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农业工程学报 2014年第11期30卷 21-29页

作者：祝建彬孙良刘晓龙武传宇张斌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 温州南方游乐设备工程有限公司温州325005

为获取一般性的空间行星轮系传动比,以达到直取秧和小穴口的插秧要求,在斜齿交错椭圆锥行星轮系分插机构的基础上,引入非圆锥齿轮,得到一种斜齿交错-非圆锥行星轮系分插机构,并应用于高速宽窄行插秧机当中。建立了非圆锥齿轮副节曲线的... 详细信息

为获取一般性的空间行星轮系传动比,以达到直取秧和小穴口的插秧要求,在斜齿交错椭圆锥行星轮系分插机构的基础上,引入非圆锥齿轮,得到一种斜齿交错-非圆锥行星轮系分插机构,并应用于高速宽窄行插秧机当中。建立了非圆锥齿轮副节曲线的数学表达式和机构的运动学模型;基于Matlab开发平台开发了机构参数优化软件,利用该软件分析了节曲线形状、行星架初始安装角、斜齿轮螺旋角和非圆锥齿轮锥距对理想轨迹姿态、直取秧特征和穴口大小的影响,并以理想轨迹姿态、直取秧、小穴口等要求为目标,通过人机交互方式优选机构参数;与斜齿交错-椭圆锥行星轮系分插机构形成的总传动比及其轨迹进行对比,并得出了斜齿交错-非圆锥行星轮系分插机构轨迹在改进直取秧姿态、降低伤苗率等方面作业性能更优的结论。利用仿真软件Adams进行了机构的运动学仿真,加工分插机构实物,利用通用分插机构试验台完成机构插秧轨迹测试,得出斜齿交错-非圆锥行星轮系分插机构可以更好的满足水稻宽窄行插秧的要求,从而验证了非圆锥齿轮在宽窄行分插机构中应用的优越性。

关键词：农业机械优化齿轮分插机构非圆锥齿轮斜齿轮空间行星轮系插秧轨迹

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水稻插秧机异形非圆锥齿轮宽窄行分插机构研究

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农业机械学报 2015年第5期46卷 54-61页

作者：孙良祝建彬张国凤方治俞高红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

针对现有旋转式高速宽窄行分插机构取秧过程总传动比无法进一步增大而限制了对秧针直取秧姿态作出进一步改善的问题,提出一种基于球面节曲线的异形非圆锥齿轮传动机构,与交错齿轮组合成空间行星轮机构并应用于高速宽窄行分插机构中。以... 详细信息

针对现有旋转式高速宽窄行分插机构取秧过程总传动比无法进一步增大而限制了对秧针直取秧姿态作出进一步改善的问题,提出一种基于球面节曲线的异形非圆锥齿轮传动机构,与交错齿轮组合成空间行星轮机构并应用于高速宽窄行分插机构中。以首尾连接两段光滑的非均匀B样条曲线建立封闭的异形非圆锥齿轮节曲线理论模型,调节节曲线过渡段齿形高度以实现齿轮连续传动。建立了分插机构理论模型,分析了异形非圆锥齿轮对插秧轨迹形状与姿态的影响。基于优化后的结构参数建立了分插机构三维模型和加工实物模型,分别对机构仿真轨迹和速度以及高速摄影获取的试验插秧轨迹和速度进行对比分析,同时,完成了基于旋转土槽的实际栽插试验,验证了分插机构建模的正确性以及机构的可行性。最后,通过与斜齿交错-非圆锥齿轮行星系宽窄行分插机构的插秧轨迹速度进行对比,得出该机构在取秧过程具有更优的直取秧动作。

关键词：水稻插秧机宽窄行分插机构异形非圆锥齿轮球面曲线插秧轨迹

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基于秧针静轨迹的非圆齿轮行星系分插机构设计及性能分析

基于秧针静轨迹的非圆齿轮行星系分插机构设计及性能分析

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作者：方明辉浙江理工大学

学位级别：硕士

分插机构是水稻插秧机的核心工作部件,其性能的优劣直接决定了水稻插秧机的整体水平。目前市场上高速插秧机旋转式分插机构普遍采用偏心圆齿轮或椭圆齿轮作为传动机构,由于偏心圆、椭圆的节曲线方程表达式已知,节曲线比较规则,可选择参... 详细信息

分插机构是水稻插秧机的核心工作部件,其性能的优劣直接决定了水稻插秧机的整体水平。目前市场上高速插秧机旋转式分插机构普遍采用偏心圆齿轮或椭圆齿轮作为传动机构,由于偏心圆、椭圆的节曲线方程表达式已知,节曲线比较规则,可选择参数少,调整范围小,设计不灵活。因此,针对目前高速插秧机分插机构设计和制造过程中存在的问题,通过对插秧工艺的技术要求和插秧机秧针轨迹的分析,研究了基于秧针静轨迹反求旋转式分插机构中非圆齿轮节曲线的方法,并设计出适合高速插秧机的非圆齿轮行星系分插机构。本论文的研究得到了国家自然科学基金科研课题“高速插秧机新型执行机构的弹性动力学建模与动态仿真研究(50605057)”的项目资助,以高速插秧机旋转式分插机构为研究对象,依据机械设计原理,对分插机构的计算、设计、模拟仿真的全过程进行了研究和探索。本文主要的研究内容和结论如下: 分析了我国水稻种植机械化现状,高速水稻插秧机的发展趋势和旋转式分插机构的特点,提出了由插秧静轨迹反求旋转式分插机构中非圆齿轮节曲线的设计方法,并编写了相应的分析计算程序。对设计出的非圆齿轮行星系分插机构进行了运动学和动力学分析,同时对设计方法进行验证。旋转式分插机构采用非圆齿轮系作为传动机构,但非圆齿轮的设计比较复杂,很难利用数学表达式计算出齿轮齿廓的精确解。为此,利用MATLAB动态直观的显示计算结果功能,开发了非圆齿轮齿廓的设计软件。该软件可利用非圆齿轮的节曲线分析模块检查非圆齿轮是否根切,分析非圆齿轮节曲线的曲率变化,计算齿廓。其中非圆齿轮齿廓设计计算软件已获得计算机软件著作登记权(登记号:2009SR027139)。建立了非圆齿轮行星系分插机构的三维模型,进行了虚拟装配和虚拟动态仿真。利用机械动力学分析软件ADAMS对虚拟样机进行运动学和动力学仿真,对分插机构中秧针尖点的位移、速度、加速度、非圆齿轮轴心受力以及支座反力仿真结果比较,验证了设计模型的正确性。

关键词：插秧轨迹分插机构非圆齿轮节曲线设计齿廓计算

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高速宽窄行异形非圆锥齿轮分插机构机理分析与试验研究

高速宽窄行异形非圆锥齿轮分插机构机理分析与试验研究

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作者：祝建彬浙江理工大学

学位级别：硕士

宽窄行水稻插秧机相比等行距插秧机具有使水稻增产、防虫害等优势，其核心工作部件高速宽窄行分插机构是通过栽植臂机构与行星轮系的相对旋转，使栽植臂上秧针尖点形成合适的宽窄行轨迹以完成取秧和插秧工作。现有的宽窄行分插机构包括... 详细信息

宽窄行水稻插秧机相比等行距插秧机具有使水稻增产、防虫害等优势，其核心工作部件高速宽窄行分插机构是通过栽植臂机构与行星轮系的相对旋转，使栽植臂上秧针尖点形成合适的宽窄行轨迹以完成取秧和插秧工作。现有的宽窄行分插机构包括斜置式分插机构和垂直式空间齿轮系分插机构。斜置式分插机构是通过原有等行距分插机构的倾斜布置以达到斜取秧的要求，存在斜取秧动作，导致机构取秧时容易引起伤苗率高，取秧不均匀等问题。垂直式空间齿轮系分插机构的斜取秧动作得到一定的改善，但其取秧直立度主要取决于空间齿轮系的传动比，传动比越大，直取秧效果越佳。为进一步增加空间齿轮行星系的传动比，本文在非圆锥齿轮的基础上，提出一种基于球面节曲线的异形非圆锥齿轮。通过打破传统齿轮（平面齿轮和空间齿轮）节曲线的封闭特性，运用自由样条拟合的方法获得角度连续，向径不连续的球面曲线，并根据非连续节曲线计算异形非圆锥齿轮齿廓，以获取高传动比值的空间齿轮副，并应用于高速宽窄行分插机构当中。本论文主要研究的内容如下： 1）研究国内外各类宽窄行分插机构工作原理，分析宽窄行机械插秧所需的理想插秧轨迹与姿态要求，提出一种基于球面节曲线的异形非圆锥齿轮，并应用于空间行星轮系宽窄行分插机构中，以进一步提升栽植臂的直取秧姿态。 2）分析异形非圆锥齿轮齿轮副的传动特性和影响因子，并将异形非圆锥齿轮与斜齿交错齿轮组合成为一个空间不等速传动行星轮系，应用于高速插秧机宽窄行分插机构当中，利用Denavit-Hartenberg矩阵变换法建立该分插机构运动学模型。 3）分析异形非圆锥齿轮齿廓形成的特点。建立了异形非圆锥齿轮齿形和齿根过渡曲线的数学计算模型，根据齿轮传动过程中重合度的关系，合理计算节曲线突变段齿形和齿根的形状。利用Matlab编写了相应的计算程序，利用该程序可以实现异形非圆锥齿轮齿廓设计。 4）通过分析栽植臂位置、姿态、速度编写该机构的计算机辅助分析与模拟软件。分析齿轮形状参数和机构参数对轨迹取秧段横向偏移量、轨迹插秧段穴口、取秧点至插秧点的横向偏移量等的影响，获取秧针尖点的位移、速度运动趋势，优化得到合理的结构参数。 5）通过分插机构优化软件获得优化后机构参数并建立机构三维模型，进行虚拟样机仿真。加工分插机构实物模型并进行运动学试验。利用旋转土槽设备完成分插机构带秧试验，并检测验证秧苗姿态和伤秧率等技术指标。

关键词：宽窄行分插机构异形非圆锥齿轮空间行星轮系直取秧姿态插秧轨迹

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智能型甘薯裸苗移栽机

智能型甘薯裸苗移栽机

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作者：吕钊钦朱斌彬鹿瑶史春余 271018 山东省泰安市岱宗大街61号

本发明涉及一种智能型甘薯裸苗移栽机，包括机架、固定在机架上的行走装置、仿形装置、送苗装置、插秧装置、夹苗装置、传动机构和控制系统；送苗装置安装在整机的正中间，用于为插秧装置提供甘薯秧苗，保证移栽的顺利完成；所述的插秧... 详细信息

标准号: CN107046892B

本发明涉及一种智能型甘薯裸苗移栽机，包括机架、固定在机架上的行走装置、仿形装置、送苗装置、插秧装置、夹苗装置、传动机构和控制系统；送苗装置安装在整机的正中间，用于为插秧装置提供甘薯秧苗，保证移栽的顺利完成；所述的插秧装置采用插秧四连杆机构，用于完成插秧轨迹；夹苗装置用于甘薯苗的夹取和松开，与插秧装置和送苗装置配合完成移栽作业；传动装置用于对送苗装置、插秧装置和夹苗装置的动力供给；控制装置用于位置的判断，控制浇水位置和夹苗指的开合；控制系统包括信息采集部分，信息调制处理部分，信息输出部分和能量供应部分；本发明能模拟人工插秧动作，实现甘薯裸苗斜插秧，满足了甘薯种植的农艺要求，解决了甘薯移栽机械化作业难题。

关键词：插秧装置送苗装置甘薯夹苗装置插秧移栽控制系统裸苗机械化作业四连杆机构插秧轨迹传动装置动力供给仿形装置甘薯种植控制装置模拟人工能量供应农艺要求信息采集信息调制信息输出行走装置甘薯苗移栽机夹苗夹取开合松开秧苗整机浇水配合保证

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基于遗传算法的非圆轮系分插机构设计方法

基于遗传算法的非圆轮系分插机构设计方法

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作者：周脉乐杨佳佳王桂彬孙昊魏兆祥 212013 江苏省镇江市京口区学府路301号

本发明公开了基于遗传算法的非圆轮系分插机构设计方法，涉及非圆轮系机构设计方法，本发明基于遗传算法，结合封闭轨迹曲线归一化思想，利用MATLAB数值方法求解最优机构参数。首先建立2R开链非圆轮系机构基本构型，以Bezier曲线拟合非... 详细信息

标准号: CN117610192A

本发明公开了基于遗传算法的非圆轮系分插机构设计方法，涉及非圆轮系机构设计方法，本发明基于遗传算法，结合封闭轨迹曲线归一化思想，利用MATLAB数值方法求解最优机构参数。首先建立2R开链非圆轮系机构基本构型，以Bezier曲线拟合非圆齿轮节曲线，建立共轭非圆齿轮副数学模型，然后采用矢量法建立机构的运动学模型，推导执行构件末端运动方程，对机构末端运动轨迹和拟人手的插秧轨迹进行归一化处理，消除平移、旋转和缩放的影响，基于最小欧氏距离建立误差函数来比较二者轨迹间的误差，以误差值最小为寻优目标，以非圆齿轮节曲线的Bezier型值点极径为种群，搜索型值点解域空间内的最优机构解。

关键词：非圆轮系非圆齿轮节曲线遗传算法共轭非圆齿轮最小欧氏距离归一化处理运动学模型平移插秧轨迹分插机构封闭轨迹基本构型机构参数机构末端机构设计末端运动数学模型误差函数运动轨迹执行构件归一化矢量法求解推导极径开链拟合缩放寻优种群搜索人手

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智能型甘薯裸苗移栽机

智能型甘薯裸苗移栽机

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作者：吕钊钦朱斌彬鹿瑶史春余 271018 山东省泰安市岱宗大街61号

本实用新型涉及一种智能型甘薯裸苗移栽机，包括机架、固定在机架上的行走装置、仿形装置、送苗装置、插秧装置、夹苗装置、传动机构和控制系统；送苗装置安装在整机的正中间，用于为插秧装置提供甘薯秧苗，保证移栽的顺利完成；所述的... 详细信息

标准号: CN206713374U

本实用新型涉及一种智能型甘薯裸苗移栽机，包括机架、固定在机架上的行走装置、仿形装置、送苗装置、插秧装置、夹苗装置、传动机构和控制系统；送苗装置安装在整机的正中间，用于为插秧装置提供甘薯秧苗，保证移栽的顺利完成；所述的插秧装置采用插秧四连杆机构，用于完成插秧轨迹；夹苗装置用于甘薯苗的夹取和松开，与插秧装置和送苗装置配合完成移栽作业；传动装置用于对送苗装置、插秧装置和夹苗装置的动力供给；控制装置用于位置的判断，控制浇水位置和夹苗指的开合；控制系统包括信息采集部分，信息调制处理部分，信息输出部分和能量供应部分；本实用新型能模拟人工插秧动作，实现甘薯裸苗斜插秧，满足了甘薯种植的农艺要求，解决了甘薯移栽机械化作业难题。

关键词：插秧装置送苗装置甘薯夹苗装置插秧移栽本实用新型控制系统裸苗机械化作业四连杆机构插秧轨迹传动装置动力供给仿形装置甘薯种植控制装置模拟人工能量供应农艺要求信息采集信息调制信息输出行走装置甘薯苗移栽机夹苗夹取开合松开秧苗整机浇水配合保证

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水稻大八寸行栽培法及秧箱、平推根式插秧法及分插机构

水稻大八寸行栽培法及秧箱、平推根式插秧法及分插机构

引用

作者：韩振利 130300 吉林省长春市德惠市西六道街与三中央街交汇住宅2号楼3门601

本发明涉及农作物种植技术领域，具体是指水稻大八寸行栽培法及秧箱、平推根式插秧法及分插机构，为了使中、低等肥力地块不靠过量用肥提高产量，有选择地使用大八寸行距进行插秧，通过增加基本苗数提高产量，肥力上等地块使用大八寸行... 详细信息

标准号: CN105284510A

本发明涉及农作物种植技术领域，具体是指水稻大八寸行栽培法及秧箱、平推根式插秧法及分插机构，为了使中、低等肥力地块不靠过量用肥提高产量，有选择地使用大八寸行距进行插秧，通过增加基本苗数提高产量，肥力上等地块使用大八寸行通过增加个体生长空间，利用增加分蘖数、穗粒数和千粒重等优势达到增产，通过加强秧箱中间隔板强度从而增大个体秧箱底板宽度，使在大八寸行距区间变换的插秧机秧箱可以使用同一规格的育秧盘，为了提高现有插秧机插秧质量，提出平推根式插秧法，通过改变插秧轨迹，推动苗根部倾斜切入泥中，并在泥层下平滑运动一段距离，靠原泥层对根的夹持和覆盖使苗插牢，实现不伤苗、不漂苗、可浅插的效果，并生产出适应此方法的分插机构。

关键词：秧箱插秧分插机构插秧机肥力根式泥层平推行距地块千粒重农作物种植分蘖插秧轨迹插秧质量平滑运动生长空间同一规格秧箱底板一段距离中间隔板穗粒数有选择育秧盘夹持浅插伤苗过量变换栽培切入倾斜水稻增产增大覆盖涉及改变适应推动生产加强进行

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智能型甘薯裸苗移栽机

智能型甘薯裸苗移栽机

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作者：吕钊钦朱斌彬鹿瑶史春余 271018 山东省泰安市岱宗大街61号

标准号: CN107046892A

关键词：插秧装置送苗装置甘薯夹苗装置插秧移栽控制系统裸苗机械化作业四连杆机构插秧轨迹传动装置动力供给仿形装置甘薯种植控制装置模拟人工能量供应农艺要求信息采集信息调制信息输出行走装置甘薯苗移栽机夹苗夹取开合松开秧苗整机浇水配合保证插秧连杆接近开关主传动轴夹苗短连杆三孔电磁阀铰接气缸键连接从动链轮带座轴承圆柱销盘插秧浇水曲轴高电平连接板运动轴锥齿轮底板插秧装置送苗装置信息调制信息输出固定板驱动轴二位三通换向阀动力输入链轮主动同步带轮主动齿轮轴啮合感应铁块夹苗装置信息采集槽轮轴单片机同步带齿条气泵接近开关传感器从动同步带轮动力输出链轮信息处理模块单片机检测气缸安装板同步带轮轴从动齿轮动力传递对称分布

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