劉志平　辛　亮　周脈樂　王　杰

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院， 哈爾濱 150030)

0　引言

水稻覆膜栽培技術(shù)具有提高地表溫度，增加有效積溫，減輕雜草和病蟲害，增加有效穗數(shù)和有效防止水土流失等優(yōu)點(diǎn)[1-4]。該項(xiàng)技術(shù)可以將有機(jī)水稻的種植趨于理想化，即解決了在不使用化學(xué)除草劑情況下種植有機(jī)水稻除草的難題[5]。水稻缽苗移栽技術(shù)，較傳統(tǒng)插秧方式相比，具有不傷根、無緩苗期等優(yōu)點(diǎn)，可以使秧苗低節(jié)位分蘗，增加有效分蘗，平均增產(chǎn)10%～20%[6-8]。綜上所述，水稻缽苗移栽和覆膜栽植技術(shù)均是水稻種植的發(fā)展趨勢(shì)，水稻缽苗膜上移栽將兩種農(nóng)藝結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)二者優(yōu)勢(shì)的疊加，達(dá)到有機(jī)水稻的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，大幅度提高有機(jī)水稻種植的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。

目前，對(duì)于全自動(dòng)水稻膜上移栽裝備的研究較少，所見報(bào)道大多為單獨(dú)進(jìn)行覆膜、打孔、插秧的裝備，同時(shí)也出現(xiàn)了水稻覆膜插秧一體機(jī)。日本的永田雅輝等[9-10]研制出一種水稻覆膜插秧機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)破膜與插秧同步作業(yè)，但該機(jī)型并未實(shí)現(xiàn)大面積的推廣使用。國(guó)內(nèi)對(duì)于水稻覆膜打孔栽植裝置的研制較少，由兩套機(jī)構(gòu)分別完成破膜與插秧動(dòng)作，在實(shí)際作業(yè)中，很難保證秧苗正好插入穴口中，出現(xiàn)了傷根傷苗等現(xiàn)象[11-13]。水稻高速插秧機(jī)直接用秧爪破膜栽植，會(huì)對(duì)水稻的根系造成一定傷害，破膜與栽植質(zhì)量均受影響[14]。水稻膜上機(jī)械化栽植均采用插秧方式，而將水稻缽苗移栽與破膜打孔栽植相結(jié)合的裝備研究未見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，該項(xiàng)農(nóng)藝技術(shù)的機(jī)械化生產(chǎn)對(duì)于有機(jī)水稻的生產(chǎn)與后續(xù)研究具有重要的意義。

本文將帕斯卡蝸線齒輪[15-16]行星輪系與圓柱齒輪行星輪系相結(jié)合，提出一種同時(shí)滿足膜上開孔與水稻缽苗移栽的移栽機(jī)構(gòu)，并基于該機(jī)構(gòu)開發(fā)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，通過對(duì)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)優(yōu)化，使得移栽機(jī)構(gòu)的夾秧片實(shí)現(xiàn)水稻缽苗移栽所需的環(huán)扣形軌跡，破膜刀具隨著圓柱齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)缽苗移栽前的破膜作業(yè)。由一套機(jī)構(gòu)依次完成取苗、輸送、破膜和栽植一系列動(dòng)作，避免因破膜與水稻栽植不同步而造成的秧苗損傷問題。

1　移栽機(jī)構(gòu)工作原理與軌跡分析

1.1　工作原理

移栽機(jī)構(gòu)是水稻缽苗膜上移栽機(jī)的核心工作部件，機(jī)構(gòu)的工作原理圖如圖1所示。該機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)部分由5個(gè)相互嚙合的非圓齒輪和5個(gè)相互嚙合的圓柱齒輪組成，由于兩側(cè)移栽臂的運(yùn)動(dòng)軌跡和姿態(tài)是相同的，因此僅對(duì)單側(cè)移栽臂進(jìn)行說明。其工作原理為：圓柱太陽輪、非圓太陽輪與機(jī)架固裝，機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。動(dòng)力由動(dòng)力輸出軸傳遞給齒輪箱使其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。在齒輪箱的帶動(dòng)下，圓柱中間齒輪與圓柱行星齒輪繞齒輪箱做定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圓柱齒輪之間相互嚙合，形成勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱行星齒輪機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)與行星軸固連的破膜刀具完成破膜運(yùn)動(dòng)。移栽臂在隨齒輪箱體勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，相互嚙合的非圓齒輪驅(qū)動(dòng)移栽臂做不等速運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成，形成了特定的水稻缽苗移栽軌跡與姿態(tài)。圓柱齒輪間的嚙合作用使破膜刀具在圓周運(yùn)動(dòng)的過程中作平動(dòng)，形成圓形的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡。

圖1　移栽機(jī)構(gòu)工作原理圖Fig.1　Working principle diagram of transplanting mechanism1.動(dòng)力輸出軸　2.圓柱太陽輪　3.中間軸　4.圓柱中間輪　5.行星軸　6.圓柱行星輪　7.齒輪箱　8.破膜刀具　9.移栽臂 10.非圓行星輪　11.非圓中間輪　12.非圓太陽輪　13.機(jī)架

1.2　作業(yè)軌跡與姿態(tài)

保證水稻缽苗膜上移栽機(jī)構(gòu)栽植質(zhì)量的關(guān)鍵，是對(duì)移栽和破膜軌跡的形狀與姿態(tài)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。為了達(dá)到移栽要求，本文確定破膜刀具采用余擺線形狀的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡，移栽臂端部尖點(diǎn)采用環(huán)扣形的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡，并保證膜上開孔與缽苗移栽依次完成。

回轉(zhuǎn)式移栽機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)一周所形成的環(huán)扣形相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2所示，通過模擬人工移栽水稻缽苗的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)移栽過程。在初始位置時(shí)，夾秧片處于張開狀態(tài)。機(jī)構(gòu)按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，夾片在A點(diǎn)開始閉合夾緊。通過A點(diǎn)后，要完成缽苗從缽盤中取出且不能傷害缽苗的根部，需使秧苗沿著垂直缽盤方向且近似直線的AB段取出秧苗，拔出的距離應(yīng)大于缽?fù)恋纳疃?，避免缽苗與秧箱干涉損壞秧苗。BCDE段是秧苗的輸送階段，夾片一直處于夾持秧苗的狀態(tài)，此過程中要保證夾片與所夾秧苗不與秧箱干涉。移栽機(jī)構(gòu)在E點(diǎn)處完成推秧動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)缽苗的栽植過程。破膜刀具工作狀態(tài)下形成余擺線形的軌跡如圖3所示，能夠達(dá)到破膜的作業(yè)效果，并可保證在移栽臂開始取秧時(shí)，刀具尖端遠(yuǎn)離缽盤，避免干涉。破膜和栽植依次完成，推秧機(jī)構(gòu)將水稻缽苗強(qiáng)制彈入刀具所形成的穴口中。在EFC段(圖2)，夾片處于張開狀態(tài)，移栽臂轉(zhuǎn)到初始位置準(zhǔn)備下一周期的栽植作業(yè)，回轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)一周，水稻秧苗栽植2次。

圖2　移栽機(jī)構(gòu)相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡Fig.2　Relative motion trace of transplanting mechanism1.水稻缽苗　2.缽盤　3.移栽相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡　4.移栽機(jī)構(gòu)　5.破膜相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡

圖3　移栽機(jī)構(gòu)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡Fig.3　Absolute motion trace of transplanting mechanism1.移栽機(jī)構(gòu)　2.移栽動(dòng)軌跡　3.破膜動(dòng)軌跡　4.地面

2　移栽機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型建立

以太陽輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心O1為原點(diǎn)，水平方向?yàn)閄軸，垂直方向?yàn)閅軸建立坐標(biāo)系，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4所示，具體建模過程如下：

圖4　移栽機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.4　Transplanting mechanism diagram

在移栽機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，行星架與動(dòng)力輸出軸固連，做順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。非圓太陽輪與非圓行星輪為完全相同的齒輪，K為非圓太陽輪與上非圓中間輪的嚙合點(diǎn)。其中φH0表示行星架的初始安裝角，βj(φ)為齒輪j相對(duì)行星架的轉(zhuǎn)角，φj(φ)為齒輪j的絕對(duì)轉(zhuǎn)角，規(guī)定行星架順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)角度為負(fù)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)角度為正。當(dāng)行星架順時(shí)針轉(zhuǎn)過φ，則

行星架的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)角φH(φ)為

φH(φ)=φH0-φ

(1)

齒輪1(非圓太陽輪)相對(duì)行星架的轉(zhuǎn)角和絕對(duì)轉(zhuǎn)角分別為

(2)

齒輪2(上非圓中間輪)相對(duì)行星架的轉(zhuǎn)角和絕對(duì)轉(zhuǎn)角分別為

(3)

其中

r2(i)=a-r1(i)

(4)

式中r1(i)——非圓太陽輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心與嚙合點(diǎn)K的距離，mm

r2(i)——非圓中間輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心與嚙合點(diǎn)K的距離，mm

a——相互嚙合的非圓齒輪中心距，mm

齒輪3(上非圓行星輪)相對(duì)行星架的轉(zhuǎn)角和絕對(duì)轉(zhuǎn)角分別為

(5)

(6)

式中φ30——行星架拐角所引起的非圓行星輪初始安裝角，rad

θ0——行星架的拐角，rad

若β2(φ)=π+θ0，則φ30=φ。

齒輪4(下非圓中間輪)相對(duì)行星架的轉(zhuǎn)角和絕對(duì)轉(zhuǎn)角分別為

(7)

齒輪5(下非圓行星輪)相對(duì)行星架的轉(zhuǎn)角和絕對(duì)轉(zhuǎn)角分別為

(8)

由于5個(gè)圓柱齒輪半徑均為a/2，因此圓柱齒輪間的傳動(dòng)比為1，圓柱行星輪在行星架圓周運(yùn)動(dòng)過程中作平動(dòng)。

(xOj(φ),yOj(φ))表示齒輪j轉(zhuǎn)動(dòng)中心的坐標(biāo)，則

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(xEj(φ),yEj(φ))為移栽臂拐點(diǎn)Ej的坐標(biāo)，則

(14)

(15)

式中l(wèi)O3E1——非圓行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心O3到移栽臂拐點(diǎn)E1的距離，mm

δ0——移栽臂的初始安裝角，rad

(xDj(φ),yDj(φ))為移栽臂尖點(diǎn)Dj的坐標(biāo)，則

(16)

(17)

式中l(wèi)E1D1——移栽臂拐點(diǎn)E1到移栽臂尖點(diǎn)D1的距離，mm

(xGj(φ),yGj(φ))為破膜刀具尖點(diǎn)Gj的坐標(biāo)，則

(18)

(19)

式中l(wèi)O3G1——非圓行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心O3到破膜刀具尖點(diǎn)G1的距離，mm

δ1——破膜刀具在初始安裝位置與行星架的夾角，rad

3　計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件開發(fā)

對(duì)于水稻缽苗膜上移栽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究，采用傳統(tǒng)的方法很難解決多目標(biāo)且強(qiáng)耦合性優(yōu)化難題。因此，本文基于理論分析與目標(biāo)函數(shù)開發(fā)出移栽機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過程、便于設(shè)計(jì)人員操作，大幅度縮短移栽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)周期。

3.1　移栽機(jī)構(gòu)優(yōu)化目標(biāo)確定

根據(jù)水稻缽苗膜上種植的農(nóng)藝要求，需要確定移栽機(jī)構(gòu)在栽植過程中所需滿足的目標(biāo)要求，目標(biāo)的確立是評(píng)判優(yōu)化參數(shù)是否符合要求的重要指標(biāo)。在優(yōu)化機(jī)構(gòu)參數(shù)時(shí)[17-19]，設(shè)立目標(biāo)如下：①破膜穴口在35～65 mm之間。②移栽臂部件轉(zhuǎn)動(dòng)過程中互不干涉。③軌跡高度大于260 mm。④破膜孔與栽植的缽苗同穴。 ⑤取秧角介于-5°～15°之間。⑥推秧角介于45°～60°之間。⑦角度差介于40°～50°之間。⑧破膜刀具與異側(cè)的移栽臂互不干涉。⑨齒輪箱運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)距地面大于15 mm。⑩同軸破膜刀具與移栽臂互不干涉。齒輪模數(shù)大于2.5 mm。夾持狀態(tài)的缽苗在輸送過程中不與秧盤干涉。取苗時(shí)，拔出缽苗的距離大于缽盤深度18 mm。

根據(jù)建立的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，通過Visual Basic 6.0匯編語言編寫栽機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件[20]，其中主從動(dòng)非圓輪的節(jié)曲線都是封閉的，滿足齒輪做單向連續(xù)傳動(dòng)，以傳遞周期性的運(yùn)動(dòng)關(guān)系[21]。

3.2　移栽機(jī)構(gòu)優(yōu)化軟件

圓柱齒輪行星輪系帶動(dòng)刀具完成破膜開孔的動(dòng)作，非圓齒輪行星輪系帶動(dòng)移栽臂完成缽苗移栽的動(dòng)作，破膜與栽植依次完成。本軟件通過對(duì)移栽機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸、位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的模擬，通過參數(shù)的調(diào)節(jié)以達(dá)到所設(shè)定的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)移栽機(jī)構(gòu)的優(yōu)化過程，優(yōu)化軟件界面如圖5所示。

圖5　計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件界面Fig.5　Interface of computer aided optimization design software

應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，得到一組滿足水稻缽苗膜上移栽農(nóng)藝要求的機(jī)構(gòu)參數(shù)。齒輪節(jié)曲線參數(shù)包括：a1=1，b1=25.1，c1=-5，d1=28.7，e1=3，e2=0.5，f1=9，f2=3.9，g1=-0.8，g2=-3。結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：移栽臂第1段長(zhǎng)度l1=60 mm，移栽臂第2段長(zhǎng)度l2=143 mm，破膜刀具長(zhǎng)度l3=143 mm，秧箱中心橫坐標(biāo)xm=221 mm，秧箱中心縱坐標(biāo)ym=99 mm，株距H=170 mm，行星架初始安裝角φH0=53°，行星架拐角θ0=55°，移栽臂初始安裝角δ0=-101°，移栽臂拐角φ1=90°，行星架整體轉(zhuǎn)角φ2=140°，破膜刀具初始安裝角δ1=-181°，秧箱傾角λ=52°。

4　物理樣機(jī)驗(yàn)證試驗(yàn)

4.1　高速攝影試驗(yàn)

根據(jù)優(yōu)化軟件所得的參數(shù)對(duì)移栽機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括通過非圓節(jié)曲線參數(shù)設(shè)計(jì)非圓齒輪行星系結(jié)構(gòu)，通過結(jié)構(gòu)參數(shù)完成移栽臂和破膜刀的設(shè)計(jì)，并按照初始安裝位置參數(shù)完成移栽機(jī)構(gòu)的整體裝配。利用CATIA軟件建立機(jī)構(gòu)的三維模型，將裝配好的模型導(dǎo)入ADAMS軟件中進(jìn)行虛擬樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真，移栽機(jī)構(gòu)相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的移栽與破膜軌跡如圖6所示。

圖6　虛擬仿真軌跡Fig.6　Virtual simulation trajectory

應(yīng)用3D打印技術(shù)對(duì)回轉(zhuǎn)式移栽機(jī)構(gòu)的主要零部件進(jìn)行加工并完成裝配。大幅度縮短物理樣機(jī)的加工與研制周期，不僅可以快速檢驗(yàn)樣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否正確與合理，而且節(jié)約了復(fù)雜零部件的加工成本，為今后批量生產(chǎn)和開發(fā)模具奠定良好的研究基礎(chǔ)。

移栽機(jī)構(gòu)取苗與破膜相關(guān)零部件采用金屬材質(zhì)零件，將裝配好的物理樣機(jī)安裝在課題組自主研發(fā)的移栽機(jī)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái)架上[22]。設(shè)定機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速100 r/min，試驗(yàn)選用東農(nóng)425粳型常規(guī)水稻新種，利用高速攝影技術(shù)完成移栽機(jī)構(gòu)的驗(yàn)證試驗(yàn)。試驗(yàn)中移栽機(jī)構(gòu)各個(gè)關(guān)鍵位置的轉(zhuǎn)角與姿態(tài)以及取苗結(jié)果如圖7所示，機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)一周完成兩次取苗，推秧效果良好。移栽機(jī)構(gòu)移栽臂尖點(diǎn)與破膜刀具尖點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡如圖8所示。物理樣機(jī)所得軌跡與優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件、虛擬仿真結(jié)果基本一致，驗(yàn)證了移栽機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性與合理性。

圖8　移栽臂尖點(diǎn)與破膜刀具尖點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡Fig.8　Relative motion trajectories of tip points of transplanting arm and broken film cutter

4.2　性能驗(yàn)證試驗(yàn)

水稻缽苗膜上移栽機(jī)構(gòu)將水稻缽苗移栽與破膜打孔相結(jié)合，其關(guān)鍵在于移栽機(jī)構(gòu)的取苗成功率以及破膜與栽植的配合效果，本文對(duì)移栽機(jī)構(gòu)進(jìn)行取苗試驗(yàn)以及膜上移栽的性能驗(yàn)證試驗(yàn)。

4.2.1取苗試驗(yàn)

取苗試驗(yàn)選用塑料軟質(zhì)缽盤育秧，水稻秧盤穴孔的頂部和底部均為正方形，缽盤穴口大小為20 mm×20 mm，底部尺寸為9 mm×9 mm，缽盤穴深為18 mm，缽盤橫向和縱向穴數(shù)分別為14穴和29穴，并且橫向和縱向相鄰穴孔中心距離均為20 mm。試驗(yàn)設(shè)定移栽機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速為100 r/min，共對(duì)3盤缽苗共1 218穴進(jìn)行取苗試驗(yàn)。試驗(yàn)過程中，機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動(dòng)小，成功取出并完成推秧的缽苗共有1 130株，平均取苗成功率為92.8%，而未取出秧苗的主要原因包括育秧過程中缽苗之間的相互連根導(dǎo)致的空穴、秧根從秧盤底部竄出過多以及秧盤本身空穴或秧苗過少的情況等，整體取苗結(jié)果可以滿足缽苗移栽的要求。

4.2.2膜上移栽試驗(yàn)

試驗(yàn)用地膜為0.02 mm塑料薄膜，將移栽機(jī)構(gòu)安裝在高速缽苗移栽機(jī)上，配合土槽實(shí)施移栽試驗(yàn)，試驗(yàn)采取正常作業(yè)模式，即土槽靜止，整機(jī)向前運(yùn)動(dòng)作業(yè)，設(shè)定栽植速度與前進(jìn)速度為定速比(株距為定值17 cm)，如圖9所示。將土槽內(nèi)的土壤環(huán)境模擬稻田實(shí)際狀態(tài)，土壤深度為10 cm，泡田時(shí)間24 h，水層深度控制在5 mm左右。移栽機(jī)構(gòu)在100 r/min的轉(zhuǎn)速下重復(fù)進(jìn)行5組試驗(yàn)，每組試驗(yàn)選取速度穩(wěn)定、株距均勻的10個(gè)膜孔進(jìn)行測(cè)量。膜孔長(zhǎng)度直接影響水稻生長(zhǎng)以及除草、增溫效果，水稻栽植到膜孔的同步效果將影響秧苗栽植質(zhì)量與生長(zhǎng)狀況，故試驗(yàn)對(duì)膜孔長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量，并選取水稻缽苗在膜上栽植的合格率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，計(jì)算公式為

(20)

式中Q——缽苗栽植合格率，%

w1——栽植合格數(shù)，個(gè)

w——總栽植數(shù)，個(gè)

其中移栽機(jī)構(gòu)將水稻缽苗取出并配合破膜刀將所取缽苗栽植到膜孔中即為合格。

圖9　膜上移栽試驗(yàn)裝置Fig.9　Transplanting test device on film

試驗(yàn)結(jié)果如表1所示，實(shí)際測(cè)量的膜孔長(zhǎng)度與設(shè)定的理論膜孔長(zhǎng)度基本相符，但實(shí)際作業(yè)中破膜的深度有一定差異，因此造成穴口長(zhǎng)度存在相應(yīng)差異，但仍能滿足作業(yè)要求；根據(jù)試驗(yàn)移栽與破膜的配合要求，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到水稻缽苗膜上栽植的合格率為90%，滿足機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和作業(yè)要求。

表1　試驗(yàn)結(jié)果Tab.1　Results of test

5　結(jié)論

(1)提出了一種水稻缽苗膜上移栽機(jī)構(gòu)，可依次完成取苗、輸送、破膜和栽植一系列動(dòng)作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，有利于促進(jìn)水稻缽苗移栽和膜上栽植技術(shù)相結(jié)合的推廣應(yīng)用，具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。

(2)基于VB6.0軟件開發(fā)出移栽機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，解決了移栽機(jī)構(gòu)多目標(biāo)、多參數(shù)、強(qiáng)耦合性的復(fù)雜優(yōu)化難題，最終優(yōu)化出一組較優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，滿足移栽機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)破膜和缽苗移栽的軌跡與姿態(tài)要求。

(3)建立機(jī)構(gòu)虛擬樣機(jī)，設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)物理樣機(jī)，開展機(jī)構(gòu)虛擬運(yùn)動(dòng)仿真和高速攝像運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果與理論分析所得軌跡基本保持一致，驗(yàn)證了移栽機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性。

(4)在試驗(yàn)臺(tái)架上完成了移栽機(jī)構(gòu)物理樣機(jī)的取苗試驗(yàn)，在行星架轉(zhuǎn)速為100 r/min下，平均取苗成功率為92.8%，水稻缽苗膜上栽植的合格率為90%。

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