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探出取推钵式蔬菜钵苗取苗机构优化设计与试验

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农业机械学报 2019年第10期50卷 64-71页

作者：尹大庆王佳照周脉乐杨禹超王金武东北农业大学工程学院哈尔滨150030 北方寒地现代农业装备技术重点实验室哈尔滨150030

为了提高蔬菜钵苗取苗机械化程度和取苗效率,设计了一种探出取推钵式蔬菜钵苗取苗机构,可实现快速取推钵动作。以大果哈椒钵苗作为取苗对象,分析了取苗机构的工作原理,建立了机构运动学模型,确立其优化目标,运用Visual Basic 6.0开发可... 详细信息

为了提高蔬菜钵苗取苗机械化程度和取苗效率,设计了一种探出取推钵式蔬菜钵苗取苗机构,可实现快速取推钵动作。以大果哈椒钵苗作为取苗对象,分析了取苗机构的工作原理,建立了机构运动学模型,确立其优化目标,运用Visual Basic 6.0开发可视化辅助分析软件,优化得出满足要求的最佳参数,形成相应的理论轨迹。建立三维模型,对模型进行虚拟仿真设计,得出仿真轨迹。采用3D打印技术进行试验样机制造,运用高速摄影技术提取试验样机实际工作轨迹,验证了实际轨迹与理论轨迹、仿真轨迹的一致性。试验测得实际取苗针最大入钵力,运用相似理论原理,推算出试验样机最大入钵力,并得到钵土最佳基质比为0.4,进行试验样机取苗试验,取苗成功率为96.87%,满足蔬菜钵苗取苗要求,验证了机构设计的正确性与可行性。

关键词：蔬菜钵苗取苗机构探出取推钵式参数优化取苗试验

蔬菜钵苗移栽机取苗机构人机交互参数优化与试验

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农业机械学报 2013年第2期44卷 57-62页

作者：叶秉良刘安俞高红骆春晓浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018

针对蔬菜钵苗自动取苗机构多目标优化设计问题,利用可视化人机交互优化方法进行求解。建立了移栽机取苗机构优化数学模型,编制基于Visual Basic的计算机辅助分析与优化软件,分析设计变量对目标和约束的影响,进而优化得到满足取苗要求的... 详细信息

针对蔬菜钵苗自动取苗机构多目标优化设计问题,利用可视化人机交互优化方法进行求解。建立了移栽机取苗机构优化数学模型,编制基于Visual Basic的计算机辅助分析与优化软件,分析设计变量对目标和约束的影响,进而优化得到满足取苗要求的结构参数组合。利用ADAMS软件和高速摄像技术对取苗机构运动特性进行了移栽机仿真和台架试验验证。试验结果与理论分析结果基本一致,表明了机构运动学模型及其优化设计理论和方法的正确性和可靠性。通过取苗试验证明该机构能完成取苗作业,且取苗成功率为80%。

关键词：移栽机蔬菜钵苗取苗机构参数优化仿真台架试验

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二阶自由非圆齿轮行星系钵苗移栽机取苗机构

农业机械学报 2014年第4期45卷 123-127页

作者：赵雄陈建能杨茂祥赵匀浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018 浙江省种植装备技术重点实验室杭州310018

为满足旱田钵苗移栽取苗机构理想鹰嘴形工作轨迹要求,提出了连续传动的二阶自由非圆齿轮行星轮系取苗机构,以实现取苗爪周期性二次不等幅摆动规律。利用曲线拟合方法构建自由传动比函数,建立机构不等速传动的数学模型,编写机构分析软件... 详细信息

为满足旱田钵苗移栽取苗机构理想鹰嘴形工作轨迹要求,提出了连续传动的二阶自由非圆齿轮行星轮系取苗机构,以实现取苗爪周期性二次不等幅摆动规律。利用曲线拟合方法构建自由传动比函数,建立机构不等速传动的数学模型,编写机构分析软件,确定传动比函数和机构参数,研制取苗机构并进行了高速录像试验。结果表明,该型取苗机构的工作轨迹和理论计算吻合,能够实现取苗深度35 mm,取苗爪在钵体中穴口小于5 mm,取苗爪入钵和出钵段姿态满足工作要求。

关键词：钵苗移栽机取苗机构非圆齿轮行星轮系曲线拟合

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齿轮-五杆取苗装置机构优化与试验验证

农业机械学报 2013年第8期44卷 74-77页

作者：崔巍方宪法赵亮宋建农林金天董向前中国农业大学工学院北京100083 中国农业机械化科学研究院土壤植物机器系统技术国家重点实验室北京100083

为了解决鸭嘴移栽机的自动取苗问题,以齿轮-五杆机构为基础设计了自动取苗装置,通过仿真优化机构参数,获得了理想的取苗轨迹,并优化了机构的动力学特性。在此基础上设计了自动取苗试验台,通过试验验证了齿轮-五杆取苗机构的合理性和可... 详细信息

为了解决鸭嘴移栽机的自动取苗问题,以齿轮-五杆机构为基础设计了自动取苗装置,通过仿真优化机构参数,获得了理想的取苗轨迹,并优化了机构的动力学特性。在此基础上设计了自动取苗试验台,通过试验验证了齿轮-五杆取苗机构的合理性和可行性。

关键词：移栽机取苗机构优化试验

油菜纸钵苗移栽机气动取苗机构设计与轨迹分析

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农业机械学报 2017年第11期48卷 70-78页

作者：廖庆喜张照胡乔磊许博华中农业大学工学院武汉430070 南方粮油作物协同创新中心长沙410128

针对传统机械式取苗机构结构复杂、控制不稳定等问题,设计了一种油菜纸钵苗移栽机嵌入式气动取苗机构。分析了嵌入式气动取苗机构的结构组成、工作原理及运动学模型,设计了取苗机构的驱动控制系统,基于ADAMS软件开展了机构参数变化对取... 详细信息

针对传统机械式取苗机构结构复杂、控制不稳定等问题,设计了一种油菜纸钵苗移栽机嵌入式气动取苗机构。分析了嵌入式气动取苗机构的结构组成、工作原理及运动学模型,设计了取苗机构的驱动控制系统,基于ADAMS软件开展了机构参数变化对取苗轨迹和取苗臂姿态影响的研究,确定了取苗机构的优化参数。优化结果表明,当摇杆长度为220 mm,支撑臂长度为170 mm,旋转臂长度为160 mm,气缸Ⅰ原始长度为313 mm时,取苗阶段取苗轨迹高度可达130 mm。当取苗轨迹高度为80 mm时,取苗轨迹直线度偏差小于2 mm,取苗阶段取苗针偏角变化小于4°;投苗阶段取苗针偏角变化小于1°,满足油菜纸钵苗移栽机取苗投苗要求。试验结果表明,该取苗机构高速摄像呈现的取苗轨迹与理论分析基本吻合,台架试验取苗成功率达93.0%,投苗成功率达89.5%,满足机械自动化取苗的要求,验证了取苗机构设计的可行性。

关键词：油菜移栽机气动取苗机构控制系统

偏心齿轮-非圆齿轮行星系取苗机构的运动学建模与参数优化

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农业工程学报 2011年第12期27卷 7-12页

作者：叶秉良俞高红陈志威赵匀浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018

针对目前蔬菜移栽作业中半自动移栽机需要人工喂苗、工作效率低等缺点,以及日本自动移栽机的复杂结构、高制造成本和工作效率不高等问题,设计了一种应用于蔬菜钵苗自动移栽机的偏心齿轮-非圆齿轮行星系自动取苗机构。在分析该旋转式自... 详细信息

针对目前蔬菜移栽作业中半自动移栽机需要人工喂苗、工作效率低等缺点,以及日本自动移栽机的复杂结构、高制造成本和工作效率不高等问题,设计了一种应用于蔬菜钵苗自动移栽机的偏心齿轮-非圆齿轮行星系自动取苗机构。在分析该旋转式自动取苗机构的结构特点和工作原理的基础上,建立了机构的运动学模型,开发了基于Visual Basic6.0的计算机辅助分析与优化软件对机构的结构参数进行优化。通过人机交互优化方法,得出了结构参数对取苗臂尖点运动轨迹和优化目标的影响规律,进而优化得到满足蔬菜钵苗自动取苗要求的机构结构参数。

关键词：运动学模型优化蔬菜移栽机取苗机构偏心齿轮-非圆齿轮

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一种旋转式穴盘苗取苗机构的设计

机械工程学报 2015年第7期51卷 67-76页

作者：俞高红俞腾飞叶秉良胡海军王林伟浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018 浙江理工大学浙江省种植装备技术重点实验室杭州310018

分析现有穴盘苗取苗机构的发展现状,提出一种新型的旋转式穴盘苗取苗机构。依据旋转式穴盘苗取苗机构的结构特点及工作原理,选取三段合适的传动比函数,构建一种新型非圆齿轮的节曲线方程,建立该穴盘苗自动取苗机构的运动学模型。开发该... 详细信息

分析现有穴盘苗取苗机构的发展现状,提出一种新型的旋转式穴盘苗取苗机构。依据旋转式穴盘苗取苗机构的结构特点及工作原理,选取三段合适的传动比函数,构建一种新型非圆齿轮的节曲线方程,建立该穴盘苗自动取苗机构的运动学模型。开发该取苗机构的计算机辅助分析软件,通过人机交互方式得出一组满足旋转式穴盘苗取苗机构工作要求的结构参数。基于参数对该取苗机构进行了设计,提出一种能够实现变化范围较大变速传动的新型非圆齿轮。对新型非圆齿轮完成结构设计及试验,验证了新型非圆齿轮的可行性。通过分析虚拟仿真得到的工作轨迹及取苗爪尖点的速度曲线,验证该取苗机构的可行性及工作的平稳性。

关键词：穴盘苗取苗机构节曲线方程新型非圆齿轮传动特性

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夹茎式番茄钵苗取苗机构设计与试验

农业工程学报 2020年第21期36卷 39-48页

作者：李华马晓晓曹卫彬李树峰周文静岭南师范学院机电工程学院湛江524048 石河子大学机械电气工程学院石河子832003 农业农村部西北农业装备重点试验室石河子832003

为避免取苗机构在夹取钵苗过程中对钵体与根系造成损伤,该研究针对夹茎取苗方式,提出一种基于二阶椭圆齿轮行星轮系以及凸轮摆杆机构的夹茎式番茄钵苗取苗机构。依据二阶椭圆齿轮传动特性与机构工作原理,建立机构运动学理论模型,并对凸... 详细信息

为避免取苗机构在夹取钵苗过程中对钵体与根系造成损伤,该研究针对夹茎取苗方式,提出一种基于二阶椭圆齿轮行星轮系以及凸轮摆杆机构的夹茎式番茄钵苗取苗机构。依据二阶椭圆齿轮传动特性与机构工作原理,建立机构运动学理论模型,并对凸轮轮廓曲线进行设计,结合番茄钵苗取苗作业要求及机构特点,基于MATLAB软件开发机构分析软件对机构参数进行优化,并进一步分析优化后取苗轨迹与凸轮各工作段的对应位置关系,建立了夹茎式取苗机构虚拟样机模型,利用ADAMS软件对取苗机构运动过程进行仿真分析,验证机构参数优化结果及零部件结构设计的准确性与合理性。试制取苗机构物理样机开展高速摄影试验,通过对比分析实际工作轨迹与理论分析及仿真轨迹的一致性,验证了取苗机构设计的正确性。搭建自动取苗试验台进行取苗试验。试验结果表明,取苗机构工作性能可靠、稳定,取苗频率为80株/min时,取苗成功率为92%,投苗成功率为94.2%,伤苗率为2.9%。研究结果可为番茄钵苗全自动移栽机自动取苗机构的研发提供参考。

关键词：农业机械试验取苗机构夹茎式二阶椭圆齿轮番茄钵苗

椭圆—不完全非圆齿轮行星系蔬菜钵苗取苗机构的研究

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机械工程学报 2012年第13期48卷 32-39页

作者：俞高红陈志威赵匀孙良叶秉良浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018

在分析现有蔬菜钵苗取苗机构的最新进展的基础上,提出一种应用于自动蔬菜移栽机的新型取苗机构——基于椭圆—不完全非圆齿轮传动的行星系蔬菜钵苗取苗机构。分析蔬菜钵苗取苗机构所要求的工作轨迹与设计要求,介绍该取苗机构的工作原理... 详细信息

在分析现有蔬菜钵苗取苗机构的最新进展的基础上,提出一种应用于自动蔬菜移栽机的新型取苗机构——基于椭圆—不完全非圆齿轮传动的行星系蔬菜钵苗取苗机构。分析蔬菜钵苗取苗机构所要求的工作轨迹与设计要求,介绍该取苗机构的工作原理和运动学特性,建立该取苗机构的运动学模型。基于Visual Basic 6.0开发出该取苗机构计算机辅助分析与优化软件,通过人机交互方式优化出一组满足蔬菜钵苗取苗机构工作要求的结构参数。根据优化出的结构参数对该取苗机构进行三维建模、虚拟仿真、样机试验,试验发现:仿真结果、样机试验结果与理论分析结果一致;同时,进行该蔬菜取苗机构的取苗试验,该取苗机构能很好地完成取苗、持苗、放苗动作,进一步验证该取苗机构理论建模的正确性和可行性。

关键词：蔬菜钵苗取苗机构椭圆齿轮不完全非圆齿轮参数优化