活动式育苗盘与配套取苗机构的设计与优化研究

作     者：李硕 

作者单位：昆明理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李浙昆

授予年度：2021年

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

主      题：育苗盘 取苗机构 运动学分析 动力学分析 模态分析 

摘      要：农业在我国国民经济中占有非常重要的地位,在满足人民生存需求和食品安全以及保持国民经济及社会稳定等方面起着非常重要的作用。当代的农业种植模式中,相对于传统播种,育苗移栽种植技术可以有效提高农作物的产品质量,提升农作物抗病虫害的能力,缩短农作物的成熟期,进而实现增产增收。本文针对当下全自动移栽机的取苗机构在取苗时容易对秧苗钵土及根部造成伤害等方面的问题,从育苗盘入手进行考量,设计了可拆分活动式育苗盘,并为该育苗盘设计了相应的取苗机构。设计的取苗机构可以有序地对育苗盘进行拆分并将秧苗推入储苗杯进行移栽。该种取苗方式避免了取苗爪探入苗钵后对钵土及秧苗根部造成伤害。本文的具体研究内容如下:(1)通过查阅相关文献,分析国内外现有全自动移栽机的研究发展现状,分析当下全自动移栽机存在的问题,针对我国农业生产的特点,提出解决问题的思路。(2)对土壤与材料的黏附与摩擦性能进行了探究,针对黏附与摩擦的影响因素选择了尽可能合理的育苗盘制作材料。进行了育苗盘的设计与制作,并提出两种分离方法:扭转和逐步拆分,通过试验探究,最后决定采用逐步拆分活动式育苗盘作为秧苗与育苗盘的分离方法。(3)运用Solidworks,结合当下移栽机的结构及功能,针对本文设计的育苗盘设计了相应的取苗机构,并通过ADAMS运动学仿真,验证了取苗机构设计的合理性,即能够顺利实现育苗盘的拆分和向前推送,且二者之间能够有序配合。对拆盘系统的凸轮机构在运转过程中存在的力的突变及冲击等问题进行了优化和改进,将拆盘导杆的弧形滑槽改进为直线形滑槽。(4)基于ANSYS对取苗机构的齿轮齿条接触进行了瞬态动力学分析,经验证其冲击及变形满足设计要求。模拟实际田间工况环境对取苗机构机架进行静力学分析,分析机架能承受的最大应力和应变,验证机架的整体强度和刚度满足安全要求。最后对机架进行模态分析,验证其固有频率可以避免与动力源、路面等激励的共振。