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1、安IR农业科学 Journal of Anhui Agri. Sci.2011 ,39( 15) ：9357 -9359贵任球辑 李占乐 贵任校对水稻插秧机分插机构的轨迹规划和运动仿真王 玉 （河北机电职业技术学院机械匸程系，河北邢台054048）摘要 根据分插机构的歸构特点，对其进行了模型简化，应用速度瞬心法求解出桶秧机插杆末端的位移、速度方程;运用ADAMS软件， 建立了水稻插秧机分插机构虚拟样机橫型，仿真得出了模型的末这轨迹以及枯杆末端的位務和速度并与应用方程求解出的理论值进 行对比一方面验证了理论计算的的准确性与可*性另一方面脸证了仿真方法的正确，14与可行性为后埃水稻插秧机分桶机构的
2、设计 和制造提供了理论依攥。关键词连杆式分插机构;轨址规划；运动仿真;ADAMS中图分类号 S223.92文献标识码 A文章编号0517-6611(2011)15-0935703Trajectory Planning and Motion Simulation of Rice Transplanter Transplanting MechanismWANG Yu ( Departmenl of Mechanical Engineering, Hebei Institute of Mechanical and Electronic Technology, Xingtai, Hebei 05404
3、8) Abstract According to its structure characteristics9the transplanting model was simplified,and then the method of velocity instantaneous center was adopted to calculate the insert rod end displacement and velocity equation of rice transplanting mechanism v the ADAMS software was used to construct
4、 the virtual proto<)pe of the transplanting mechanism .simulate the end trajectory and displacement and velocity of inserted rod end,and then the displacement equation and velocity equation results were comparedtwhichton the one hand,verified the theoretical calculation accuracy and reliability 9
5、on the other hand verified the simulation correctness and feasibility 9and provided the basis for subsequent design and manufacture of rice transplanting mechanism with four bar linkages.Key words Rod type transplanting structure;Trajectory planning；Motion simulation;ADAMS安IR农业科学 Journal of Anhui Ag
6、ri. Sci.2011 ,39( 15) ：9357 -9359贵任球辑 李占乐 贵任校对安IR农业科学 Journal of Anhui Agri. Sci.2011 ,39( 15) ：9357 -9359贵任球辑 李占乐 贵任校对国内2ZT系列倆秧机及日本插秧机广泛采用连杆式分 插机构作为苴T-作机构的主体，该分插机构的性能很大程度 上玄接决定了插秧机的插秧质呈。分插机构设计首先根 据经验拟定的运动轨迹,然后求出运动轨迹可再现拟定曲线 各构件的尺寸。为实现预定的轨迹，传统的设计方法采用图 谱法,即应用连杆曲线图谱，从图谱中,査出与要求点轨迹相 似的曲线，进-步査出形成该曲线各构件的尺寸
7、，从而确定 分插机构各参数。该方法较复杂，不精确，难以根据不同土 壤和株距进行调整，物理样机往往由于达不到要求，而需要 反复制造，所以开发周期长,研发成本高。笔者旨在结合插 秧机的具体要求,根据曲柄摇杆式分插机构的工作原理和机 构运动简图，建立曲柄摇杆式分插机构运动分析的数学模 型，在理论分析基础上，基于虚拟样机技术进行分插机构轨 迹规划以拟合要求的运动轨迹,并进行运动仿真分析，以缩 短研发周期,降低研发成本，并为进一步进行插秧机动力学 '分析和插秧机设计提供基础。1工作过程连杆式插秧机主体机构见图1 123 0其主动件曲柄AB匀 速整周回转带动摇杆CD定轴转动连杆BC作平面运动， 连
8、杆BC即为栽植臂,ME是插秧机插杆。曲柄每转一周，插 秧机插杆首先在图示位置从秧箱中取秧,沿左侧P曲线向下 运动，运动到最低点时,将秧苗裁植到土壤中，然后沿右侧B 曲线运动，冋到秧箱位置,完成一次插秧动作。为准确地从 秧箱中取秧苗，并把秧苗按要求插入土壤中，要求E点按侦 定轨迹B运动，以滅少漂秧、漏秧现象的发生。2分插机构运动分析已知各构件的长度、以、且A、D为定 点，B.C.E为动点。设变凰为曲柄AB的转角a、0(图 2a)°图1插秧机分插机构工作原理World ng principle of rice transplanter transplantingmechanism2.1建
9、立位移方程 由图2b可知,4杆机构的矢虽方程为31：4B+BC = CD + 4D131将(1)式转化为解析式：严8 =<wcosalya s/sinaxc "d +G c如yc 二 Yd+G呗插秧机插杆E的坐标为： rx£ =xs 4-ZS£cos( 180° -/3) l/r f +bsin( 180° -0)(1)(2)2.2建立速度方程对（2）式求一阶导数得B点的速度为:"& = -alABsina= alAB cosa对(3)式求导，得C点得速度为:(5)安IR农业科学 Journal of Anhui Agri. Sci.2011 ,39( 15) ：9357 -9359贵任球辑 李占乐 贵任校对作者简介王玉（1969 - ）女河北街水人副教授，硕士，主要从 事机械设计、机诚仿真分析方面的教学与研究。收稿日期2011-03-02严=-WlgCO钟由图2可知，曲柄AB作定轴转动，所以B点的瞬时线