吊篮一鸭嘴式移栽机栽植器运动轨迹分析

吊篮一鸭嘴式移栽机栽植器运动轨迹分析 安徽农业科学,JournalofAnhuiAgri.Sci.2011,39(19):11932,11935责任编辑张杨林责 任校对卢瑶 吊篮一鸭嘴式移栽机栽植器运动轨迹分析 赵志国(淮阴工学院,江苏淮安223001) 摘要针对秧苗难立苗问MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1714220581042_0,以吊篮一鸭嘴式移栽机为例,建立了栽植器的运动方程, 推导出特征参数A的值.根据零速投苗原理,当 =l时,能够保证秧苗的直立度.在ADAMS软件中建立了仿真模型,并对其进行了运 动模拟,模拟结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,吊篮在前进方向存在零 速点,其运动轨迹是一条近似摆线,符合A=1时的情况,实现了零速投苗. 关键词移栽机;栽植器;运动轨迹 中图分类号$223.94文献标识码A文章编号0517—6611(2011)19—11932—01 TheAnalys~ofTrajectoryofTransplantUnitinBasket-Duckbilltypetransplanter ZHAOZhi-guo(HuaiyinInstituteofTechnology,Huai'an,Jiangsu223001) AbstractInresponsetothedifficuhproblemfortheplantingofseedlings,andtakingbasket— duckbilltypetransplanterforexample,theno— tionequationoftram;plantunitwasestablishedandthevalueofthecharacteristicparameterAwascalculaed.Undertheprincipleofplanting seedlingsatzerovelocity,whenAequalsto1,itcanensurethedegreeofve~iealofseedlings.SothesimulationmodelwassetupintheAD— AMSsoftwareandthekinematicsimulationwasdone.Thesimulationresultsshowedthatthezerospeedpointwasexistedintheforwarddirec. tionofthebasket,whosetrajectorywasasimilarcycloid,whichwasconsistentwiththecircumstanceswhenAequaledto1.Itachievedthe purposeofp】antingseedlingsatzerovelocity. KeywordsTransplanter;Transplantunit;Trajectory 目前,我国虽然开发了如钳夹式移栽机,带式栽植机,吊 篮式移栽机,导苗管式移栽机及挠性圆盘移栽机等机具,这 些移栽机基本都属于半自动移栽机….尽管个别机型性能 较好,但总体来说,国内油菜移栽机的移栽可靠性和移栽效 率都还不是很高,且劳动强度大,导致油菜移栽前期投入经 费大,降低了农民的收入.而移栽质量不稳定,秧苗直立 度不能完全达到农业技术要求,这和栽植器的运动有直接的 关系.笔者分析了吊篮一鸭嘴式移栽机栽植器运动轨迹,旨 在为生产实践提供参考. 1零速投苗原理 1.1吊篮运动轨迹特征参数A吊篮的绝对运动是拖拉 机前进运动和吊篮圆周运动的合成(图1). /l,,\ — f /.,\\=\ . r., / _/ 图1吊蓝栽植器不惹 Fig.1Thesketchmapofbaskettransplantunit 其运动轨迹方程为: f?(1) 【),.rsm.wt 式中,—轴方向上位移量(m);广y轴方向上位移量 基金项目 作者简介 收稿日期 淮安市科技支撑计划项目(SN1084). 赵志国(1977一),男,辽宁铁岭人,讲师,博士,从事农业机 械及工程机械方面的研究,E—mail:Lnzzg98@163.con. 2011.cI4-06 (m);一拖拉机前进速度(m/s);一时间;?一吊篮的转动角 速度(rad/s);,一吊篮的转动半径(m). 式(1)对时间t求导,可得到吊篮的运动速度方程: rVV—rmsintot {(2) 【Vrwcoswt 式中,—轴方向上速度(m/s);一y轴方向上速度 (m/s). 当=一ro)si0,即=时,吊篮水平速度 为O. 当=一rwsin(cJf>0,即>士时,吊篮水平分速度 与拖拉机方向一致. 当=一ra~sintot<0,即<一.1. Bvj",吊篮水平分速度 SlrlO)/ 与拖拉机方向相反. 令A:,其中,0?sin(,)?1.A是吊篮回转的圆周 速度与拖拉机前进速度的比值,称其为吊篮运动轨迹的特征 参数. 1.2零速投苗保证栽植秧苗直立状态是移栽机 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的 核心问题,鸭嘴式吊篮的运动对栽植秧苗的直立度产生直接 影响.特征参数A的取值有3种可能:0<A<1,A=1和A> 1,在特征参数A的3种取值情况下,鸭嘴式吊篮的运动轨迹 见图2. (1)当特征参数0<A<l时,鸭嘴式吊篮的运动轨迹为 短摆线,吊篮的水平分速度与拖拉机前进方向一致.因此, 在吊篮运动轨迹上任意点投放秧苗的水平分速度均向前,容 易使栽植的秧苗有加重向前倾倒的趋势,不能保证栽植秧苗 的直立度要求,无法实现零速投苗. (2)当特征参数A>1时,鸭嘴式吊篮的运动轨迹为余摆 线,即摆线上有环扣出现,吊篮在打穴时会出现前后摆动现 象,不利于打穴和保证秧苗的直立度. (下转第11935页) 39卷【9期刘德江等蓝靛果色素提取中混料设计优化酶配比的研究11935 [6]刘{中栋.食品添加剂原理与应用技术[M].北京:中国轻工业出版社, 2O0O:120. '—'" +"+"+"+"+"+"+"+"+"+"+"+"+"+"+"+'+"+"++"+"+ (上接第11932页) \. ?\>一 W 图2不同特征参数情况下鸭嘴式吊篮运动轨迹 Fig.2Thetrajectoryoftheduckbill-typebasketatthedifferent parameters (3)当特征参数A=1时,鸭嘴式吊篮的运动轨迹为摆 线,摆线上没有环扣出现,且在最下部时吊篮运动方向基本 处于垂直方向.摆线的最低点处存在1个拐点,即吊篮运动 轨迹上存在1个零速投苗点,拐点处的水平分速度为零,有 利于打出垂直的孔穴,保证了秧苗的直立度. 2基于ADAMS的吊篮一鸭嘴式栽植器建模与仿真分析 2.1吊篮一鸭嘴式栽植器建模在ADAMS软件中建立仿 真模型(图3).给出4个轮胎,用来模拟移栽机运动,水平行 走速度为200mm/s.考虑到投苗手的工作强度,以30~/min 的速度用于仿真计算,即1株/2s,而1个栽植器上有3个吊篮, 因此,栽植器的转动角速度为60./s,仿真时间为6S. 图3栽植器仿真模型 Fig.3Thesimulationmodeloftransplantunit 2.2运动轨迹模拟与分析图4,5为吊篮沿轴(前进方 向)方向运动的位移和速度.由图4可以看出,吊篮在整个 过程中沿轴方向(前进方向)的速度最小值为0mm/s,该 点是吊篮运动的特殊点,恰好是吊篮鸭嘴打穴后张开放苗 点,其相对地面速度很小,与特征参数A=1时的情况相符; 由图5可以看出,在4.0,4.8s时间段内,吊篮水平位移没 有发生变化,基本没有发生运动,这恰好是在吊篮鸭嘴口入 土到打开过程,使秧苗随吊篮运动的速度降至最小,保证了 秧苗的直立度. 在—y平面内将Y轴的坐标点作为纵轴,轴的坐标 点作为横轴生成平滑曲线图,即吊篮运动轨迹.由图6可以 看出,移栽机在行走过程中,吊篮在X-Y平面内划出l条近 似摆线,实现了零速投苗,即符合特征参数A=1时的情况. [7]曾I~IN$,漆巨容,张迎君.天然食色素的提取,纯化及应用[J].食品 研究与开发,20O4,29(6):79—81. "- t-"——卜"——卜..-t--?—十一"--+-"—?卜"—?卜"-4--?+"-t-"—卜"-+-"+"—?一 "-4-"+"+---t-?--4---—-卜"+? 蓍 警 l 璺 蕊 1O0 0 — 100.0 — 2On0 - 300.0 l I1.02.0l0/\ :/// 时间Time?s 图4吊篮沿X轴方向速度变化 Fig.4Thechangeofvelocityofbasketalongtheaxis 500.0 -5O0 \ 枷_.?. \, 250. 200. t50. 10n 50. 一\ l\,00...c)\.0' i墓喜蓦耋量蚕\耋///耋 图6吊篮运动轨迹 Fig.6Thetrajectoryofbasket 3结论 (1)针对移栽机在栽植过程中存在难立苗问题,根据栽 植器的运动方程,推导出特征参数的值,即0<入<1,=1 和入>1,提出=1时,可以保证秧苗的直立度. (2)通过运动模拟,绘制了吊篮沿轴方向的速度图和 位移图,以及吊篮运动轨迹曲线图,并对其进行了分析,验证 了入=1时的情况,符合零速投苗. 参考文献 [1]何吉,尹文庆,章士秀.3种旱地移栽机栽植器的性能分析[J].安徽 农业科学,2OO6,34(24):6722—6723,6725. [2]韩喜秋.影响江苏省油菜籽生产战本的因素分析[J_安徽农业科学, 2OO9,37(11):5134—5136. [3]耿端阳,董越_披_鸭嘴一偏心轮式钵苗栽植器的设计[J].农机化研究, 2oo9(12):100—103,116. [4]武科,毕新胜,陈永成.吊篮式移栽机栽植器的研究[J].农机化研究, 201o(6):73—75.79. [5]孙晶,马成林,周德义.组合振动导苗筒式移栽机研究[J].农业机械 ,2005,36(6):141—142. 1II?f『alI