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基于椭圆不完全非圆齿轮传动蔬菜钵苗取苗机构优化和设计

收藏本文 2024-03-31 点赞:6187 浏览:15238 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:移植是蔬菜生产历程中的重要环节之一,移植具有对气候的补偿作用和使作物生育提早的综合效益,可以充分利用光热资源,其经济效益和社会效益均非常可观。目前,国内已有的移植机械多为半自动移植机,半自动移植机靠手工喂苗,工作强度大、效率低,而国内自动移植机的探讨刚刚起步,自动移植机以取苗到植苗都由机械完成,工作强度低、效率高。国外虽有一些自动移植机运用于生产,但还处于不段探讨与推广阶段。而取苗机构是制约自动移植机进展的“瓶颈”,也是制约蔬菜大规模种植的关键不足之一。由此设计一种新型的取苗机构替代手工取苗,已成为我国蔬菜种植业进展的迫切需要。本论文总结吸收了国内外各种取苗机构的优缺点,在实验室已有探讨成果的基础上,设计了一种新型蔬菜钵苗取苗机构——椭圆齿轮-不完全非圆齿轮行星轮系蔬菜钵苗取苗机构,该机构可以单独作为取苗机构,实现自动取苗。该蔬菜钵苗取苗机构结构简单,工作可靠,取苗效率高。已申请发明专利(201110270977.1)和实用新型专利(201120343300.1)。本论文主要的探讨内容如下:1.根据蔬菜钵苗取苗的技术特点和农艺要求,模拟人工取苗的轨迹、动作和姿态要求,发明蔬菜钵苗取苗机构,满足机械取苗特殊的工作轨迹要求,比现有的蔬菜取苗机构工作效率高,并且工作平稳、抗振性好。2.论述了该取苗机构的工作原理和结构特点,建立取苗机构的运动学数学模型。3.以建立的运动学数学模型为基础,基于可视化开发平台VB6.0,自主开发蔬菜钵苗取苗机构辅助浅析与优化软件(软件登记号:2011SR030044),介绍了该软件的人机交互界面及功能,基于该软件,解决了该机构运动学多目标优化的难点。4.根据蔬菜取苗农艺要求,提出蔬菜钵苗取苗机构参数优化的目标和优化策略,浅析各参数变化对取苗机构运动特性的影响,利用自主开发软件,采取人机交互的优化策略,优化出取苗机构的结构参数,满足蔬菜钵苗取苗的工作要求。5.按照优化得到的结构参数,进行蔬菜钵苗取苗机构的总体设计,讨论了设计中应该注意的不足,最后在CAXA2007下完成装配图和各零件的设计。6.建立取苗机构的三维实体模型,对其进行虚拟装配。利用ADAMS软件对取苗机构进行动态仿真。7.试验平台探讨。通过对蔬菜钵苗取苗机构部件制造,在试验台上测试蔬菜钵苗取苗机构的运动学特性,验证新型取苗机构工程运用的可实现性。关键词:蔬菜钵苗论文取苗机构论文工作机理论文参数优化论文试验探讨论文

    摘要4-5

    Abstract5-11

    第一章 绪论11-20

    1.1 前言11-12

    1.2 国内外蔬菜取苗机构的进展概述12-17

    1.2.1 蔬菜钵苗取苗轨迹的形成及特点12-13

    1.2.2 蔬菜钵苗取苗机构的驱动部分13-15

    1.2.3 蔬菜钵苗取苗机构的末端执行器15-17

    1.3 国内取苗机构有着的主要不足和进展方向17-18

    1.3.1 国内取苗机构有着的主要不足17-18

    1.3.2 国内蔬菜取苗机构的进展方向18

    1.4 本论文的探讨目标18-19

    1.5 本论文的主要工作及内容安排19

    1.6 本章小结19-20

    第二章 椭圆-不完全非圆齿轮传动的蔬菜钵苗取苗机构的运动学浅析20-31

    2.1 运动学浅析符号的说明20-21

    2.2 椭圆齿轮-不完全非圆齿轮传动模型浅析21-25

    2.2.1 椭圆齿轮与共轭的不完全非圆齿轮节曲线浅析21-23

    2.2.2 椭圆齿轮与不完全非圆齿轮的传动比浅析23-25

    2.3 蔬菜钵苗取苗机构组成与工作原理25-27

    2.4 蔬菜钵苗取苗机构的特点27

    2.5 蔬菜钵苗取苗机构运动学模型的建立27-29

    2.5.1 蔬菜钵苗取苗机构位移浅析27-28

    2.5.2 蔬菜钵苗取苗机构速度浅析28-29

    2.6 本章小结29-31

    第三章 椭圆-不完全非圆齿轮传动的蔬菜钵苗取苗机构 CAA 系统开发31-39

    3.1 优化软件概述31-34

    3.1.1 软件开发的背景及作用31

    3.1.2 蔬菜钵苗取苗机构软件的运用环境31

    3.1.3 取苗机构人机一体优化系统的构建31-32

    3.1.4 软件的人机交互界面及功能32-34

    3.2 软件主要功能介绍34-38

    3.2.1 椭圆齿轮参数计算模块34

    3.2.2 椭圆齿轮齿廓计算和生成模块34-36

    3.2.3 取苗机构初始安装位置浅析模块36

    3.2.4 取苗机构运动模拟模块36-37

    3.2.5 取苗机构运动特性浅析模块37-38

    3.2.6 辅助功能模块38

    3.3 本章小结38-39

    第四章 椭圆-不完全非圆齿轮传动的蔬菜钵苗取苗机构的参数优化39-48

    4.1 取苗农艺对取苗机构的运动学要求39

    4.2 常用的复杂约束优化不足的求解策略及其缺陷39-40

    4.3 人机交互优化策略的运用40-41

    4.3.1 人机交互优化的策略介绍40

    4.3.2 人机交互的优化策略在取苗机构上的运用40-41

    4.4 参数变化对取苗机构运动特性的影响41-47

    4.4.1 参数对取苗爪尖点运动轨迹的影响42-46

    4.4.2 取苗机构参数优化步骤46

    4.4.3 取苗机构参数优化的结果46-47

    4.5 本章小结47-48

    第五章 椭圆-不完全非圆齿轮传动的蔬菜钵苗取苗机构的结构设计48-59

    5.1 取苗机构的结构设计48-51

    5.2 间歇传动机构的设计与加工51-53

    5.2.1 间歇传动机构的设计51-52

    5.2.2 间歇传动机构的加工52-53

    5.3 非匀速传动机构的设计与加工53

    5.4 取苗爪的设计时所需考虑的几个不足53-55

    5.4.1 如何保证取苗爪以钵苗盘中顺利取出钵苗54-55

    5.4.2 如何保证取苗爪顺利将钵苗推出55

    5.5 凸轮、拨叉的设计及凸轮安装位置的确定55-58

    5.5.1 凸轮的设计55-56

    5.5.2 拨叉的设计56-57

    5.5.3 取苗爪的设计57

    5.5.4 凸轮安装位置的确定57-58

    5.6 本章小结58-59

    第六章 椭圆-不完全非圆齿轮传动的蔬菜钵苗取苗机构三维建模及虚拟仿真59-71

    6.1 仿真系统环境介绍59-60

    6.2 软件间的数据转换60-61

    6.3 椭圆齿轮的实体建模61

    6.4 取苗机构三维建模的实现61-62

    6.5 取苗机构虚拟装配的实现62-63

    6.6 取苗机构总装配体的干涉检查63-64

    6.7 取苗机构虚拟样机动态仿真的实现64-67

    6.7.1 虚拟样机三维模型的导入64-65

    6.7.2 施加约束与载荷65-67

    6.8 取苗机构虚拟样机仿真结果浅析67-70

    6.8.1 取苗爪尖点的运动轨迹浅析68-69

    6.8.2 取苗爪尖点的位移浅析69

    6.8.3 取苗爪尖点的速度浅析69-70

    6.9 本章小结70-71

    第七章 椭圆-不完全非圆齿轮传动的蔬菜钵苗取苗机构的研制及试验71-80

    7.1 取苗机构的加工制造71-72

    7.2 取苗机构的运动学特性测试72-77

    7.2.1 测试试验台的构建72-73

    7.2.2 测定参数的确定73

    7.2.3 试验设备73

    7.2.4 试验步骤73-74

    7.2.5 试验结果浅析74-77

    7.3 取苗机构的取苗试验77-79

    7.3.1 移苗试验台的设计77

    7.3.2 蔬菜钵苗的培育77-78

    7.3.3 取苗试验78-79

    7.3.4 取苗试验结果浅析79

    7.4 本章小结79-80

    第八章 总结与展望80-82

    8.1 总结80

    8.2 进一步工作展望80-82

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