中国水稻科学

• •    下一篇

直取直栽式空间轨迹宽窄行分插机构运动分析与设计

周斌1,# 黄江军4,# 薛晓迪1 顾伟5 冯涛5 孙良1,2,* 俞高红1,3   

  1. 1浙江理工大学,浙江杭州 邮政编码310018;2浙江农业智能感知与机器人全省重点实验室,浙江杭州 邮政编码 310018;3农业农村部东南丘陵山地农业装备重点实验室,浙江杭州 3100184浙江博源农机有限公司,浙江嘉兴 邮政编码 314500;5星光农机股份有限公司,浙江湖州 邮编 313000 #共同第一作者;*通讯联系人,E-mail: liangsun@zstu.edu.cn

Analysis and design of wide and narrow row transplanting mechanism with direct picking and direct planting

摘要: 为了解决现有空间轨迹宽窄行分插机构在推秧栽插秧苗时存在秧苗侧向倾斜的问题,本文提出了一种由平面轨迹演变而来的空间轨迹分插机构。首先,结合水稻秧苗种植要求确定栽植臂秧爪尖点运动轨迹上的若干关键位姿点,构建行星轮系分插机构简化机构(平面2R机构)的运动参数求解模型,并以求解的2R机构整周期角位移对分插机构非圆齿轮进行传动比分配;而后,引入一种共轭凸轮驱动栽植臂侧向运动、分体拨叉实现推秧的摆臂式推秧装置,结合秧爪取秧时刻的姿态角确定栽植臂摆动轴与秧爪的平面夹角;并以平面轨迹段直取秧、侧向摆转定植立苗为要求,设计共轭凸轮廓线和结构参数,实现分插机构取秧过程零偏移量、推秧结束竖直立苗的宽窄行机插。最后,对分插机构进行实物样机试验,结果表明样机的实际轨迹及姿态与理论设计基本一致:取秧角β1=0.75°、xoy平面推秧角β2=55.25°、yoz平面内推秧角β3=34.42°、推秧侧向总偏移量ΔS=39.26mm、轨迹高度h1=318.86mm、环扣高度h2=179.83mm、穴口宽度d1=19.97mm,满足宽窄行种植的农艺要求,验证了直取直栽式宽窄行分插机构设计的正确性。