穴盤水稻秧苗通過分秧滑道的運動仿真與分析.pdf

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1、第26卷2010笠第lO期10月農(nóng)業(yè)工程學(xué)報TransactionsoftheCSAE、，．01．26No．100ct．2010113穴盤水稻秧苗通過分秧滑道的運動仿真與分析馬瑞峻1,2王凱湛3，馬旭也，張亞莉1’2(1．華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，廣州510642；2．華南農(nóng)業(yè)大學(xué)南方農(nóng)業(yè)機械與裝備關(guān)鍵技術(shù)省部共建教育部重點實驗室，廣州510642；3．廣州市交通委員會，廣州510032)摘要：為了研究所設(shè)計的分秧滑道的性能，利用Pro／E和ADAMS軟件對穴盤水稻秧苗通過分秧滑道運動進行了仿真。建立了2種秧苗營養(yǎng)土缽模型，球體模型和實際尺寸營養(yǎng)土缽模

2、型。結(jié)果發(fā)現(xiàn)秧苗在通過分秧滑道圓弧段時其速度、加速度和接觸力會發(fā)生突變；秧苗通過7條滑道需要的時間最長為0．633s，最短為0．463s；當(dāng)滑道相對豎直平面傾斜2。布置時，秧苗通過滑道的通過性與滑道嚷直布置時的差異不大。通過仿真可得到7穴秧苗不同時間點在7條滑道中的運動軌跡，以及在滑道運動的狀態(tài)下，秧苗通過2組分秧滑道后在田間的定植情況。研究結(jié)果為今后分秧機構(gòu)的進一步優(yōu)化設(shè)計和試驗研究提供了參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：水稻秧苗，分秧滑道，仿真，ADAMSdoi：10．3969巧．issn．1002—6819．2010．10．018中圖分類號：S223文獻標(biāo)志

3、碼：A文章編號：1002—6819(2010)-lO-oll3一06馬瑞峻，王凱湛，馬旭，等．穴盤水稻秧苗通過分秧滑道的運動仿真與分析[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2010，26(10)：113—118．MaRuijun，WangKaizhan，MaXu，eta1．Simulationandanalysisofmovementofriceseedlingspassmgthroughseparatingchutes[J]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(10)：113一118．(inChinesewithEnglishabstra

4、ct)0引言中國已研究設(shè)計了多種水稻秧苗拋秧移栽機械，機械手夾子式穴盤水稻秧苗有序行拋機是其中的一種類型

5、1。該機具中的一個重要工作部件是分秧滑道，這些分秧滑道用于將機械手一次拔起的7穴穴盤秧苗(間距為23mm)分秧后定植于田間，定植后田間行間距為200mm。所設(shè)計的分秧滑道共分2組，每組各包括7條分滑道【2。J，其三維實物模型如圖l所示，2組分秧滑道以豎直平面為鏡像平面，分別向外傾斜20，以避免滑道下部相互干涉mJ。圖1分秧滑道3維模型Fig．1Virtualprototypingofchutesforseparatingdeeseedlings

6、收稿日期：2010-04．25修訂日期：2010--08．12基金項目：廣東省高等學(xué)校人才引進科研資助項目；廣東省自然科學(xué)基金博士科研啟動項目(04300478)作者簡介：馬瑞峻(970-)．男，內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)人，博士．副教授，農(nóng)業(yè)工程學(xué)會高級會員(E041200177S)，主要從事農(nóng)業(yè)機械化及其自動化方面研究。廣州華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，510642。Email：maruijuamrj@163．tom由于每條分秧滑道上部被限制在很小的范圍內(nèi)(直徑23mm)，致使秧苗在滑道中的通過性，與滑道內(nèi)徑，形狀、材料以及滑道的窄間位姿等有著密切的關(guān)系。所以，在滑道

7、設(shè)計參數(shù)基本確定的情況下，有必要對秧苗在滑道中的運動情況進行仿真與分析，以考察秧苗的通過性。本文對秧苗在滑道中通過性的仿真內(nèi)容主要包括：秧苗在各分秧滑道中的受力情況和通過的時間；秧苗在各分秧滑道中通過時的運動軌跡；秧苗通過時受分秧滑道傾斜布置的影響以及秧苗在田間定植后的分布情況。1秧苗在滑道中通過時的運動仿真與分析1．1滑道模型的導(dǎo)入和秧苗模型的建立在Pro／E中，利用Pro／E與ADAMS接口程序Mechanism／Pro建立起分滑道裝配體的剛體，以Render的格式輸出，輸出圖形質(zhì)量為10(最大值)，完成后得到分滑道的ADAMS文件aview．

8、cmd，可以直接在ADAMS中打開，其中最長的一條滑道(分滑道1)的示意圖如圖2所示(其余滑道依次命名為分滑道2至分滑道7)，所有滑道與豎直平面(front平面)之間有一個20的傾斜角。各分滑道的結(jié)構(gòu)參數(shù)參見文獻[2】。在ADAMS中岬】，建立2種營養(yǎng)土模型，一種是等質(zhì)量的剛性球體模型；另一種是秧苗營養(yǎng)土缽實際尺寸模型，通過2種模型的對比研究，使仿真逐步完善。所建立的營養(yǎng)土缽球體模型如圖3所示，直徑為16mm，質(zhì)量為5．265g；在Pro／E中建立并導(dǎo)入ADAMS后的秧114農(nóng)業(yè)工程學(xué)報2010年苗營養(yǎng)土缽的實際尺寸模型如圖4所示，營養(yǎng)土缽上端直徑

9、為17mm，下端直徑為10mm，高為18mill。圖2分滑道1的ADAMS示意圖Fig．2Sketchofchute1in