吊篮式棉花移栽机分钵落苗装置设计与仿真分析

1、吊篮式棉花移栽机分钵落苗装置设计与仿真分析论文导读：笔者设计了适合此机型的自动分钵落苗装置。进行运动仿真。本研究打破传统设计流程。吊篮式棉花移栽机，吊篮式棉花移栽机分钵落苗装置设计与仿真分析。关键词：吊篮式棉花移栽机，分钵落苗装置，设计，仿真现有最适宜棉花膜上打穴移栽的机型就是吊篮式移栽机，吊篮式移栽机是膜上打穴移栽机械中栽植质量较好，机械结构可靠的一种机械，但通过试验研究发现，用手直接将钵苗投入吊篮中存在一定的危险，稍有不慎，会造成夹手伤人的事故，且投苗不方便，受到车速影响较大，当车速增高时，吊篮的线速度提高，从而由于人的投苗不及时增加了漏苗率。为了改进吊篮式移栽机的不足之处，笔者设计了适合

2、此机型的自动分钵落苗装置，这样既能保证安全，也加快了投苗速度，提高了生产效率。一、分钵落苗装置设计由于棉花移栽机的分钵落苗系统对整机的作业质量和工作速度有很大的影响，所以根据国内具体情况，在对现有分钵落苗系统研究的基础上，确定了如图1所示的分钵落苗系统。该分钵落苗系统主要由气缸、平行推杆A、平行推杆B、分钵器拨齿、平行推杆座、垂直推杆、拨齿复位拉伸弹簧和垂直推杆复位压缩弹簧组成。工作初始状态，气缸活塞缩回，分钵器拨齿处于打开状态，输送带上的有序钵苗进入分钵器中。当气缸接受传感器发来的信号时，活塞向左运动，开始推动垂直推杆，分钵器拨齿的弧形前端阻挡住第二个钵苗在输送带上继续前行，分钵成功。分钵的

3、同时气缸推动垂直推杆前行，铰链反图 1分钵落苗系统向运动中间空隙增大，钵苗在平行推杆A之中开始下落，平行推杆A的张开度未达到钵苗直径时，钵苗靠紧平行推杆A下落，由于一直紧贴平行推杆A，这里认为钵苗一直0速度。两平行推杆A之间的距离随着垂直推杆的移动最后超过了钵苗的最大直径，此时钵苗失去平行推杆的扶持，以0初速度自由落体。采用该系统的优点是自动化程度高，工作可靠性好(基本没有重栽或漏栽现象)，并可以避免已损坏的残钵对分钵的影响。二、气缸运动的工作原理1.气缸运动回路的设计气缸运动回路由气压源、气动三联件、双电控电磁阀、单向节流阀、双作用气缸等元件组成，如图2所示。为了满足分钵落苗的准确性，活塞的

4、运动过程为：工进停止快退。为使工进时运动平稳，采用单向节流阀的排气节流调速回路，调节排气侧的节流阀开度，可以控制不同的排气速度，从而控制活塞的运动速度。由于有杆腔存在一定的气体背压力，故活塞是在无杆腔和有杆腔的压力差作用下运动的，因而减少了“爬行”发生的可能性。论文格式，吊篮式棉花移栽机。这种回路能够承受负值负载，运动的平稳性好，受外负载变化的影响较小。为了让活塞左移到位置B时（此时铰链机构足够打开钵苗可以无阻下落）停止，在气缸B位置安装了磁性开关，当活塞运动到位置B时，磁性开关发出信号，缸停止运动，因此选用三位五通电磁阀执行其中位机能。此外，为了保证气缸不被水汽污染，保证电磁阀和气缸润滑，气

5、动回路中还必须有气压调节表、空气滤清器和油雾器。论文格式，吊篮式棉花移栽机。图2气动回路图1-气动三联件 2-三位五通电磁换向阀 3-单向节流阀 4-气缸2.气缸运动的工作原理当滚载轮上的吊杯转到离左侧水平面角时，此处传感器发出信号，电磁铁2YA带电，电磁阀右位处于工作状态，压缩空气经气动三联件换向阀右位气缸右腔，左腔气体单向节流阀电磁换向阀排出，活塞杆左移伸出，推动分钵落苗装置的垂直推杆向左运动，当活塞运动到位置B时，开始落苗，磁性开关发出信号给时间继电器并延时，同时让电磁铁2YA失电，活塞停止运动。当延时时间结束，时间继电器发出信号，让电磁铁1YA带电，电磁阀换向，压缩空气经气动三联件换向

6、阀左位单向阀气缸左腔，右腔气体电磁换向阀排出，活塞杆右移缩回，分钵器拨齿在回复拉伸弹簧的作用下回复打开位置，允许阻挡的钵苗通过；垂直推杆在螺栓导杆外的回复压缩弹簧的作用下复位。三、分钵落苗系统的仿真分析用ADAMS/View对分钵落苗装置进行建模，建完整体模型图后，进行运动仿真。仿真结果如图3-图7所示。论文格式，吊篮式棉花移栽机。论文格式，吊篮式棉花移栽机。图 3 活塞受力变化曲线图 4垂直推杆复位压缩弹簧受力曲线图 5 平行推杆A张开距离变化曲线图 6 钵苗落入吊杯距离变化曲线图 7 钵苗落入吊杯时，吊杯转过角度从以上曲线可以看出，保证每秒播种两株，栽植轮的角速度应为180度/秒。给定气缸

7、活塞一个100mm/s的匀速度推动垂直推杆，由于垂直推杆复位压缩弹簧的反作用力逐步增大，可以看出活塞的受力也是由0N增加到35N左右。由平行推杆A张开距离变化曲线可以看出，张开距离从50mm逐步增加到60mm，大约需要0.029s。论文格式，吊篮式棉花移栽机。钵苗落入吊杯距离为280.8mm时，时间为0.239s。论文格式，吊篮式棉花移栽机。为保证分钵喂入装置最后落钵能够准确落入吊杯之中，此时，传感器离左侧水平面的位置角度为：0.239s时，吊环转过的角度，与气缸推开分钵装置的时间0.029s时吊环转过的角度之和，共计43.02+180*0.029=48.24度。四、结束语本研究打破传统设计流程，采用了先进的设计