位移、速度、加速度的时间曲线,并就曲线意义及某些特征点做了合理解释。最后,结合整个机械,分析运动的联动性,并在模型上印证结果,从而验证结构设计的合理性和正确性。     

曲柄滑块秸秆压缩机构振动研究——基于惯性力平衡法

针对现有曲柄滑块秸秆压缩机构在秸秆压缩过程中存在振动较大的问题,通过建立曲柄滑块秸秆压缩机构的结构模型对秸秆压缩过程中的惯性力进行分析,求解秸秆压缩过程中曲柄滑块机构的不平衡惯性力,并基于振动测试结果及惯性力平衡法设计了曲柄滑块秸秆压缩机构的自平衡结构及模型。结果表明:曲柄滑块秸秆压缩机构外侧壁的前后、上下、左右方向的最大振幅分别为49.39、36.86、19.25mm,通过惯性力平衡法对曲柄延长端进行配重40kg,可将曲柄滑块秸秆压缩机构在秸秆压缩过程中产生的振动有效减低。本研究为设计低振动曲柄滑块秸秆压缩机构提供了设计依据和结构参数。     

考虑关节摩擦的3-PRS并联机构动力学建模研究

为了研究摩擦力对并联机构运动过程的影响,对3-PRS并联机构进行了基于关节摩擦力的动力学分析。对3-PRS并联机构进行末端理论运动轨迹规划,采用矢量法对机构进行了运动学分析。提出3种不同的关节摩擦模型,包括库伦摩擦模型、库伦-粘性摩擦模型以及库伦-粘性-静摩擦模型,在考虑关节间摩擦的情况下,基于牛顿-欧拉法建立了3-PRS并联机构的动力学分析模型。逆动力学实例分析表明,负载越大,摩擦力越大,在有无摩擦力的情况下,3个移动副驱动力的最大误差分别为1.40%、1.51%、1.49%。通过正动力学实例分析了不同情况下关节间摩擦模型对末端运动轨迹的影响,结果表明,不同关节摩擦模型对3-PRS并联机构末端的运动轨迹有较大的影响。     

平面折展机构S形柔性铰链设计与试验

设计平面折展柔顺机构的关键技术之一是设计柔性铰链。提出了一种用于平面折展柔顺机构的S形柔性铰链,设计了该铰链的结构形式,并对其等效刚度进行了分析,推导出该结构形式铰链的弯曲等效刚度和扭转等效刚度计算公式。通过设计实例的理论计算和有限元仿真分析,验证了计算公式和仿真模型的正确性。制作了基于S形柔性铰链的平面折展柔顺滑块机构的实物模型,仿真分析和测试结果表明,该机构在工作状态可具有较大变形,并且滑块位移达到76 mm时仍能保持良好的精度,仿真与测试结果基本一致,误差仅为0.76%。     

新型香蕉种植开坑机器的工作原理及结构分析

针对大规模香蕉种植开坑机器的研发比较缺乏,设计了一种新型香蕉种植开坑机器,其具有开坑质量高、成本低及能适应不同挖坑要求的特点。同时,分析了新型香蕉种植开坑机器的工作原理,对螺旋式刀盘及重要零件利用Inventor自带应力分析模块建立了有限元模型。有限元分析的结果表明:新型香蕉种植开坑机器能够满足工作要求,且各零件满足刚度和强度的要求可为其他类似农作物开坑器的研制提供参考。     

基于滑块摇杆机构的柔性三指机器人手爪研究

多指机器人手爪普遍存在指端作用力弱的问题,柔性机器人手爪也出现末端作用力不足的现象,采用气压驱动的软体手爪虽驱动力增强,但不利于手爪控制的准确性,为此,设计了一种基于滑块摇杆机构的柔性三指机器人手爪。该手爪每根手指的指尖、指中节采用滑块摇杆机构实现,不仅增强了指端作用力,而且结构简单、易实现。为避免手指与目标物的刚性接触,手指尖、指根运动均通过弹簧来实现手爪的柔性;指尖驱动弹簧设计得较软,有利于初始接触的柔性;指根采用腱传动方式,指根腱采用较硬的弹簧来传递舵机扭力,可保证足够的作用力;手指表面均设计有较平的表面,有利于粘贴触觉传感器。通过理论分析与计算,证明指尖可获得较大的作用力,并分析了弹簧的选取方法。通过抓取实验证明本文设计的机器人手爪具有较好的适应性和抓取能力;与本课题组前期设计的钢丝绳耦合欠驱动式机器人手爪进行了抓取力对比测试,结果表明,手爪的抓取力有了很大提升,最大抓取质量达1.71kg;通过测试指端正压力与驱动舵机旋转角的关系以及抓取典型目标物的损伤情况,证明了设计的手爪具有一定柔性。有关性能实验证明了设计的手爪具有较好的实用性。     

小型往复式甘蔗削皮机的设计

针对目前市场上缺乏小型、实用、成本低的甘蔗削皮机械化装置等问题,设计了小型往复式甘蔗削皮机,主要由动力源、机架、传动机构、甘蔗间歇旋转机构及削皮机构组成。利用曲柄滑块机构将电动机的旋转输出转变成削皮刀的往复直线切削和回程运动,间歇旋转机构实现甘蔗的间歇回转,与削皮刀的往复切削和回程运动相互协调,共同完成甘蔗的削皮工作行程和削皮刀的回程。通过对关键零部件的设计计算、有限元分析及动力学分析,验证了装置的可行性、合理性和有效性。试验结果表明:甘蔗削皮的平均干净度达到91.03%,削皮的总体效果明显,满足设计要求,为甘蔗削皮机械化装置的进一步发展提供了技术支持和参考。     

基于ADAMS的棉花钵苗移栽机构优化设计

为了提高棉花钵苗移栽机构的数字化设计效率和设计精度,将ADMAS软件和离散元技术引入到了机构的设计和仿真运动上,利用CAD软件对所设计的棉花钵苗移栽机构进行了三维实体建模;然后,通过CAD和ADAMS良好的数据接口将模型数据直接导入ADAMS,根据实际设计要求添加相关约束;在此基础上,进行了运动仿真,研究了钵苗移栽机构的运动情况。通过仿真运动得了钵苗移栽机械的位移随时间变化结果,并绘制了可视化曲线。由曲线结果可以看出位移拐点及最大位移等信息,为机构的优化及强度校核等提供了数据参考。     

新型高密度灌木幼苗移栽机仿真与试验研究

针对裸根灌木幼苗具有根系软、乱,股头多等特点,已有的链夹式移栽机不能满足小行距高密度移栽要求的问题,提出了一种可用于株距小于200mm、行距小于160mm,10行同时推进的新型灌木幼苗移栽机械。对高密度灌木幼苗的移栽工艺研究后,设计了移栽机栽植机构、放苗机构、起垄机构、旋耕机构及悬挂系统,并进行传动系统仿真,仿真表明,移栽机的传动系统达到移栽过程中设计要求。设计了一种的新型开沟器,且根据开沟器的实际受力特点,运用离散元技术和有限元分析技术对其进行仿真,仿真实验表明：开沟器的强度满足强度要求。对新型移栽机的物理样机进行现场移栽试验,试验结果表明,该移栽机能高效的解决根系软、乱,股头多的裸根灌木幼苗的移栽问题,并且平行排布,除草方便,适合小行距高密度移栽。 幼苗的植入深度（移栽深度）达7-12厘米,直立度达800-900, 移栽苗成活率达90%以上。     

新型高密度灌木幼苗移栽机仿真与试验

针对裸根灌木幼苗具有根系软、乱和股头多等特点,以及已有的链夹式移栽机不能满足小行距高密度移栽要求,提出了一种可用于株距＜200 mm、行距＜160 mm,10行同时移栽的新型灌木幼苗移栽机械。对高密度灌木幼苗的移栽工艺研究后,设计了移栽机栽植机构、放苗机构、起垄机构、旋耕机构及悬挂系统,并进行传动系统仿真,结果表明,移栽机的传动系统达到移栽过程中设计要求。设计了一种新型开沟器,根据开沟器的实际受力特点,运用离散元技术和有限元分析技术对其进行仿真试验,结果表明,开沟器强度满足要求。对新型移栽机的物理样机进行现场移栽试验,结果表明,该移栽机能高效解决根系软、乱和股头多的裸根灌木幼苗移栽问题,并且平行排布、除草方便,适合小行距高密度移栽。幼苗植入深度（移栽深度）7～12 cm,直立度80°～90°,移栽苗成活率90%以上。