发展机械秧苗移植.docx

1、摘要苗木的移植在米的培养中是劳动密集的操作。它也是一个熟练的 工作而且包括有一弯下的动作，如在一个水池领域中作姿势。在哪里 需要存在机械化操作。对于这一个目的，机制的设计被实行跟随分析 综合的方法。作为基本设计选择有耦合器扩展的计划四-条联接。由 机制产生的路径在一个计算机屏幕上策划。通过藉由在耦合器点的输 出运动的不同路径被获得的机制中改变各种不同联编的尺寸。潜在 的联编尺寸被识别基于墙的路径的适合，传达和苗木和回返运动的 种植。一四排自力推进的移植使用上述的机制和一将-最佳化种植手 指然后被发展而且测试。移植系统的机器被发现技术上能实行。1介绍印度是一个以农作物之一的米作为它的主要食物居多

2、的农业 国家。它每年有八千万吨饭生产，世界上大约22%的米生产是哪一个 国家。文化上地，在水浸水的领域的20-35天龄的年轻苗木的移植被 偏爱结束直接播种。他对较好的生产量的前领引由于较好的农作物在 被移植的农作物中是可能的管理实务。移植的操作需要大量的人力 （大约400个工时/亩）而且工作是非常艰苦的包括在弯下姿势工作而 且搬进泥泞的领域。因此，这被考虑如一个需要机械化的活动。移 植的机械化在农作物的生产中也促进后来活动的机械化o因为经济费 用，在日本和韩国已经成功的机器无法在印度被采用拘束和由于这国的联编指示当Li被假定当做1. 00单位长的。L3和L4能每个在范围 1.00-50. 00

3、中有长度。（回合1在表1显示）L2的最大价值被从 下列的二种情况决定：L2 max=L1+L3+L4L2 max=50. 00用作耦合器长度的范围从1.00到100.00并且对于耦合器角从0。到360。标准的Grash应用决定联接的可动性发现满足第一个圆中 的这个标准的联接的数字是84。以对（用）于耦合器扩展的长度的 五个（价）值和以对（用）于 耦合器扩展角（角度）的12个（价）值发 现这个圆的中的结合的数字（目）是84个X个5个X个12二5040。这些分析，使用在上面陈述的程序并且学习（研究）为每 一个结合的路径。在这个圆的期间确定（等同）了几乎七个潜在设计。 第二个圆以在1表中显示的尺度的

4、范围开始了。一些设计（是）要当 更紧（更近）的学习（研究）时放弃。在这个圆的中，分析的结果导致 一个潜在设计。同样地，完成了这第三和第四个圆。在这舞台（层） 的末尾定案的联接的参数在表2中展示手指的运动的路径在阶段1结束的时候在图3被显示。它是发现展 现在第2. 4. 1节被列出的下列的财产，它能在第2. 1节列出的需求被满 意被发现。在种植之后很快，一个另外的特征在180°是手指的回返。 这非常有用而且由于它自己的惯性将会帮助苗木的释放除了在手指 的回返运动期间让苗木未受到干扰的之外。表1、对（用）于分析的环节的尺度的范围RoundS1.Range ofNo. ofNo.dimen

5、sions LI L2L3L4LFw (deg)combinations11 11.00(Stated)1. 00 - 50. 001. 00 - 50. 001.00 - 100.21 7002 31.001. 00 - 3. 991.00-7.071.00-7. 073. 16-31.62180 - 36037 920 11 0001.005.41 -7. 621.00-7.072. 66 一 18. 801.00-31.62270 - 360,1.0017. 14-21.001.00-7. 077. 07 - 50. 003. 16 - 100. 000- 12

6、0300 - 360,0- 1202451.0048. 34 - 50. 001. 00 - 7. 0718. 80 - 50. 0010. 00- 100. 00330 - 360,774041 400671.003. 89 - 15. 142. 66 - 18. 802. 66 - 18. 801.00-31.620- 12028 980 13 8001.0012. 73 - 18. 502.66 - 18. 807. 07 - 50. 003. 16-100. 00240 - 360,1.001.00-6.217. 07 - 50. 007. 07 - 50. 001.00-10. 00

7、0-3030- 150300 - 360,0- 120311.001. 17-1.591.92-2.961.92-2. 964. 08-6.81300 - 34026300411.001.34 - 1.442. 22 - 2.442. 22 - 2. 444. 57 -5.42310-33050000Total243 880表2、联接的尺度用层尺度合成物的表1示定案SI.No.插图符号尺度Li1.001曲柄（单位（单元）距离）的长度l21.392耦合器（单位（单元）距离）的长度l32. 393跟随器（单位（单元）距离）的长度l42. 394固定的环节（单位（单元）距离）的长度Lf5.005耦合

8、器扩展（单位（单元）距离）的长度317.56有耦合器的耦合器扩展的角（角度）连接（程度）DIRECTION OF TRAVEL-20VERTICAL CLEARANCEPOINT OF PLANTI NG2，X ( unit distance I 图3耦合器的运动的路径指向状态设计的1个的末尾。2. 4. 1路径的性质由参数有的联接产生在表2中列表1、播种的一个点能位于处于L状态（图3）在哪里，手指到大约180。的土壤中的希望的深度和锐利折回。因此，苗木的惯性使它本身集合 将会在释放来自手指的苗木方面帮助。图4固定的环节的倾向的角（角度）对播种和曲柄的点之间的垂直距离的影响, 8中心。(b)

9、X For word velocity:-1.0/cycte Crank rotation tAntidodcrForward velocity： 1.0/cycle Crank rotation : Clockwise(d) X(c) X 图5由于向前速度的重叠在手指的运动的路径上改变。2、如果手指从K至UL移动向下的，则手指的返回运动是通过在左侧面 离开这个播种的苗木的这条路径的右侧方面。这是理想的因为在 处于L状态播种以后没干扰这个苗木。图6有不同耦合器扩展角（角度）的机制方面的播种手指的运动的路径。表3传递的优化的值处于耦合器扩展角（小）的不同值和水平的（B） 固定的联系的倾向状态移植

10、者快速前进。3、苗木可能被挑选在为在K移植上面哪里，手指运动是向下的。4、有手指加快的中肯切题播种的点的返回运动的分离的路径。5、盘子被放置在对于机器的左边的K,而且机器可能移动到右边。因 此，一些机器部份就被种植的苗木通过。应该有有固定联编（B）和 不同的耦合器联编延长的定方位的不同角度角度（W）的机制的播 种的速度。为这一个目的的充足清除。那垂直的K和L之间的距离为 立着的苗木表现可得的清除。选择适当的刻度为联编长度能确定这一个清除的大小。图7以由有固定的环节的方向的不同角（角度）（B）和不同的耦合器的机制引起的传45DISTANCE FROM THE CRANK CENTRE (UNIT

11、 DISTANCE)-O【dNvlsslzn)UJWNtJ兰 V5 3H1W0E工 IdUJa1曲柄的长度，公分1.002耦合器的长度,公分l21.393跟随器的长度,公分l32. 39符号尺度表4联接的运动学尺度为移植机制合成。序号 特点固定的环节的长度，公分5 耦合器扩展的长度，公分6 有耦合器的耦合器扩展的角（角度）连接LiLf的角（角度）固定和水平的联系，87程度图8.2. 395.00310206. 这个固定的环节广告AD（图2a）可以给倾向带来在A和D的那些比 作的低的升级种植L的点。它也确保土壤水平的机器部件的更多清除。2. 5第二和第三层 筌数（在第2.2节列出的项目7-9）是

12、在第二个阶段中被决定。连合的真实大小将会仰赖苗木的大小。在被携带的K（见到图3）, 苗木能被从盘子挑选向下的对点L然后为种植和手指没有干扰在盘 子中被堆积的苗木将会经过分开的路径对出发点重描。下列的观察 在机制的初步研究上被注意。2. 5. 1在机制的初步研究方面的观察在阶段1设计了。1.对在上述的机制中的1.00个单位的10 cm的刻度尺寸将会是适当 的考虑苗木的大小。这将会种植扼要提供来自盘子的35cm的垂直距离。COUPLERS EXTENSION(ALL DIMENSIONS ARE IN CM图9手指的几何学形状武装耦合器扩展的部分。2,这个曲柄销钉经过最低的在它的旋转期间指向E。跟

13、随器对于固 定的点D是旧约全书的。如果我们能布置这两个点有地面的同等升级 的机制得到地面的半方-tire机制的最大清除，这也许可能。这 在图.4是明显的。在这种情况下固定的环节的角度制定是一24.5° o 因此，可以接近这个值选择固定的环节的角度。3. 机制可能是布置的，这是处于K状态选择苗木和处于L状态播种。 在以后播种，手指通过分离的路径返回。这可以注意返回传播期间的 手指不干扰这个播种的苗木。照样选择曲柄旋转的方向。4. 播种对手指的运动的向前速度的重叠造成了如图5所显示的一条 运动的路径。这指出了播种期间的手指的路径最（多）影响。而不是 180°条返回路径不久播种，

14、根据向前传播的方向有或者回路或者弯 曲的路径。Top view图.10合并新机制的自推进的米移植的草图。家的盛行很广文化实践。名词汇编Li曲柄艾伯塔（艾伯塔）的长度。l2耦合器的长度。l3跟随器的长度连接。l4固定的环节的长度。Lf连接耦合器扩展的长度。Xf耦合器的X -共同纵坐标指向F。Yf耦合器的Y -共同纵坐标指向F固定的环节的倾向的角（角度）o 耦合器和这个跟随器之间的包括的角（角度）连接。耦合器的角（角度）。跟随器的角（角度）连接。ji数学常数，3. 14给角（角度）装上曲柄。包括了耦合器和这个耦合器扩展之间的角（角度）o操作地以机器制造-移植系统可能被依下列各项（图1）看得见。苗木

15、在一个盘子中被堆积.由合适机制操作的一只载植手拾起托盘的苗木。（1 ）传输情况（箱子）。（2 ）发动机，（3 ）地面轮子轴（箭），（4 ）支 持抓住，（5 ）种植者给轴（箭），（6 ）柄，（7 ）手指集合，（8 ）曲柄，（9 ）耦合器环节装上曲柄，（10 ）托盘，（11 ）种子推板，（12 ）地面 轮子，（13 ）给箱罐加燃料，（14 ）漂浮5耦合器扩展环节或者耦合器扩展环节的角（角度）的长度方面的小 变化也找到改进播种的点的路径（图6）。因此，能使这些参数改变 得到锋利返回路径。基于从上面所述初步研究获得的结论，在第二层使机制的设计 继续。1到5使以第2.2部分列成表的环节尺度保持不变。耦合

16、器延 长联编的角度被从对5°的步骤的310°是向下的325°改变。三固定 联编按某一角度转动在-20 °被选择,-24.5°和-29°。播种的向前 速度被在试验改变。在分析方面合并传播的向前速度。向前速度也 在考验方面变化了。为巾和B的给的（价）值，获得锋利返回路径的 向前速度在表3中显示。在 图.7靠近与这些相应的播种位置的路径 显不O在第二层分析的基础方面选择3=20°的值。角度中被改变到310° 设计向前速度每种植周期将是14公分。在表4中给出了设计值。在图.8 显示手指的运动的路径。在第三层分析，用图表制定

17、耦合器扩展环节的几何学形状和在 图9中显示。它确保耦合器扩展环节在整个运动期间除了这在苗木的 选择期间由手指需要的其以外将不妨碍托盘。在实验室条件方面发展和测试上面所述机制的实验室模型（图 10 ）。进一步，上面所述机制合并的一个四_米（移植者也发展和 （被）测试。图10展览的是移植机草图。这由一台汽油发动机发动了 一个自推进的模型。这个移植机已经满意地运作。1 Anonymous Rice Transplanters, RNAM Digest I. Regional Network for Agricultural Machinery, C/o United Nations Developm

18、ent Programme, Pasay city, Philippines, 1979.2 A.G. Erdman, G.N. Sandor, in: Mechanism Design Analysis and Synthesis, vol. 1, Prentice Hall of India Pvt. Ltd, New Delhi, India, 1984.3 J. Hirschhorn, Kinematics and Dynamics of Plane Mechanisms, McGraw-Hill, New York, 1962.4 R.L. Norton, Design of Mac

19、hinery, McGraw-Hill, New York, 1992.5 B. Paul, in: Kinematics and Dynamics of Planar Machinery, Prentice-Hall, New Jersey, 1981.6 J.E. Shigley, Kinematic Analysis of Mechanisms, second ed., McGraw-Hill, New York, 1969.7 L. Zimmerman, Mechanization of Motion, Wiley, New York, 1961.原文说明原文说明的内容是：苗木的移植在

20、米的培养中是劳动密集的操作。它 也是一个熟练的工作而且包括有一弯下的动作，如在一个水池领域中 作姿势。在哪里需要存在机械化操作。对于这一个目的，机制的设计 被实行跟随分析综合的方法。作为基本设计选择有耦合器扩展的计划 四-条联接。由机制产生的路径在一个计算机屏幕上策划。通过藉由 在耦合器点的输出运动的不同路径被获得的机制中改变各种不同联 编的尺寸。潜在的联编尺寸被识别基于墙的路径的适合，传达和苗 木和回返运动的种植。一四排自力推进的移植使用上述的机制和一将 -最佳化种植手指然后被发展而且测试。移植系统的机器被发现技术 上能实行。题名：发展机械秧苗移植作者：托马斯来源：印度农业也食品工程部SEE

21、DLINGSDIRECTION OF MACHINE TRAVELTFINGERFLOATPFINGER DRIVING MECHANISM图1.概要的机械苗木移植FRAMETRAYRGROUND LEVEL苗木被携带到土壤而且被放置在适当的深度在一几乎直立地作姿 势。载植手回到它的最初位置，以便它能重复程序。机器动作为种植转寄到下一个位置。在目前的调查方面为移植苗木的目的设计了机制。由一台发动机 以大约40转/分驱使了机制。相同的发动机驱使移植者的地面轮子。 地面轮子和播种机制的曲柄之间的速度比例决定植物之间的间距。1. 1用于动力的播种机制的设计操作:1 说明动力操作的机械的大多数播种装置

22、能分类为四-条联 接的曲柄和摇杆机制。一只载植手，它是机制的耦合器环节的一个 部分，使种子托盘的苗木分离和把他们放在土壤里。由载植手指追 踪的曲线可以在播种的苗木的稳定性方面有影响力。认为播种机制的 运动学分析对于它的操作和它的进一步的改进的理解必不可少。1.2机制的设计2 Erdman和桑德尔2 说大多数机制任务的设计要求传送到 单一输出、单一输入。因此，单一程度是使用得最经常地的形式- 自由机制。Shigley 6 说明Grub 1 erJ S标准涉及了机制方面 的环节的数字和运动学对的数字和种类。它能为决定机制的自由的程 度使用。Erdman和桑德尔2 说明分析技术能用把昂贵和消耗时间的

23、 建筑物放回原位和试错法设计方法方面的物质的原型的测验。分析 技术通常形成多数合成方法的一个基本部分。诺顿4 说明四-条联 接应该在中间，运动的rst解决办法控制调查的问题。能做工作的 最少的部分通常将给出最不昂贵和最可靠的办法。诺顿4 说明 Grashof条件能用作很简单的关系，它（这）预料四-条联接的状态， 基于环节长。Zimmerman 7 说明如果环节之一有比另一个三的总 和更很大长度，四-条机制实际上不可能。Hirschhorn 3 说明一 四-条联接截然不同类型机制的能由倒置获得。由曲柄岩石者机制 取得了吗，这两个环节xing之一用最短的环节双了。保罗5 提 议Newton - R

24、aphson方法能使用用解决为解决四-条联接位置问 题发展（产生）的非-线性的等式。Zimmerman 7 说明一个基本机 制设计问题是的它那个四-酒吧（条）链条能为提供办法（溶液）吗，它 折射率四-条机制的耦合器的一个点描述密切接近这希望的一个的路 径。2方法学一个机械载植手里的方法跟随运动的希望的路径。选择有所有再 次涡旋形对的计划四-条联接，如同这很简单，机制由也许保持起来 和可以花费得少容易制造的其组成了。把输入运动应用于曲柄，因此 运动是不断延伸和旋转的。输出运动跟随合适路径满足在下面规定的 一个移植者的需要。机制应该有自由的一度并且能够制造回路的一个 耦合器点可以被合并。在耦合器点

25、将连接这只载植手。2.1被提议种植机制的输出运动需求。(I) 种植机制的建议的输出运动是要从这些安排的一个托盘得到这 个苗木。为这个托盘提供槽缝有利于手指的不间断运动。在向下的传 播期间，机械手把这些苗木带到土壤中。(II) 苗木那时要以希望的深播种。(III) 苗木要在一个几乎垂直的位置播种。可以允许大约30°的偏差。(iv) 载植手要回到原始位置探求播种操作。在返回运动期间要求手 指没有妨碍种植的苗木运动。播种的末尾的手指的速度的方向的颠倒 反转为达到它有益。(v) 在返回运动期间，一只手指没有妨碍托盘必须经过路径。这要防 止在托盘中安排的苗木的任何可能干扰。这样，向前传播的路径

26、和返 回传播的路径将必然不同。(vi) 手指在它的运动期间不能干扰机器的其他成员。(VII)机制的部分必须从这个田地有恰当清除在这些部分上使土壤的 积累减到最少。选择的点从田地层次必须位于在恰当度，种子托盘才 能有的恰当清除。(VIII)如当机器运动此时有传播的恒定向前速度，播种周期是不断 延伸的。四-条的四个环节的尺度回路的方向吗。耦合器扩展的xed 环节，长度和耦合器扩展的角度是要为设计决定。因为没能直接合成 这些价值这决定检查对用于上面所述参数的各种考验值和研究由这 样的机制由于移植的目的产生的路径的适宜性。有系统地改变了上 面所述参数专断使用规定了范围。在大约0.23百万个联接设计的目

27、 前的调查期间检查。使环节尺度的选择跟随分析和选择的一个方法。如同在上面陈 述那样使环节尺度改变了。为环节尺度的每个考验值在一个计算机屏 幕上计算和显示移植手指点的运动的路径。最初，如同以第2.1部分 陈述那样满足输出运动需要的环节尺度选择。给出细节以第2. 4部分。 研究和生产也许更好的路径联接设计进一步，在上面所述选择的设 计值周围规定环节尺度的小范围。的路径载植手点运动再次检查，牢 记陈述得更早的需要。在几个设计以外，一个选择了，很可能给最 好的路径。这样，分析和选择在设计程序中形成了这个主要策略。最初忽视移植机器的向前传播速度因为这对播种手指的速度在 比较方面小层设计的1。固定的角度。

28、环节也认为是零。在得出近似 设计以后这些值也在层2方面变化了。最后，耦合器扩展环节的形状 也是设计这没有干扰运动此时有机器(层3 )的其他成员的。把联接的 参数在下面列成表：2. 2.用于设计的联接参数。用于设计的联接参数。1 曲柄的长度，L,2 耦合器的长度，L23 跟随器的长度，L34 固定的环节的长度，L45 耦合器扩展的长度，低频(Lf )6 耦合器扩展的角(角度)，W7 联接的真实尺寸8和水平的固定的联系的角度，B9传播的速度。2.3联接的分析要决定的联接参数用第2. 2部分表示陈述。为这些选择了考验值 并且为一个完全旋转后面是耦合器点的路径在一个计算机屏幕上策 划。用第2. 1部分表示在出列成表的标准的基础方面检查了这条路径。 应当注意的是如当改变固定的环节的角度，整个路径将变得倾斜。 在检查路径的适宜性时这牢记。由参加由平直线处于曲柄角的不同值状态计算的耦合器点获得 了这条路径。在分析曲柄期间以1°设置了角度。如下计算耦合器点 的位置。在图中显示了四-条联接。图2 (a)。环节矢量的总和X和Y部分。Li cos ( 9 ) +L2cos (O J +L3COS (C>2) HU二0,Li . sin( 0 )+L2sin( J+Lasin(2)=0在LI是曲柄艾伯塔(