基于虚拟样机的气力板式播种机的仿真设计.pdfVIP

中国农业工程学会2007年学术年会论文集 基于虚拟样机的气力板式播种机的仿真设计 夏红梅，李志伟，王红军 （华南农业大学工程学院，广州 510642） 摘 要：论文运用虚拟样机技术，设计了一种自动化的气力板式播种样机。根据人工对靶播种的动作原理，确定播种样机的动作方 案，并对影响吸排种效果的吸种孔结构形式进行了分析设计。选用具有参数化特征建模和运动仿真分析等功能的集成化软件Pro/E， 建立了播种样机零部件的三维数字模型。利用其MECHANISM模块进行运动仿真分析，对播种样机的整个吸排种过程进行动态干涉检查 和运动轨迹分析，得到优化的结构和工作参数。不同运动参数的仿真分析，为后续的运动控制设计提供了参考。 关键词：播种机；虚拟样机；仿真设计 中图分类号： S223.2+4 0 引 言 1 自动对靶播种动作设计 气力板式播种机能实现整盘同时播种，目前在 在半自动的人工对靶播种过程中，播种盘真空 [1] 蔬菜、花卉的工厂化育苗中应用广泛 。国外对气 室先通负压，通过人手前后、左右摇晃播种盘，使 力式精密播种设备的研究起步较早，已有40多年的 种子在盘上流动均匀，并被吸附到每个吸种孔，再 历史，目前已在育苗生产中得到广泛应用。而我国 翻转播种盘并向下直线运动，使吸附的种子对准穴 [2] 的研制和应用起步较晚，目前尚处于试制阶段 。 盘上的穴孔后，真空室通正压排种。整个播种动作 如南京农机化研究所研制的2QB－330 型“气吸振 X Y Z 需要两个回转 、 和一个直线的运动 共三个自 动式秧盘精量播种机”，实现了全自动精量对靶播 [3] [4] 种 。吉林农业大学研制的吸盘式排种器 和中国 由度，如下图1所示。 [5] 农业大学研制的真空吸附式穴盘精密播种 ，采用 Z 了人工对靶的半自动播种方式。全自动播种方式生 产效率高，但生产成本也高，主要应用于大型育苗 Y 播种盘 工厂。半自动化播种方式生产成本低，但对靶播种 动作复杂，工人劳动强度大。排种过程中需要人工 O X 前后左右摇晃排种器，人工动作不均匀，需要手工 补漏种，排种质量不稳定，播种生产效率较低，适 图1人工对靶播种动作原理 用于中小批量生产场合。本文参考半自动对靶播种 Fig.1 Operation principle of manual target sowing 原理，通过模拟人工对靶播种动作，设计一种新型 的低成本、对靶播种动作简单、自动化程度高、播 若完全按这三个自由度来模拟人工对靶动作， 种效率高、排种精度高的气力板式对靶播种机。基 实现自动播种，需要有三个方向的运动驱动，整机 于虚拟现实技术和现代仿真技术的虚拟样机技术 结构复杂，成本较高。为保证每个吸孔都有种子被 VP(Virtual Prototype) ，已广泛应用于产品的外形设 吸附，必须有两个方向的旋转自由度，使每个孔口 计、运动仿真、加工过