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近年来,蔬菜种植面积的持续增加,国家农业政策支持力度的不断加大,蔬菜市场需求的日益激增,蔬菜产业发展前景一片大好。同时,随着经济、文化水平的不断提高,农村农业生产力逐渐向城市转移。在如此窘境之下,提高机械化蔬菜生产水平的呼声持续高涨。据悉,当前我国蔬菜移栽作业仍以半自动移栽机为主,其特点为人工取苗、机械植苗,取苗效率仅可以达到30株/分钟/行。而全自动移栽机则采取机械取苗,减轻了劳动强度,提高了农业生产率。未来,全自动蔬菜移栽机将成为今后蔬菜机械化生产的主要发展趋势。因此,设计一种能实现高效高速化的取苗机构,将会对我国蔬菜全自动移栽机械发展提供不小的助力。 本文借鉴了现有取苗机构的设计经验,提出一种新型三臂回转式蔬菜钵苗取苗机构;该机构结构紧凑、传动可靠,又可以达到高效高速化自动取苗要求。目前,该机构申请了实用新型专利一项,登记了软件著作权一项。 本文的研究重点围绕以下几点: 1)对比分析了两臂式、三臂式以及四臂式取苗机构方案,在综合考虑取苗效率以及结构尺寸等因素后,最终确定为三臂回转式蔬菜钵苗取苗机构。 2)基于变性椭圆齿轮传动理论,建立了该取苗机构的运动学模型并开发了三臂回转式蔬菜钵苗取苗机构辅助分析与优化软件。根据机构参数优化目标优选出一组满足取苗工作要求的机构参数:a=26.869mm,k=0.991,α0=64°,β=275°,ψ0=35°,S=152mm,δ0=24°。 3)基于齿轮范成加工原理,提出了一种新型共轭不完全变性椭圆齿轮的齿廓生成方法,基于VB与AutoCad的二次开发进行齿廓生成。 4)建立了该取苗机构的三维模型以及虚拟仿真分析,并研制了实物样机进行取苗试验,验证了该新型三臂回转式蔬菜钵苗取苗机构的理论正确性和设计可行性。同时,也证明了该机构能实现高效高速化取苗,且取苗效率可达120株/分钟/行以上。