1、水稻插秧機(jī)械化對(duì)于擴(kuò)大水稻種植面積、提高水稻產(chǎn)量、減輕水稻種植強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本、增加農(nóng)業(yè)效益起著非常重要的作用。近幾年，我國平均每年人口增長1600萬，耕地面積卻減少600萬畝，對(duì)全國糧食的有效供給帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。如果我國插秧機(jī)械化水平提高1％，每年就能增產(chǎn)糧食3.75億公斤，但到目前為止，我國機(jī)插率只有3.7％，與日、韓相比，相距甚遠(yuǎn)，其主要原因是：國產(chǎn)插秧機(jī)都是曲柄搖桿式插秧機(jī)，其可靠性低，當(dāng)速度進(jìn)一步提高時(shí)，振動(dòng)大，影響栽插性

2、能；進(jìn)口插秧機(jī)因不具有自主產(chǎn)權(quán)，價(jià)格很高，作業(yè)成本大大高于人工插秧，廣大農(nóng)民難以接受，從而限制了推廣使用；我國水稻生產(chǎn)區(qū)以小田塊、丘陵居多，雖然高速插秧機(jī)由于采用了旋轉(zhuǎn)式分插機(jī)構(gòu)，具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、慣性力小、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，但在我國的丘陵和小田塊不適用。 分插機(jī)構(gòu)是水稻插秧機(jī)的核心工作部件，其工作性能直接影響插秧的質(zhì)量和效率，因此研制出適合我國國情的適用于步行插秧機(jī)的分插機(jī)構(gòu)，具有重要的意義，不僅能為實(shí)現(xiàn)國家關(guān)于水稻種植機(jī)械化水平2

3、010年達(dá)到20％(“十一五”規(guī)劃)，2015年達(dá)到45％(“十二五”規(guī)劃)的目標(biāo)，奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)也對(duì)我國農(nóng)機(jī)事業(yè)和水稻種植機(jī)械化的可持續(xù)化發(fā)展都有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本論文研究了目前國內(nèi)外各種分插機(jī)構(gòu)的工作機(jī)理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了一種新的分插機(jī)構(gòu)，建立了該分插機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型，開發(fā)了輔助分析與優(yōu)化軟件，優(yōu)化了運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)構(gòu)參數(shù)，建立三維模型和進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真，最后進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，其主要的研究內(nèi)容及結(jié)論如下： 1

4、)研究了目前國內(nèi)外各種分插機(jī)構(gòu)的工作機(jī)理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，提出了一種新型的適用于步行插秧機(jī)的分插機(jī)構(gòu)即橢圓齒傳動(dòng)后插旋轉(zhuǎn)式分插機(jī)構(gòu)。 2)建立了該分插機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型，同時(shí)給出了程序分析框圖，為后續(xù)的軟件開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。 3)開發(fā)了VB可視化輔助分析與優(yōu)化軟件，優(yōu)化了運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)構(gòu)參數(shù)，借助軟件進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)特性分析，并將優(yōu)化的理論模型與曲柄搖桿后插式分插機(jī)構(gòu)理論模型進(jìn)行了分析比較，從理論上證實(shí)了新設(shè)

5、計(jì)的分插機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性優(yōu)于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 4)建立了分插機(jī)構(gòu)的三維模型和完成了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用ADAMS軟件進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真，將仿真結(jié)果與理論分析結(jié)果進(jìn)行了分析比較，兩者非常吻合，互相印證了理論模型與仿真模型的正確性。在此基礎(chǔ)上，將該分插機(jī)構(gòu)與曲柄搖桿分插機(jī)構(gòu)的仿真結(jié)果進(jìn)行了分析比較，再次從虛擬樣機(jī)的角度表明了該分插機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性比曲柄搖桿式優(yōu)良。 5)進(jìn)行了該分插機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)高速攝像試驗(yàn)驗(yàn)證，并與曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)

6、行了分析比較，再一次從物理樣機(jī)的角度，證實(shí)了其運(yùn)動(dòng)特性優(yōu)良。綜上分析可得出結(jié)論：新設(shè)計(jì)的分插機(jī)構(gòu)可完全取代曲柄搖桿分插機(jī)構(gòu)，取得良好的插秧效果。 6)對(duì)現(xiàn)有的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高了測(cè)試分插機(jī)構(gòu)支座垂直方向受力的方便性和測(cè)試結(jié)果的精確性。在改進(jìn)的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了該分插機(jī)構(gòu)與曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明新設(shè)計(jì)的分插機(jī)構(gòu)垂直方向受力波動(dòng)幅度比曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)小，因此，前者作業(yè)時(shí)振動(dòng)更小，具有更優(yōu)的動(dòng)力