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摘 要
水稻缽苗移栽是一種利用缽盤育秧的水稻移栽技術，是水稻種植過程中的重要環(huán)節(jié)。水稻的缽盤育秧充分保留了秧苗生長的營養(yǎng)土質，植傷輕、返苗快，使作物提早成熟，且增產增收；移栽充分利用了光熱資源，對水稻秧苗有氣候的補償作用，同時有使作物生育提早的綜合效益，因此水稻的缽苗移栽可以產生非?？捎^的經濟效益和社會效益。但與其他國家和地區(qū)相比，我國水稻種植機械化程度較低，與國內水稻生產的其它環(huán)節(jié)相比，機械化程度也是最低的。因此研究一種新的水稻缽苗移載機構，對水稻的機械化種植與高產高收具有非常重要的意義。
本文通過對國內外的水稻缽苗移栽機構進行對比分析，提出了一種高效率的水稻缽苗移栽機構為旋轉式水稻缽苗移栽機構。該水稻缽苗移栽機構由驅動部分與移栽臂兩部分構成，其中驅動部分由非勻速間歇傳動機構與非勻速傳動機構串聯(lián)組成，移栽臂用于完成機構的取秧、推秧。
本文的研究內容如下：
1.根據水稻缽苗移栽的農藝特性與工作軌跡的要求，確定了以橢圓－不完全非圓齒輪行星輪系為傳動機構的設計方案，該旋轉式傳動機構平穩(wěn)性好、效率高。
2.分析了該水稻缽苗移栽機構的工作原理，并對機構進行運動學建模與傳動特性分析。
3通過水稻缽苗移栽機構的輔助分析與優(yōu)化軟件，對該機構進行參數優(yōu)化，最后得到一組較優(yōu)的結構參數：a=23.069mm，k=0.994，α=291°，λ=6°，δ=29°，φ0=-39°，S=152mm.
4.根據機構優(yōu)化后的結構參數，在CAD2008軟件中對水稻缽苗移栽機構進行整體的結構設計與各零部件的二維設計。
5.在ug8.0三維實體建模軟件中完成各零部件的建模與機構的裝配。
關鍵詞：水稻缽苗移栽；行星系移栽機構；橢圓－不完全非圓齒輪；參數優(yōu)化；設計；
Parameter Optimization and Design of Rotary Rice Bowl Seedling Transplanting Mechanism
Abstract
Rice bowl seedling transplanting is a transplanting technology with bowl seedling ，which plays an important part in the process of rice cultivation. The nutrient soil is fully reserved with rice seedling through bowl seedling technology ，so it barely hurts seedlings and makes them grow and mature faster， furthermore， it increases rice production;Transplanting takes full advantage of the light and heat resources， which makes climate compensation to rice seedlings and shifts crop fertility to an earlier date，Therefore the rice bowl seedling transplanting can produce substantial economic and social benefits. However， compared with other countries and regions， the mechanization level of rice cultivation in China is relatively low， and the degree of mechanization is also the lowest compared to other domestic rice production processes.Therefore the study of a new rice bowl seedling transplanting mechanism has a very important significance in mechanized cultivation and high-yielding of rice .
Through comparative analysis of rice bowl seedling transplanting mechanisms at home and abroad， this paper comes up with a new type of rice bowl seedling transplanting mechanism with which the transplanter can achieve high efficient transplanting—rice bowl seedling transplanting mechanism of planetary gear train with ellipse gears and incomplete non-circular gear. The rice bowl seedling transplanting mechanism includes two parts : drive part and transplanting arms ，the drive part consists of non-uniform intermittent transmission and non-uniform transmission mechanism， and the transplanting arms are used for the completion of fetching and pushing seedlings.This transplanting mechanism has applied for inventive patent (application number : 201210344077.1)and utility model pantent (patent number: ZL201220474441.1) is authorized.
The main content of this paper is listed as bellow:
1.According to the requirements of the agronomic characteristics and work trajectory of rice bowl seedling transplanting， invent the rice bowl seedling transplanting mechanism of planetary gear train with ellipse gears and incomplete non-circular gear， The rotary drive mechanism has a good stability and high efficiency.
2.Analyze the work principle of the rice bowl seedling transplanting mechanism ，build kinematics model and analyze transmission characteristics of this mechanism.
3.Through the software of aided analysis and optimization of rice bowl seedling transplanting mechanism， search a group of structure parameters: a = 23.069mm， k = 0.994， α = 291°， λ = 6 °，δ = 29 °， φ0 = -39 °， S = 152mm.
4.According to the optimized structure parameters of the mechanism， design the overall structure and complete two-dimensional drawings of all parts in CAD2008.
5.Establish the three-dimensional model of all parts of this rice bowl seedling transplanting mechanism and complete the assembly in ug8.0。
Keywords: Rice bowl seedling transplanting;transplanting mechanism of planetary gear train; ellipse gears- incomplete non-circular gear;parameter optimization;design
目 錄
摘 要 2
Abstract 2
第一章 緒論 7
1.1 本文研究目的與意義 7
1.2 水稻缽苗移栽機構的發(fā)展概況 8
1.2.1 國外發(fā)展概況 8
1.2.2 國內發(fā)展概況 10
1.3 研究目標與方案實現(xiàn) 13
1.3.1 研究目標 14
1.3.2 實現(xiàn)方案 14
1.4 本文的工作安排 16
1.5本章小結 17
第二章 旋轉式水稻缽苗移栽機構的運動學分析 18
2.1 旋轉式水稻缽苗移栽機構的工作原理 18
2.2 運動學分析符號及相關說明 19
2.3 橢圓齒輪－不完全非圓齒輪傳動特性分析 20
2.3.1 橢圓齒輪－不完全非圓齒輪節(jié)曲線模型建立 20
2.3.2 傳動比分析 24
2.4 橢圓齒輪傳動特性分析 27
2.4.1 橢圓齒輪節(jié)曲線模型建立 27
2.4.2 傳動比分析 28
2.5 橢圓-不完全非圓齒輪行星輪系移栽機構運動學模型的建立 29
2.5.1 位移方程 29
2.5.2 速度分析 31
2.5.3 加速度分析 32
2.6 本章小結 32
第三章 旋轉式水稻缽苗移栽機構輔助分析與優(yōu)化軟件的運用 34
3.1 優(yōu)化軟件的運用思路 34
3.2 旋轉式水稻缽苗移栽機構的優(yōu)化軟件界面 35
3.3 數據處理 36
3.4 本章小結 37
第四章 旋轉式水稻缽苗移栽機構的結構設計 38
4.1旋轉式水稻缽苗移栽機構的整體結構設計 38
4.2 驅動部分設計 40
4.2.1 非勻速間歇傳動機構的設計 40
4.2.2 非勻速傳動機構的設計 41
4.3 移栽臂組成零件的設計 41
4.3.1撥叉的設計 42
4.3.2推秧爪與彈簧片的設計 43
4.4 本章小結 44
第五章 旋轉式水稻缽苗移栽機構的三維建模 45
5.1橢圓齒輪與非圓齒輪的實體建模 45
5.1.1橢圓齒輪的三維建模 45
5.1.2非圓齒輪的三維建模 46
5.2 其他零部件的三維建模 47
5.3本章小結 47
第六章 總結 48
6.1 總結 48
參考文獻 49
第一章 緒論
1.1 本文研究目的與意義
水稻是我國第一大糧食作物，在糧食安全中占有非常重要的地位，在全國范圍內將近有60%的人口以水稻為主食。我國水稻的常年種植面積約占全國谷物種植面積的30%，占世界水稻種植面積的20%，面積約為3000萬公頃；稻谷每年的總產量近20000萬噸，其重量占世界稻谷總產的35%，占全國糧食總產的40%.但是在主要糧食作物生產中，水稻的移栽勞動強度較大，水稻種植機械化水平最低[1]。