[发明专利]二次异形非圆齿轮传动移栽取苗机构的设计方法及系统

权利要求书

1.二次异形非圆齿轮传动移栽取苗机构的设计方法，其包括：

获取移栽取苗作业的关键点；

基于所述关键点进行插值，得到理想栽植轨迹；

基于所述理想栽植轨迹，计算预设二杆机构模型中的两杆长度以及姿态，并计算取苗过程中的总传动比；

基于二组齿轮形成的行星轮系，分配两级传动比，得到二次异形非圆齿轮传动移栽取苗机构；

所述基于所述理想栽植轨迹，计算预设二杆机构模型中的两杆长度以及姿态，并计算取苗过程中的总传动比包括：

根据公式计算所述二杆机构模型中的两杆长度，其中：l₁与l₂分别为两杆的长度；d_max为所述理想栽植轨迹中离回转中心最远的点与所述回转中心之间的距离；d_min为所述理想栽植轨迹中离回转中心最近的点与所述回转中心之间的距离；

根据姿态矩阵利用迭代法计算二杆机构模型的姿态参数δ与θ，δ与θ为代表二杆机构模型的姿态的两个参数；

计算总传动比i₁₃＝dδ/dθ；

其特征在于：

所述姿态矩阵为：其中：f₁(δ,θ)与f₂(δ,θ)分别为末端点在横坐标与纵坐标上的偏差函数；x_i与y_i分别为末端点的横坐标与纵坐标；f₁′(δ)、f₁′(θ)分别为f₁(δ,θ)关于变量δ、θ的偏导数，f′₂(δ)、f′₂(θ)分别为f₂(δ,θ)关于变量δ、θ的偏导数。

2.根据权利要求1所述的二次异形非圆齿轮传动移栽取苗机构的设计方法，其特征在于，所述基于二组齿轮形成的行星轮系，分配两级传动比，得到二次异形非圆齿轮传动移栽取苗机构包括：

根据传动比分配式以及限制条件进行优化计算得到最优解，得到中间轮转角β与太阳轮转角δ之间的关系；其中：所述传动比分配式为限制条件为i₁₂(δ)为太阳轮与中间轮的传动比；k(δ)为与太阳轮转角δ有关的连续分段函数，且k(δ)为被优化变量；i₁₃(δ)为行星轮系的总传动比；β(δ)为中间轮转动角度关于太阳轮转角δ的函数；

根据解得太阳轮在δ角度下对应的向径；其中，l₃为相邻齿轮的中心距；

根据r₂₁(β)＝l₃-r₁(δ)解得与太阳轮啮合的中间轮的向径；

根据解得行星轮在θ角度下对应的向径；其中，i₂₃为中间轮与行星轮的传动比，且i₂₃＝i₁₃/i₁₂；

根据r₂₃(β)＝l₃-r₃(θ)解得与行星轮相啮合的中间轮的向径。

3.根据权利要求1所述的二次异形非圆齿轮传动移栽取苗机构的设计方法，其特征在于，所述基于所述关键点进行插值，得到理想栽植轨迹包括：

根据所述关键点的坐标计算所有弦长d(i)，并使用参数化公式计算前i段弦长占总弦长的比例，得到参数化值；其中：弦长d(i)为第i个所述关键点与第i+1个所述关键点之间的连线距离，i＝1,2…a，a为所述关键点的总数量；

根据所述关键点的坐标、B样条基递推算法以及所述参数化值，反求所述三次B样条曲线的控制点的坐标；

根据所述控制点的坐标得到所述理想栽植轨迹。

4.根据权利要求3所述的二次异形非圆齿轮传动移栽取苗机构的设计方法，其特征在于，所述参数化公式为：

其中：u(i)为前i段弦长之和占所有弦长总长度的比值；

表示第j段弦长；

x(j)与y(j)分别为第j个关键点的横坐标与纵坐标。