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标题: 创新性自动取苗投苗移栽机的机械设计 [打印本页]

作者: newdim 时间: 2015-4-23 14:42
标题: 创新性自动取苗投苗移栽机的机械设计
取苗投苗工作在农业中经常看到，移栽技术可以改变作物的生育期，避开自然气候的不良影响，提高幼苗的成活率，在节约成本、增产、稳产等方面具有显著效果。目前，基于移栽技术发展起来的移栽机由于技术的局限性，许多环节都需要人工来完成，造成需要的劳动力大、效率低的现状，因此全自动移栽机的技术成为新兴农业机具研究的重要目标。
怎样创新设计自动取苗投苗移栽机呢？依据这些移栽机各分类的不同特性，从育苗技术种植要求出发，可以选择吊篮鸭嘴式全自动钵苗移栽机作为研究对象。收集了大量的相关资料，吸收我国以前移栽机的优点，结合所学的农业机械学、理论力学、机械原理等方面的知识，为各个零件设计出合理的尺寸、合理的链接方式，并运用Solidworks进行三维建模和强度校核分析，保证零件的力学性能符合设计的要求。最终希望为市场创造一款适合我国土壤环境的，适合育苗技术的，易于农民操作的，能最大化节约人工劳动力成本的移栽机。
如何设计移栽机的整体结构和主要功能？创新设计的该移栽机主要有机架、取苗机构、齿轮棘轮传动结构、吊篮——鸭嘴栽植结构、镇压轮、皮带这几个关键部分。该移栽机采用整体后悬挂式，拥有独立的动力系统，由齿轮传动带动吊篮鸭嘴和凸轮圆盘的运动，同时还带动皮带轮的转动，其中一个棘轮机构使得整个移栽机都处在间歇运动状态，巧妙的解决了鸭嘴插入地面后，需要作短暂停留，方便打开鸭嘴的问题。
移栽机的大致运动过程：装有苗的苗盘被人工放到皮带上，随着皮带一起运动，与此同时，凸轮圆盘的转动，带动了连杆机构的运作，使得夹苗器朝着苗的方向靠近，当夹苗器到达预设地点时，苗盘也在预设地点停了下来，夹苗板打开，闭合时加持住草苗，之后夹苗器往回运动，到达滑道上方时，将苗放下，苗顺着滑到进入鸭嘴的盛苗筒，随着鸭嘴跟着吊篮一起转动，直到鸭嘴插到土壤中，鸭嘴被前强制打开，草苗落入鸭嘴打好的洞中，鸭嘴继续转动，在弹簧作用下闭合。这样就完成了移栽机自动投苗取苗的全过程。
关键的一个问题如何进行动力传输的设计？动力由移栽机上的电机产生，由于整个结构是两端完全一样的机构，且运动完全同步，所以我们选择将动力输出起点放在结构两侧的对称中心线上，往两侧输送动力，这样可以保证结构的稳定和同步性，也减少了轴的负担。蜗轮蜗杆结构将电机轴的纵向转动转向后，传递到横向的取苗机构的动力输入轴上。这根轴上还附有两个位置对称的齿轮，这两个齿轮通过链条与后边机架上的齿轮相连，带动这根轴的转动，同时，这根轴上通过键连接着一个主动棘轮，主动棘轮和从动棘轮相啮合，从动棘轮装在皮带轮轮轴上，带动皮带轮转动，皮带上放有钵苗，将其送到苗夹附近，在主动棘轮的轴上还装有另一个齿轮，通过链条与吊篮的转轴相连，带动鸭嘴的运动。
在设计取苗机构时需要夹苗板、连杆机构滑道、主动杆机构、右边箱体、滚轮、凸轮连接轴、主动轴、上夹苗器、左边箱体、摇杆、凸轮圆盘、轴承座等，在设计这些时都需要使用到三维建模，在建模中各零件的重复建模是最繁琐的事情，在这里推荐使用3DSource工业云平台，里面有海量的三维模型，零件库模型可供直接下载使用，这个平台帮助不少机械设计师节约了大量的设计时间，提高了设计效率，能有效促进创新机械设计的研发。在创新性自动取苗投苗移栽机机械设计中，3DSource工业云平台起到了重要的作用。

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