非圆齿轮行星轮系传动的栽植机构参数优化与试验

来源：农业机械学报杂志2015年第9期北京时间：

作者：王 英,陈建能,赵 雄,孙新城

单位：宁波大学,浙江理工大学,浙江理工大学,浙江工业职业技术学院,

摘要：为了进一步优化栽植嘴的轨迹、姿态及其挖出的穴口形状，提高钵苗移栽的立苗率，提出了基于两级非圆齿轮行星轮系传动的栽植机构组合设计思路，运用变性椭圆-共轭非圆齿轮、变性偏心圆-共轭非圆齿轮、变性巴斯噶蜗线非圆齿轮、变性傅里叶非圆齿轮和变性正弦非圆齿轮5类非圆齿轮副，组合设计了25种不同的栽植机构。建立了基于非圆齿轮行星轮系传动的栽植机构通用数学模型，并将通用数学模型代入旋转式钵苗栽植机构多目标优化模型，根据给定的栽植农艺条件，优化得到了满足理想栽植要求的栽植机构类型及其对应的机构参数。选取其中的偏心-椭圆齿轮行星轮系栽植机构与变性椭圆齿轮行星轮系栽植机构进行对比分析，结果表明运用多种非圆齿轮副进行组合设计的栽植机构具有优越性。根据优化得到的栽植机构类型及其对应的参数进行结构设计和样机研制，并进行了运动学高速摄像试验和模拟田间栽植试验。由高速摄像试验得到的轨迹、姿态、速度等指标和理论计算的对比分析，验证了通用数学模型的正确性；由模拟田间栽植试验可得本栽植机构立苗率较高，约为95%。

关键词：钵苗移栽机 非圆齿轮 栽植机构 通用数学模型 参数优化 试验

基金资助：国家自然科学基金资助项目（51275481）、浙江省自然科学基金资助项目（LY15E050026）、浙江省种植装备技术重点实验室开放基金资助项目(2013E10013)、宁波大学学科资助项目(XKL14D2045)和宁波大学引进人才科研启动基金资助项目