3機(jī)械手建模與動(dòng)態(tài)仿真分析
   
    3.1機(jī)械手建模
   
    將初步確定尺寸的機(jī)構(gòu)各件用SolidWorks建立模型，然后將其裝配。并對部分尺寸進(jìn)行修正，得機(jī)械手三維圖，如圖2所示。
   
    機(jī)械手夾持孔依據(jù)測得的秧苗莖桿平均尺寸確定。據(jù)測定，黃瓜苗橫向1. 72 mm，縱向1.76 mm，南瓜苗橫向2.73 mm,縱向3.79 mm，因而確定穗木夾持孔為半徑1.7 mm圓孔，砧木夾持孔為長3.8mm、寬2.7mm的矩形孔。另外，在夾持爪內(nèi)側(cè)與苗接觸部分加裝彈性好、表面粗糙的橡膠材料，以夾緊秧苗，這樣并不影響嫁接秧苗的成活率。這是因?yàn)橛醒芯勘砻鳎瑝嚎s變形小于20%時(shí)，對秧苗的成活率影響非常小。
   

    3.2機(jī)械手動(dòng)態(tài)仿直與分析
   
    為了檢驗(yàn)機(jī)械手的動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)情況，用SolidWorks軟件的COSMOSMotion插件對其進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，仿真時(shí)不考慮銷軸的影響，銷軸聯(lián)接的兩個(gè)部件間直接定義為旋轉(zhuǎn)副。
   
    3.2.1定義約束和載荷。彈簧座板和掌板固定于地，連桿和內(nèi)指、連桿和推桿、內(nèi)指和掌板定義旋轉(zhuǎn)副，推桿和掌板定義平移副。彈簧座板和推桿之間定義線性彈簧，彈簧剛度6.629 N·mm，長度20 mm，直徑4 mm，絲徑1 mm。在推桿上施加一個(gè)30 N的力，力的方向沿推桿。
   
    3.2.2進(jìn)行干涉檢查和仿真。單擊菜單"運(yùn)動(dòng)"~"干涉檢查"選擇機(jī)械手整個(gè)模型進(jìn)行干涉檢查，經(jīng)檢查機(jī)械手各件間不存在干涉。然后，單擊菜單"運(yùn)動(dòng)"~"智能構(gòu)建器"~"仿真"，設(shè)置仿真"持續(xù)時(shí)間"為0.1 s,"幀的數(shù)目"為500，進(jìn)行仿真，并將其運(yùn)動(dòng)過程制成AVI格式的動(dòng)畫演示結(jié)果表明，各機(jī)構(gòu)部件的動(dòng)作符合設(shè)計(jì)要求。
   
    3.2.3仿真與結(jié)果的輸出。為了確定秧苗夾持點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)和落苗空間，跟蹤內(nèi)外指夾苗點(diǎn)軌跡并將其"輸出CSV"，用Excel將數(shù)據(jù)文件打開，并將數(shù)據(jù)傳人Matlab，繪制出軌跡曲線如圖3,4。
   

    從內(nèi)外指夾苗點(diǎn)軌跡可見，外指最大位移9 mm，內(nèi)指塌大位移7 mm，喂入苗的空間是它們的和16 mm，不僅可以保證苗的喂入，同時(shí)也應(yīng)滿足苗嫁接完成后下落的需要。
   
    4結(jié)論
   
    根據(jù)嫁接機(jī)的總體工藝要求和嫁接用黃瓜苗、南瓜苗跳物理機(jī)械性質(zhì)，設(shè)計(jì)了嫁接機(jī)械手的結(jié)構(gòu)，并用SolidWorks軟件建模，用COSMOSMotion插件進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真分析，證明該機(jī)構(gòu)及動(dòng)作可滿足設(shè)計(jì)要求。