【摘 要】
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截至2020年,我国蔬菜种植面积高达2130万公顷,年产量7.5亿吨,蔬菜已成为我国第一大农产品;而且我国的蔬菜种植种类繁多,有200余种,不同蔬菜对移栽株距要求不尽相同,甚至同种蔬菜在不同时节、不同地区的移栽株距也不同。为改善植苗机构对不同移栽株距的适应性问题,本文提出了一种变差速轮系式植苗机构,进行了相关理论的研究,优化软件和机构结构的设计,虚拟样机的仿真分析以及物理样机的加工装配与试验研究。
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截至2020年,我国蔬菜种植面积高达2130万公顷,年产量7.5亿吨,蔬菜已成为我国第一大农产品;而且我国的蔬菜种植种类繁多,有200余种,不同蔬菜对移栽株距要求不尽相同,甚至同种蔬菜在不同时节、不同地区的移栽株距也不同。为改善植苗机构对不同移栽株距的适应性问题,本文提出了一种变差速轮系式植苗机构,进行了相关理论的研究,优化软件和机构结构的设计,虚拟样机的仿真分析以及物理样机的加工装配与试验研究。论文的主要研究内容如下:（1）查阅相关资料,对目前国内外现有的移栽机进行了分析,重点对移栽机上植苗机构的类型及各自优缺点进行了研究,经过对比分析,最终决定基于行星轮系式植苗机构的基础上,采用变差速轮系式植苗机构的设计方案,来适应对蔬菜移栽不同株距的植苗要求。（2）将杆组与轮系复合,提出了基于精确位姿和轨迹控制的变差速轮系机构,根据给定三精确位姿点来建立布氏曲线方程式,进而建立机构参数范围解域;引入轨迹形状控制点,构建机构的杆组解域,筛选解域得到最优解,计算得到非圆齿轮传动比和节曲线。（3）对植苗机构的植苗轨迹进行了分析,利用MATLAB软件的图形界面设计模块,完成了变差速轮系机构设计软件的编写。通过软件优选得到一组变差速轮系机构的杆组机构参数,并在这一组参数的基础上,通过仅改变轨迹控制点的坐标参数,设计得到共三组非圆齿轮节曲线,分别实现对植苗株距300mm、400mm、500mm的适应性,得到了机构参数的优化结果。（4）对变差速轮系式植苗机构进行了结构设计和三维模型搭建,对虚拟样机进行干涉检查,初步判断其结构的合理性。利用ADAMS仿真软件对变差速轮系植苗机构虚拟样机进行了仿真试验,并将其仿真轨迹与理论轨迹进行了对比分析;进行了物理样机的加工和植苗试验台的搭建;进行了空转物理样机试验,处理试验图像,对比分析了试验所得与理论结果;进行了实际的植苗试验,对植苗结果进行了统计分析,验证了变差速轮系式植苗机构设计的正确性。
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