杂交稻母本插秧机分插机构优化设计与仿真分析

随着我国农业现代化进程的不断推进，杂交稻机械化插秧已在我国部分地区进行了试验和研究，然而劳动强度大以及劳动力大量流失等问题却成为目前杂交稻生产规模扩大以及降低母本栽插成本的障碍。研究表明，我国江淮地区的杂交稻母本栽插行距要求在160～170mm,而现有的插秧机的行距多为300mm和240mm，即使目前已经研发出来的用于杂交稻母本栽插的插秧机的行距也有200mm。因此，为了降低劳动成本和提高劳动效率，亟待研发一种用于江淮地区杂交稻母本栽插的水稻插秧机。本文主要针对杂交稻母本插秧机的关键部件—分插机构进行研究，包括曲柄摇杆式分插机构数学建模、优化设计、运动学仿真以及关键部件强度校核，具体内容如下： （1）介绍杂交稻母本插秧机的整机设计方案，阐述杂交稻母本插秧机分插机构的选型及其工作原理，建立曲柄摇杆式分插机构的数学模型以及推秧装置的数学模型； （2）根据杂交稻母本栽插的农艺要求，对分插机构的秧针运动轨迹进行深入研究，将得出的影响插秧轨迹的参数作为设计变量，以秧针理论运动轨迹与实际运动轨迹之差的平方和最小作为目标函数，并以各项关键农艺要求为约束条件，建立分插机构的优化数学模型，通过MATLAB求解出最优工作参数； （3)根据最优工作参数，利用Pro/E软件建立分插机构的三维模型，将其导入动力学分析软件ADAMS中进行刚性体动力学分析仿真，得出分插机构的运动位移、速度、加速度和接触力等运动参数； （4）在ADAMS软件中，对秧针和拨叉建立柔性体，与分插机构其他刚性体部件进行刚柔耦合联合仿真，得出分插机构的位移、速度、加速度和接触力等运动参数；并与刚性体动力学仿真的结果进行对比，以验证所建立的刚柔耦合模型的合理性。 （5）利用有限元分析软件ANSYS软件对分插机构的易损件（包括秧针和拨叉）进行强度校核，通过合理的选材，保证其具有较长的使用寿命。