烤烟钵苗栽植机构运动学和动力学分析与仿真

为了研究一种适应于烤烟钵苗栽植的机构,本文从烤烟钵苗栽植的农艺要求和栽植机具设计的技术要求出发,在充分分析现有钵苗栽植机具适应性的基础上,设计了一套双曲柄连杆机构的单插往复式烤烟钵苗栽植机构,该机构由两套互联的曲柄连杆机构组成,主曲柄连杆机构用于移栽打孔,副曲柄连杆机构对栽植机构中的栽植器角度进行修正,使栽植器在栽植打孔的同时按一定规律偏转,该设计有利于苗杯接受投苗和减少曲柄连杆机构长度,也符合深栽和稀栽的农艺要求。 建立了机构的运动学模型,采用计算机辅助工程的方法对机构的运动学进行仿真分析,得到了各质点的位移、速度和加速度特征,得到了栽植机构中栽植器质点的静轨迹和动轨迹曲线,得到了栽植器中心线相对于时间的变化规律。 建立了机构的动力学模型,采用试验的方法,对栽植器入土受力进行统计分析,采用插值运算和曲线拟合的方法结合运动学仿真结果将栽植器入土受力转换为与时间相关的方程作用在栽植机构上,通过对栽植机构的动力学进行仿真分析,发现栽植器栽植时地面对机构的反作用力远大于机构运动中自身的惯性力,找到了影响栽植机构受力的最大影响因素,结合烤烟钵苗栽植时的物理尺寸特征,改进了栽植器的结构,通过分析改进前后栽植机构的受力和功耗特点发现,改进后机构的最大受力减小了57%,最大功耗减小了56%。