根据国家统计局的数据,每年我国的秸秆总量近8亿吨,是世界秸秆产量最高的国家之一。但存在秸秆利用率低,造成秸秆资源浪费,所以利用方草捆压捆机将秸秆打捆收集是提高秸秆利用率的重要手段。本文以小型方草捆压捆机上的D型打结器为研究对象,利用逆向重构技术获得D型打结器的三维模型。同时基于多体动力学ADAMS软件,对打结器进行运动仿真,获取打结运动过程中各分支机构的运动特性和时序关系。设计试制的打结器试验台包括机械机构和测控系统,本文对打结器的研究对推进打结器国产化进程有较深远的意义。本文的具体研究内容如下:(1)本文使用德国GOM公司的ATOS扫描仪对模型进行扫描,扫描过程为非接触式,扫描后对模型进行了缝合与修补,最终获得打结器的三维实体模型。对打结器的工作原理分析后,得出本文中D型打结器驱动齿盘内廓齿与夹绳锥齿轮上的蜗杆轴、打结钳嘴锥齿轮轴和脱绳杆上滚轮啮合运动时的相位角关系。(2)仿真和试验时设定打结器驱动主轴转速分别为80、90、100 r/min,分析时取90 r/min转速为例,其他转速下的运动规律与之类似。在驱动主轴转速为90r/min下:仿真运动中夹绳动作持续时间约为0.15 s;钳嘴绕环动作的持续时间约为0.02~0.15 s;脱绳杆动作的持续时间约为0.13~0.38 s。试验台测试运动中夹绳动作持续时间约为0.33~0.48 s,角速度开始增加较快,到达最大角速度180rad/s后开始下降;打结钳嘴绕环动作的持续时间约为0.37~0.48 s,在驱动齿盘转动至0.48 s时结束啮合,并且此时产生的最大角速度为160 rad/s;割绳脱扣运动过程中,割绳杆在主轴转动0.42 s时开始摆动并于0.59 s时回位,此过程产生的最大角速度为12 rad/s,至此一个完整的打结动作顺利完成。(3)本文设计的D型打结器性能测试试验台主要包括机械和测试部分。试验台在工作过程中,与试验台配合使用的上位机测试软件为LabVIEW。该测试系统不仅能够实时测试试验台在运转过程中的各参数,而且通过测试部分的变频器可实时调节打结器的转速和转向,能够对数据实时显示与保存,具有良好的可操作性。最后将试验台测量的试验数据与多体动力学的仿真数据进行对比分析,发现二者在三个分支机构的不同数据结果之间,误差范围均在10%以内。该误差范围不仅验证了多体动力学模型仿真的正确性,且验证了试验台在工作过程中的可靠性和数据采集的有效性,证明了试验台的设计和安装的合理性。本文的研究能够为我国打结器装备的研发和改进,提供较好的数据支持和理论依据。