[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

说明书

本发明公开了一种二次异形非圆齿轮传动移栽取苗机构的设计方法及系统，其中方法包括：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，其中姿态是根据姿态矩阵利用迭代法计算得出；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。本发明的二次异形非圆齿轮传动移栽取苗机构的设计方法及系统，通过近似算法构建了较为简单的姿态矩阵，通过迭代法可较为方便地计算出二杆模型中二杆的姿态，计算效率高，得到的移栽轨迹更贴近理想轨迹的要求，同时行星轮系传动平稳，取苗机构的准确性和可靠性较高。

技术领域

本发明涉及农业机械设计技术领域，特别是涉及一种二次异形非圆齿轮传动移栽取苗机构的设计方法及系统。

背景技术

二次异形非圆齿轮传动机构是插秧机移栽取苗机构的主要传动机构，由于移栽取苗机构的取苗针需要经过特定的点位且要按要求进行绕扣以在栽植后绕开已插好的苗，因此对二次异形非圆齿轮传动机构的运动精度要求较高。

目前非圆齿轮行星轮系设计多采用构建轮系尺寸与生成的取苗轨迹之间的联系，正向调整适配理想轨迹，设计过程长，目标轨迹拟合程度低；反向求解一般采用规则形状齿轮，如椭圆齿轮和偏心齿轮等齿轮节曲线可参数化的齿轮，设计局限性大，设计结果与理想轨迹存在一定偏差。

现有技术中，专利CN103939531A利用傅里叶函数分段传动比设计非圆齿轮行星系，其方法复杂，计算效率低；专利CN109826927A、CN105009754A均通过关键点对非圆齿轮传动机构进行设计计算，包括如下步骤：根据关键点得到理想轨迹，根据理想轨迹构建二杆机构并计算二杆的杆长与姿态，计算总传动比并分配传动比。上述两个现有技术中，均公开了二杆机构杆长的计算方法，但两者对于二杆机构的姿态的求解计算复杂，需要通过复杂的关系矩阵与限制条件对二杆姿态进行计算，计算步骤复杂，效率低。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种二次异形非圆齿轮传动移栽取苗机构的设计方法及系统，旨在解决二杆模型姿态计算复杂的问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明的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：

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；