摘要：针对水稻钵苗宽窄行Z字形移栽农艺要求,提出了一种差速式水稻钵苗Z字形宽窄行移栽机构,利用差速轮系的不等速传动和空间传动,以空间轨迹实现水稻钵苗Z字形宽窄行移栽。将非均匀B样条曲线理论应用于非圆齿轮节曲线的拟合,并采用坐标变换方法建立了机构齿轮箱轮系的数学模型。将水稻钵苗Z字形宽窄行移栽的轨迹和姿态要求参数化为9个具体的运动学优化目标,编写了基于机构数学模型的可视化参数优化界面,利用该软件界面分析了传动箱非圆齿轮节曲线和齿轮箱非圆齿轮节曲线对轨迹形状的影响,以及斜齿轮螺旋角和取秧夹片长度与轨迹偏移量的关系。通过优化得到取秧段偏移量为3.9 mm,取秧段轨迹有效长度为45.6 mm,移栽机构离地高度为32.6 mm,夹片离从动非圆齿轮牙嵌轴距离6.7 mm的大环扣式移栽轨迹。完成了移栽机构的虚拟仿真与样机试制,利用自制试验台架、工业相机和图像处理软件对机构移栽臂运动轨迹和姿态进了分析,结果与理论数据吻合,验证了移栽机构方案的可行性和结构的合理性。

关键词：移栽 优化 设计 水稻钵苗 z字形宽窄行 

单位：浙江大学生物系统工程与食品科学学院; 杭州310012; 浙江理工大学机械与自动控制学院; 杭州310018; 浙江省种植装备技术重点实验室; 杭州310018