三臂回转式水稻钵苗移栽机构反求设计与试验

针对前期正向设计得到的三移栽臂水稻钵苗移栽机构应用中存在绝对运动轨迹回程段前倾造成秧苗回带，以及推苗角偏小造成推苗直立度差的问题，提出一种基于局部运动轨迹的反求设计方法完成三臂回转式水稻钵苗移栽机构设计。首先，分析机构绝对运动轨迹和相对运动轨迹之间关系，结合原机构存在的问题预设局部较理想绝对运动轨迹回程段轨迹、取推苗角，确定移栽机构局部相对运动轨迹关键位置点，应用三次非均匀B样条曲线拟合生成相对运动轨迹；然后，建立基于相对运动轨迹的移栽机构反求设计模型，开发了基于Matlab的反求设计辅助分析软件，优化获得满足设计目标的移栽轨迹和机构参数；最后，对三臂回转式水稻钵苗移栽机构进行了结构设计、虚拟仿真与样机试验，结果表明：仿真轨迹、样机试验轨迹与理论计算轨迹基本一致，且移栽臂推秧角较原机构增大了9.08°以上、绝对运动轨迹回程高度大于120 mm、取推苗角度差与秧箱实际安装角误差控制在±2°以内，满足水稻钵苗高直立度移栽要求，验证了所提出方法和三臂回转式水稻钵苗移栽机构设计的正确性。