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     

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.     

步行式水稻插秧机

由浙江理工大学赵匀教授领导的课题组研制的步行式水稻插秧机机型较小,成本较低,非常适合于小田块、山区或丘陵地区作业,有助于解决水稻生产机械化中“瓶颈”问题,可用于普通稻和超级稻机械插秧。后插旋转式分插机构是这种步行式插秧机的核心工作部件,该机构工作平稳,振动小,有利于提高插秧质量;目前在国际上广泛使用的都是曲柄摇杆式分插机构,该机构工作振动大、不平稳。     

苗盘横向传动机构动力学分析探究

曲柄摇杆与双摇杆齿轮组合机构具有结构简单、工作可靠等特点,可实现苗盘横向的精确传动,在苗盘输送机构中运用较多。但由于曲柄摇杆具有急回特性及机构做反复式运动必然产生振动和惯性力,影响机构运动平稳性,限制了机构工作效率。为此,针对一种应用于旱地移栽机苗盘横向输送传动机构——曲柄摇杆-双摇杆-齿轮传动机构,建立了机构的动力学模型,分析了曲柄、连杆、摇杆及齿轮之间的连接点与啮合点等处的受力随曲柄转角变化的规律。应用ADAMS软件完成了机构的虚拟样机模型建立,分析了机构作业过程中的动力学特征。利用上述方法找到了机构振动的原因,并提出解决减小振动方法,为苗盘传动机构的改进和进一步优化设计提供了理论依据。     

曲柄摇杆式分插机构的轨迹规划和运动仿真

根据曲柄摇杆式分插机构的结构特点,运用ADAMS软件,建立了乘坐式插秧机、步行式插秧机的虚拟样机模型。同时,进行了运动仿真分析,比较了两种插秧机插杆末端轨迹曲线的利弊。仿真得出了模型的末端轨迹以及插杆末端的位移、速度和加速度,为后续曲柄摇杆式分插机构的设计和制造提供了依据。     

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.     

曲柄滑块式清选筛机构惯性力平衡研究

利用解析法对曲柄滑块式清选筛机构进行运动学及动力学分析,得到构件的惯性力和机构的总惯性力,通过质量代换法对该机构进行平衡建模,计算出机构部分平衡时曲柄上添加的平衡质量,并进行平衡质量的优化分析。在履带式谷物联合收割机上进行曲柄滑块式清选筛机构的振动试验,获取机架上不同点及驾驶室内的振动信号,采用时域平均法对振动数据进行处理,以验证理论分析正确性。理论分析及试验研究表明:曲柄滑块式清选筛进行部分平衡时,安装在曲柄链轮上的平衡块在矢径r1=9 5 mm、质量为2 kg时机器振动达到最小。     

后插式分插机构的研究进展及机构创新

介绍了后插式分插机构—曲柄摇杆分插机构的研究现状;研制了一种新型的椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构;开发了理论模拟分析软件,并利用该分析软件对曲柄摇杆分插机构与椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构的插秧性能,从秧针静轨迹与穴口宽度、秧针速度与伤秧率、秧针加速度与振动性3方面进行了分析比较。结果表明,新设计的椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构比曲柄摇杆分插机构性能优良。     

拨禾轮偏心曲柄滑道机构的研究

全喂入联合收割机的拨禾轮是一偏心曲柄滑道机构,工作时支承滚轮沿偏心滑道做不规则运动,当拨禾轮的转速较高时必然产生惯性力,机构惯性力引起拨禾轮振动,引起零部件损坏和联合收割机的割前损失.为了解决上述问题,对联合收割机的拨禾轮曲柄滑道机构的动力学问题进行研究,通过对拨禾轮曲柄滑道机构的运动学和动力学分析,解决拨禾轮振动和零部件易损坏的问题.     

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。     

水稻插秧机分插机构的主要形式及关键技术

研究影响高速分插机构发展的关键理论技术对高速插秧机的发展有重要意义。目前水稻插秧机的分插机构主要有传统机构及高速机构2类约10余种形式,不同形式分插机构的结构特点、工作原理及适用性各有差异。高速插秧机是水稻插秧机的发展方向和重点,提出的影响现代高速水稻插秧机分插机构发展的关键理论技术,可为采用高速分插机构的高速插秧机的设计提供理论依据。     

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。     

久保田NSD8插秧机遥控插秧档执行机构的设计

为提高插秧机操作自动化水平,实现插秧档的遥控控制,以久保田NSD8插秧机为研究平台,在不改变原插秧机换档机构的基础上设计出一套辅助系统,使改造后的插秧机技能满足自动化需求,又能实现常规的手柄操作。该机构主要由步进电机、滚珠丝杠、滑块机构和末端执行器组成,可实现遥控控制插秧档位的升降,为后期久保田NSD8插秧机的导航设计提供前期理论与实践基础。     

变形椭圆齿轮分插机构运动分析与优化

利用变形椭圆齿轮的非匀速传动且传动比可调范围大的特点,将其作为后插旋转式分插机构的传动部件并形成了一种新型分插机构,该机构形成的插秧穴口更小,更有利于保证秧苗的直立性。对该机构进行了运动学分析和数学建模,并利用VB语言开发了变形椭圆齿轮分插机构动态仿真和参数优化软件,该软件能够显示出优化参数、优化目标和主要结构参数,并将优化结果数字化。通过人机交互方式,优化出一组满足插秧要求的机构参数。     

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。     

非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构优化设计与试验

针对现有水稻钵苗移栽机构结构复杂、成本高或工作效率低、振动大等问题,提出一种由1个不完全非圆齿轮、6个非圆齿轮和2个移栽臂组成的非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构。分析了该移栽机构的工作机理,采用一种基于人机交互的参数优化方法,编制移栽机构的优化设计软件,得到一组实现水稻钵苗移栽较优工作轨迹和姿态的机构参数。建立移栽机构虚拟样机,研制移栽机构物理样机,开展虚拟样机运动仿真分析和物理样机高速摄影运动学试验,得到机构移栽臂的秧针尖点静轨迹和姿态。理论计算和实际测量得到的推秧角与取秧角角度差分别为53.52°与52.53°,误差为1.45%;仿真分析、试验测试结果与理论分析结果基本一致,验证了移栽机构设计方法和结果的正确性,以及机构应用于实际机器的可行性。     

XDNZ630型水稻插秧机GPS自动导航系统

以XDNZ630型水稻插秧机为试验平台,采用RTK-GPS定位技术,进行农业机械自动导航试验.增加了插秧机转向机构、变速机构和栽插机构的电控功能,实现了自动控制.根据GPS接收机与车载传感器获取车辆姿态信息,采用PID控制方法,构建转向闭环控制系统,实现插秧机的自动对行导航及地头转向,并进行了插秧机路面与田间导航跟踪试验.试验结果表明,在插秧机对行导航作业中,车辆行进速度不大于0.6m/s时,对行跟踪误差小于10cm,完全可以满足插秧作业精度要求.     

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。     

步进式水稻钵苗摆植机送秧机构的研究

研究了步进式水稻钵苗摆植机总体设计方案，分析了送秧机构的工作原理，对送秧机构的齿距、齿高、转速、曲柄、摇杆等结构参数进行了确定。理论分析和台架实验表明，步进式水稻钵苗摆植机送秧机构结构简单，工作可靠，排序效果好。