【www.guakaob.com--机械员】
我国是一个农业大国，水稻是我国的主要粮食作物，水稻机械化种植是实现农业现代化的一个重要环节。水稻机械化种植包括机插秧、机直播、机抛秧等。本片向您介绍手扶式插秧机的使用与维护保养。
一、插秧机的正确使用
1启动方法
在启动前，先检查燃油和机油是否充足，加油时附近不能有明火。检查无误后，将燃油开关移到开的位置。将变速杆移到“中立”位置，启动开关移到运转位置。然后拉出节气门手柄。主离合器和插秧离合器调整到分离状态，并将油门手柄调整到中间位置。接着，拉动启动绳，启动发动机，将风门推回。机器就可以运转了。
2.行走注意事项
行走时要根据路面情况选择合适挡位，慢慢加油同时接合总离合器，严禁不停车换挡，不能强行挂挡。往大田行走时，为避免颠簸，可以将变速杆移到插秧档，缓慢移动机器。过水渠时应当注意不要让排气筒进水，避免损坏发动机。
3.作业方法
装秧苗之前，先将变速手柄移到“中立”位置，将主离合器移到“合”的位置，栽插离合器移到“栽插”位置，使载秧台移动至轨道的最左端或最右端，在纵向传送轮运转后，立刻将栽插离合器手柄移到“固定”位置，将主离合器手柄移到“离”的位置。用取苗板将秧苗整齐地装在载秧台上，调整插秧深浅度调节手柄到合适位置。再分别将限速挡块和变速手柄移到“栽插”位置，栽插离合器手柄移到“下降”位置，主离合器手柄移到“合”位置，栽插离合器手柄移到“栽插”位置，就可以开始插秧了。
插秧时在预备秧苗支架上再准备几盘备用秧苗，以便及时补给秧苗。插秧时要注意保持秧苗有一定的水分，使秧苗容易下滑，如果秧苗太干燥，可以适当洒点水。还需要注意一点，插秧时为了保持行距一致，必须对准邻接秧苗或田埂展开侧划行器，一般调整到30厘米就可以了。行进10厘米左右插秧作业后，将主离合器移到“离”的位置停止行走，检查已经栽插的秧苗是否符合要求，如果不符合要求，必须对机器进行相应调整后再继续作业。
4.作业路线注意事项
田间作业时，一定要先勘察好地形，根据田块形状、大小，规划好作业时行走路线，尽量减少后期人工补秧面积。然后有效完成插秧作业。一般都是在田块四周空出一个插秧机位的地方方便插秧机调头，最后转一圈收尾。
5.秧苗补给方法
补给秧苗时，将主离合器移到“离”位置，栽插离合器移到“固定”位置。然后将预备秧苗支架上备用秧苗缓慢放人载秧台，放置秧苗时，必须要和剩余秧苗衔接好，中间不能有空隙，也不能重叠在一起，秧苗补给结束后将预备秧苗支架向前推回，继续作业。一般每667米2大概需要20盘秧苗，根据地块大小，准备好适当的备用秧苗，可以提高插秧的效率。
二、插秧机的调整
1.株距调整
株距有5档可调，分别为12、14、16、18、21厘米。大部分都是采用14厘米和16厘米株距。也可以根据土地实际情况调整。
2.取苗量调整
取苗量的调整有7-17毫米9档可调，一般调整到每穴5株左右。调整方法：先调节横向送秧量手柄来调节取苗量多少，从而改变每穴株数：手柄位置每调整1档，就改变取苗量1毫米：在固定好横向送秧量手柄的档位后，再调整纵向取秧量，以保证每穴合理秧苗数。
3.插秧深浅度调整
插秧深浅度的周整共分5档（0.7-3.7厘米），插秧深度大部分采取2-3厘米，如果5个档位不能满足要求时，可以进一步调整3个浮舟后面的安装插销孔位置。安装插销孔有3个档位可以调整，必须3个浮舟调整一致。
4.车轮深度调整
1人将插秧机机体升到最高位置，中央浮舟前面着地，将要调整的车轮一侧插秧机转向把手推起，使需要调整的一侧的车轮离开地面，另1个人调整插销的位置。插销调整到标准位置，适用于耕田深度5-30厘米；插销调整到深田位置，适用于耕田深度为18-40厘米，插销调整到超深田位置，适用于耕田深度为20—45厘米。
5.插秧爪在取苗口居中间隙的调整
取苗口的标准间隙为左右2.5毫米，间隙不对时，要及时调整。方法如下：取下插秧臂曲柄臂的楔形销，敲击插秧臂使插秧爪在取苗口居中间隙达到标准。
三、维护与保养
插秧机在日常工作中要及时维护和保养，如果您能做好，不但可以提高作业效率，还可以减少故障的发生及延长插秧机的使用寿命。可按照下面介绍的方法对插秧机进行正确的日常保养。
1、发动机机油的更换：打开前机盖，旋开机油汁，松开放油螺栓，在热机状态下将机油排放干净。排放完毕后，上紧放油螺栓，加注新机油，机油加到机油汁上、下刻度线中间位置，每天必须检查发动机机油油量。第一次20小时更换，以后每隔50小时更换。
2、齿轮箱油的更换：必须运转热机下才能放油。旋开注油塞，松开检油螺栓，松开放油螺栓放出齿轮油。排放干净后，拧紧放油螺栓。把机器放平后，再在注油口处加入干净的齿轮油，直到螺栓口处出油为止。
3、驱动链轮箱的加油：把机体前端提高，松开侧浮板支架，取出油封，注入300ml齿轮油，装好油封，正确固定好侧浮板支架。（字幕--两侧驱动链轮箱加油方法相同。）
4、插植部传动箱的加油：打开三个注油塞，每个注油口加注1：1混合的黄油和机油约0.2L，每3-5天加入一次。
5、侧支架和每个插植臂同样也要加入0.2升1：1混合的黄油和机油。每天加入一次。
6、摇动曲柄销需要注入黄油，四个摇动曲柄销的加油方法一致。
7、新机器凡是有黄色标识的地方就要抹上黄油，尤其注意的是：
a、导轨滑块处 b、棘轮处 c、上导轨处 d、油压阀臂运转部
e、主浮板支架连接处及油压仿形 f、各黄色标识处
8、每天每天作业结束后应将插秧机用水清洗干净，以利于第二天作业。
9、每天应该检查是否有螺栓松动或丢掉的，如有应当及时补充，防止影响其他部件的使用。
如果机器长期不用，除了按照日常保养操作外，还应该进行以下的入库维修保养。
1、发动机在中速运转状态下，用水清洗，应完全清除污物。清洗后不要立即停止运转，而要继续转2-3分钟。（字幕-注意以免水进入空气滤清器内）
2、打开前机盖，关闭燃油滤清器，松开油管放油，排放完毕后安装好油管，松开汽化器的放油螺栓，应完全放出汽化器内的汽油，以免汽化器内氧化、生锈和堵塞。
3、为了防止汽缸内壁和气门生锈，打开火花塞，往火化塞孔注入新机油20ml左右后，检查火花塞，如有积碳，用砂纸清除，将电极间隙调整在0.6-0.7mm毫米即可，安装好火花塞，将启动器拉动10转左右；安装好前机罩。
4、连接主离合器，缓慢的拉动反冲式启动器，并在有压缩感觉的位置停下来。
5、为了延长插植臂内压弹簧的寿命，插植叉应放在最下面的位置（压出苗的状态）时保管。
6、主离合器手柄和插植离合器手柄为“断开”，油压手柄“下降”、信号灯开关为“停止”状态下保管。
7、清洗干净的插秧机应罩上机罩，并存放在灰尘、潮气少，无直射阳光的场所，防止风吹雨淋、阳光暴晒。
井关农机(常州)有限公司(电话 0519-85152039)生产。主要特点:①采用独特的振摆传感器,在田区内通过控制机体水平,达到稳定运作,确保正确、快速、高精度插秧。②采用2连式宽幅送苗皮带,可以保持秧苗底部平整,进行正确送苗。③采用手柄进行取苗量和插植深浅的调节,简单操作就可以进行高效率、高精度的插秧作业。④附件可轻松拆卸,保养方便。主要技术指标:外形尺寸2180毫米×2100毫米×1030毫米,发动机为FE161G-1风冷四冲程OHV汽油发动机,最大功率5.3马力,动力输出轴转速1600转/分钟,启动方式为手拉反冲程启动,插秧机构为曲柄摇杆式,仿形机构为液压仿形式,工作行幅6行、宽1800毫米,株距调节范围140～180毫米(共3级),插秧深度4～40毫米(共7级),有上下左右液压平衡装置,作业速度0.3～0.69米/秒,最大生产效率2870平方米/小时。
久保田SPW-48C型
久保田农业机械(苏州)有限公司(电话0512-62875179)生产。主要技术指标:外型尺寸2140毫米×1590毫米×910毫米,整机重量160千克,发动机为MZ175-B-1风冷四冲程OHV汽油发动机,发动机功率/转速(kw(ps)/rpm):2.6(3.5)最大3.2(4.3)/3000,使用燃油为车用无铅汽油,手拉反冲式启动,行走轮结构形式为粗轮毂橡胶轮胎,行走轮直径660毫米,齿轮变速,插秧行走速度0.34～0.77米/秒,3档变速(前进2档、倒退1档),作业效率900～2100平方米/小时。
久保田SPW-68C型
久保田农业机械(苏州)有限公司(电话0512-62875179)生产。主要技术指标:外型尺寸2370毫米×1930毫米×910毫米(运输状态),整机重量185千克,发动机为MZ175-B-1风冷四冲程OHV汽油发动机,发动机功率/转速(kw(ps)/rpm):3.3(4.5)最大4.0(5.5)/3600,使用燃油为车用无铅汽油,手拉反冲式启动,行走轮结构为粗轮毂橡胶轮胎,行走轮直径660毫米,齿轮变速,插秧速度0.28～0.77米/秒,3档变速(前进2档、倒退1档),作业效率1000～3200平方米/小时。
东洋PF455S型
江苏东洋机械有限公司(电话0515-86118004)生产。主要特点:①操作系统灵活简便,苗箱延长板可拉伸,加大装秧量以提高作业效率。②可根据不同秧苗、不同土质,通过插秧深度调节手柄与浮板连接装置的配合调整,在0～5厘米内进行10个档位的深浅调整,完全满足农艺要求。③株距调节手柄通过单触点操作可选择3档位,在3.3平方米内栽插70、80、90穴。④分体式浮板及液压仿形装置,能根据不同土质,通过液压机构自动调节,保证插秧深度一致性,确保机插质量稳定,达到浅栽、稳定、高产的目的。⑤可根据不同的播种密度和农艺要求,采取纵取苗量和横取苗量的多级调整,满足每穴达1～5株的农艺要求,保证作业质量。⑥仿形插植臂,模拟人手操作,不伤秧,不伤苗;秧针为轻质镀铬材料,其耐磨性比传统高2～3倍。⑦插秧机作业过程中,碰到石子等硬性异物时,安全离合器自动停止插秧作业,保护机器,降低用户使用成本。⑧可分离前机盖、后机盖、皮带罩、插植部盖板使保养维护更方便。采用不同颜色拉线组装主要操作手柄,用户作业时如出现问题,可直接用电话沟通解决问题。主要技术指标:外型尺寸2450毫米×1480毫米×850毫米,自重170千克,发动机为E130G型四冲程汽油机,反冲式启动,橡胶轮爪驱动轮2个,分插机构为曲柄摇杆式,液压仿形。
小精2ZX-430A型
浙江小精农机制造有限公司(电话0575-82058050)生产。主要技术指标:外形尺寸2300毫米×1500毫米×950毫米,自重量170千克,发动机为ST168F5马力汽油发动机,拉绳反冲式启动,3档变速(前进2档,后退1档),行走速度0.7～1.3米/秒,曲柄摇杆式插秧机构,行走轮形式为挂胶铁轮,栽植速度0.3～0.6米/秒,工作效率1000～2300平方米/小时。
常发2ZS-4型
常州常发农业装备有限公司(电话0519-86233966)生产。主要技术指标:外形尺寸2560毫米×1480毫米×930毫米,发动机12小时功率2千瓦、标定转速2600转/分钟,手拉反冲式启动,行走轮结构形式为橡胶轮爪式,两轮驱动,3档变速(前进2挡、倒退1挡),分插机构为曲柄摇杆式,液压仿形,插秧频次(可变)242次/分钟、269次/分钟、300次/分钟。
富来威2Z-455型
南通富来威农业装备有限公司生产(电话0513-83548039)。主要特点:①功率强劲。选用美国百力通公司汽油发动机。②株距6档可调。株距可以实现从117～223毫米的快速调节,仅需调整变速手柄和株距调节手柄,方便快捷。③液压仿形自动平衡。浮板式的液压升降机构和自动平衡系统实现插秧深度的一致。④送秧可靠。独有送秧结构设计,确保了送秧的质量。⑤功能多样化。对插秧机功能进行了强化,为晚间作业及保养提供了方便。主要技术指标:外型尺寸2460毫米×1480毫米×860毫米,自重175千克,发动机为EY20-3D型2.57千瓦空冷四冲程单缸立式汽油发动机,最大功率3.5马力,手拉反冲式启动,橡胶轮爪2轮驱动,3档变速(前进2档、倒退1档),分插机构形式为曲柄摇杆/回转式,液压仿形,栽植速度0.34～1.1米/秒,工作效率1300～2600平方米/小时,标杆监控报警。
碧浪2ZF-430型
中机南方机械股份有限公司(电话0572-205
[1] [2] 下一页
手扶式水稻插秧机和水稻钵体插秧机价格
2ZS-4型手扶式插秧机主要部件
第一节 发动机
常发牌2ZS-4型手扶式插秧机采用CFQ168F斜置、风冷、四冲程汽油机，其主要部件由发动机气缸体、反冲式起动盘、空气滤清器、化油器、消声器等组成（图2-1）。
图2-1 CFQ168F汽油机
1-空气滤清器 2-燃油开关 3-化油器 4-反冲式起动盘 5-消声器 6-发动机气缸体
6
5
CFQ168F汽油机一个完整的工作循环由进气、压缩、作功和排气四个冲程组成。进气冲程：活塞下行，燃料（汽油及空气的混合气）从进气门进入；压缩冲程：活塞上行，将燃料压缩到燃烧室，混合气的压力和温度都大大提高；作功冲程：当压缩冲程终了时，火花塞点火，混合气燃烧膨胀，膨胀的气体推动活塞下行，由连杆带动曲轴旋转，输出功率；排气冲程：作功冲程结束后，活塞自下向上运动将燃烧后的废气排出。四个冲程中只有作功冲程输出功率，其它三个冲程均消耗功率。
第二节 齿轮箱
齿轮箱（图2-2）主要由左右箱体、输入轴组合、插植驱动轴组合、侧离合器轴组合、右半轴组合、变速拨叉轴焊合、穴距变速焊合、转向拨叉组合及安全离合器组合等部件构成。通过它可将发动机的动力及运动按不同的参数传递给行走机构和送秧插植机构。
图2-2 齿轮箱总成
齿轮箱内的输入轴组合、插植驱动轴组合、侧离合器轴组合、右半轴组合等如（图2-3）所示。
图2-3 齿轮轴分布图
1-变速拨叉轴焊合 2-穴距变速焊合 3-输入轴组合 4-插植驱动轴组合 5-侧离合器轴组合 6-右半轴组合
2 3 4 5
6
一、输入轴组合
轴上主要分布有变速齿轮Z=13-22和齿轮Z=18、Z=20、Z=21（图2-4）。作用是将发动机的动力传递给侧离合器轴和驱动轮轴。
1
4
图2-4 输入轴组合
1-轴承6201 2-变速齿轮Z=13-22 3-齿轮Z=18 4-齿轮Z=20 5-齿轮Z=21 6-轴承6203 二、插植驱动轴组合
插植驱动轴上主要分布有穴距从动齿轮Z=51-48和反转齿轮（图2-5）。作用是将输入轴传递的动力传给安全离合器组件。
1
2
3
4
图2-5 插植驱动轴组合
1-轴承6203 2-反转齿轮Z=21-47 3-穴距从动齿轮Z=51-48 4-轴承6202
三、侧离合器轴组合
侧离合器轴上分布有左、右侧离合器弹簧、侧离合器齿轮焊合Z=14（两个）、齿轮Z=45、Z=53（图2-6）。作用是将输入轴的动力通过反转齿轮Z=21-47传递给左右半轴。【手扶式插秧机新机启动视频】
1
2
3
4
5
(3)
6【手扶式插秧机新机启动视频】
图2-6 侧离合器轴组合
1-轴承6202 2-左侧离合器弹簧 3-侧离合器齿轮焊合Z=14 4-齿轮Z=45 5-齿轮Z=53 6-右侧离合器弹簧
四、变速拨叉轴焊合
变速拨叉轴焊合由钢珠、拨叉弹簧定位（图2-7）。作用是拨动变速齿轮Z=13-22滑移，实现不同工作档位的选择。【手扶式插秧机新机启动视频】
图2-7 变速拨叉轴焊合
五、穴距变速焊合
穴距变速焊合也是通过钢珠、拨叉弹簧定位（图2-8）。作用是拨动穴距从动齿轮Z=51-48滑移，实现不同株距档位的选择。
图2-8 穴距变速焊合
六、转向拨叉组合
转向拨叉组合由左、右侧离合器臂焊合、侧离合器拨叉、开口销、油封组成（图2-9）。作用是通过控制侧离合器的离合，实现插秧机的转向。在直线行驶时左、右侧离合器在弹簧的压力作用下各自是闭合的，左右车轮按相等的速度前进或后退，转向时通过收紧侧离合器拉线，带动侧离合器臂焊合转动侧离合器拨叉迫使相应的侧离合器牙嵌分离，使一侧的车轮失去动力，停止转动，另一侧车轮继续转动实现插秧机的转向。
图2-9 转向拨叉组件
3 4
1-右侧离合器臂焊合 2-侧离合器拨叉 3-左侧离合器臂焊合 4-油封FB14×25×7 七、右半轴组合
半轴组合有两套，有左右之分，右半轴组合如（图2-10）所示。作用是将侧离合器轴传递的动力传给行走机构。
图2-10 右半轴组合
八、安全离合器组合
安全离合器组合主要由安全离合器轴、离合器链轮Z=12、安全离合器、安全离合器弹簧、安全弹簧挡圈、六角开槽螺母、开口销等组成（图2-11）。它的作用是实现插秧机的过载保护。在正常插秧无过载时牙嵌式安全离合器链轮组合在安全离合器弹簧的作用下是闭合的，从而通过链条将动力输入送秧插植系统，实现横纵向送秧、插秧动作。当过载时，过大的阻力迫使安全离合器链轮Z=12与安全离合器克服安全离合器弹簧的作用力分开，发出咔、咔……的声响（图2-12），切断输入送秧插植系统的动力，起到过载保护的作用。
1
2
3
4
5
图2-11 安全离合器组合
1-安全离合器轴 2-离合器链轮Z=12 3-安全离合器 4-安全离合器弹簧 5-安全弹簧挡圈 6-六角开槽螺母
2-12 过载示意图
Mechanical Engineering and Technology 机械工程与技术, 2017, 6(1), 60-67 Published Online March 2017 in Hans.
Optimum Design of Transmission Box for Hand-Held Transplanter Based on Geomagic Spark
Weilong Cao, Yaping Wang, Shanqi Du, Chunhui Chen, Jiateng Wu
Harbin University of Science and Technology, Harbin Heilongjiang
ththstReceived: Mar. 10, 2017; accepted: Mar. 28, 2017; published: Mar. 31, 2017
Abstract
The gearbox is one of the core components of the transplanter. In this paper, according to the transformation of the gearbox body, Geomagic spark, a reverse engineering software, is applied to reconstruct the gearbox body, and then the optimization design is made on it. Firstly, the gearbox is scanned by hand-held laser scanner, and the 3D point cloud data is obtained. Then, the point cloud is reconstructed by using the Geomagic spark software. The three dimensional geometric model of transmission box is reconstructed by using the triangular mesh data. According to the obtained three dimensional geometric models, the model is optimized. Finally, the finite element analysis is carried out in Solid-Works Simulation, which provides a theoretical basis for the opti-mization design of the box. Using reverse engineering technology to optimize the transplanter gearbox, it can shorten the design cycle and reduce design costs. Keywords
Transmission Box, Reverse Engineering, Geomagic Spark, Geometric Model, Optimized Design
基于Geomagic spark的手扶式插秧机变速箱箱体重构
曹伟龙，王亚萍，杜善琦，陈春辉，吴佳腾
哈尔滨理工大学，黑龙江 哈尔滨
收稿日期：2017年3月10日；录用日期：2017年3月28日；发布日期：2017年3月31日
文章引用: 曹伟龙, 王亚萍, 杜善琦, 陈春辉, 吴佳腾. 基于Geomagic spark的手扶式插秧机变速箱箱体重构[J]. 机械
曹伟龙 等
摘 要
变速箱是插秧机的核心部件之一。本文针对插秧机变速箱箱体改造，应用逆向工程软件Geomagic spark来重构变速箱箱体，并对其进行优化设计。首先，利用手持式激光扫描仪对变速箱箱体进行扫描，获取三维点云数据；再利用正逆向混合软件Geomagic spark对扫描得到的点云数据进行三角形网格模型重建；依据三角形网格数据重构变速箱箱体的三维几何模型。根据得到的三维几何模型对模型进行优化，最后在SolidWorks Simulation中进行有限元分析，为箱体的优化设计提供了理论基础。利用逆向工程技术对插秧机变速箱箱体进行优化，可以缩短设计周期，降低设计成本。
关键词
变速箱箱体，逆向工程，Geomagic Spark，几何模型，优化设计
Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).
Open Access1. 引言
逆向工程技术是根据已有的产品或零件原型构造产品或零件的工程设计模型，并在此基础上对已有的产品进行剖析、理解和改进[1]。其作为一种新型的产品设计方法在吸收国内外先进制造技术、缩短产品开发周期以及降低生产成本等方面发挥着重大作用[2]，有利于促进技术的再创造，提高零件市场的商业竞争力[3]。目前，逆向工程技术在国际上已广泛应用到众多领域，包括飞机、汽车、消费性电子产品、医疗器械、运动器材、珠宝等工业领域。我国逆向工程技术在工业领域应用中快速发展，如汽车[4] [5] [6]
[7]、叶轮[8] [9] [10]等。目前主流应用的三维逆向设计软件有：Imageware，Geomagic，CopyCAD和RapidForm等。其中Geomagic Spark是业界唯一一款结合了实时三维扫描、三维点云和三角网络编辑功能以及全面CAD造型设计、装配建模、二维出图等功能的三维设计软件。
随着CAD/CAM/CAT技术的快速发展，为逆向工程的应用提供了有利条件。传统的产品设计通常是从概念设计到图样绘制，再制造出产品，称之为顺向工程;逆向工程即是对零件或原模型提取数据生成图样，再制造产品，如图1所示[11]
手扶式插秧机作为农业机械之一，在水稻种植上发挥着重要作用。机动插秧机主要包括工作区和行走区两大部分：工作区由插秧机构、移盘机构、送秧机构、秧盘、压苗架等机构组成，而动力行走区由发动机、变速箱、驱动轮、传动区等组成[12]。变速箱及其传动机构是手扶式机动插秧机的核心部件，对传动机构进行优化设计，可以降低整机能耗，提高整机可操作性。本文针对插秧机变速箱箱体进行优化
Figure 1. Flow chart of reverse engineering
图1. 逆向工程流程图
曹伟龙 等
设计，由于对插秧机传动机构进行了优化设计，而变速箱作为传动机构的前置机构，故需对变速箱箱体进行结构上的优化设计。
2. 变速箱箱体点云数据获取
对于像变速箱箱体一类的零件，零件结构、圆弧过度复杂，同时考虑到扫描的效率，采用非接触式激光扫描法进行三维扫描。采用手持式Handyscan 3D扫描仪作为扫描设备，Handyscan 3D便携式激光扫描技术可靠、准确，而且使用简单。Handyscan 3D扫描仪使用三角测量及双目镜观察，实际可将本身自定位到管道上一个独特的动态参照系统，这能够保证测量重复性和精确度较高。生成的 3D扫描图像会准确地调整为真实的几何图像，从而能够更方便地观察表面缺陷。在实物模型上必须做好扫描所需的标记，扫描准备工作完成，如图2所示。
变速箱箱体整体结构较为规则，因此可将其直接摆放在工作台上，扫描采用非接触方式，在保证不碰触箱体的前提下不加外力固定。由于箱体摆放时，一面朝下，一次扫描无法得到箱体内部点云数据，箱体顶面扫描完成后调整位置再次扫描且保证2次扫描数据有重合部分，完成所有扫描后再拟合成一个整体。2次扫描得到的变速箱箱体外形结构，最终在Geomagic Spark软件中形成变速箱箱体原始点云数据，如图3所示。
(a) (b)
Figure 2. Experimental instruments and objects. (a) Hand-held laser scanner; (b) transplanter reducer box
图2. 实验仪器与对象。(a) 手持式激光扫描仪；(b) 插秧机减速器箱体
Figure 3. Box point cloud data
图3. 箱体点云数据
曹伟龙 等
3. 点云数据预处理
得到变速箱箱体的点云数据后，必须对数据进行处理，而点云数据的预处理是逆向工程的关键，结果将直接影响到后期模型重构的质量。在进行逆向建模之前，对采集的点云数据进行筛选，删除无关的扫描数据、减少噪点、合并、简化、对齐等步骤。
3.1. 去除无关点云数据
变速箱箱体是直接放在工作台面上扫描的，在扫描过程中，有时候会得到工件以外的数据，为了最后能得到较好的三维模型，在Geomagic Spark中，将界面放大变换角度使用“选择”工具手动选取非工件部分扫描数据并删除。
3.2. 减少噪点
在扫描过程中，工件表面各处的粗糙度不同，空气中的杂质折射等的影响，最后扫描得到的工件表面有不同程度的噪点，为了使的得到的模型过度较为光滑，再使用“减少噪点”的工具去除噪点。
3.3. 点云数据的合并
在扫描过程中，为了保证最后的扫描结果更精确，因此在扫描时，必须多次转换手持式扫描仪的角度。操作过程中，每一次转换扫描仪，则进行新一次的扫描，即每一次手柄的角度对应一次扫描。因此，变速箱箱体的一个摆放姿态，是由多次扫描得到的。
“合并”作为逆向工程中的其中一个步骤，完成点云数据合并的同时，也完成了数据的网格化，即由原来的三个点组成了三角形的面片，点云数据变成网格数据。
经过上述的处理，得到的网格数据如图4所示。
4. 实体化网格模型
对于需人工处理的其他部分，主要为网格的实体化，参照网格模型，通过上述点云数据的预处理，最后生成了三角网格模型，需要将三角网格模型实体化，即需要人工处理，依据Geomagic Spark提供的网格模型捕捉功能、辅助草绘以及直接建模技术，可迅速完成其他部分的创建，完成模型的简历之后，将模型保存为.igs的格式，并将其倒入到Pro/E软件中，对网格模型进行优化。优化完成之后的三维模型如图5所示。
Figure 4. The triangular mesh model
图4. 箱体三角网格模型
曹伟龙 等
(a) (b)
Figure 5. The entity grid model. (a) Solid model before optimization; (b) solid model after optimization
图5. 实体化的网格模型。(a) 优化前的实体模型；(b) 优化后的实体模型
5. 有限元分析
有限元法把连续体离散成有限个单元，每个单元的场函数是只包括有限个待定节点参量的简单场函数，这些单元场函数的集合就能近似代表整个连续体的场函数。根据能量方程或加权参量反腐方程可建立有限个待定参量的代数方程组，求解此离散方程组就能得到有限元法的数值解。有限元法已被应用于求解线性和非线性问题，并建立了各种有限元模型，如协调、不协调、混合、杂交、拟协调元等[13] [14]
[15]。结合计算机辅助设计技术，有限元法也被用于计算机辅助制造中。
Simulation是SolidWorks公司开发的一种功能强大的有限元分析软件。它作为嵌入式分析软件与SolidWorks无缝集成，成为了顶级的销量产品[16] [17] [18]。SolidWorks Simulation能够提供丰富的计算与分析工具来对较复杂零件及装配体进行运算、测试和分析、产品设计及优化、线性与非线性分析。
5.1. 有限元分析前处理
我们创建几何模型，是通过proe三维建模软件创建的。有限元分析前须对模型进行简化，而我们在此直接在proe中进行简化，如去除边的倒角或者圆角，以便于对模型进行网格划分。而模型简化时，应避免模型在进行分析时出现奇异点，即模型分析时出现应力集中现象，应避免这些问题的出现。
对模型进行有限元分析时，主要包括：模型创建-确定模型材料-网格划分-确定夹具-给定载荷-结果分析。
如图6所示，插秧机变速箱箱体为通过扫描，再进行后处理形成三角网格，最后再进行实体化，并在proe中进行优化的几何模型，将其导入到SolidWorks中，并且进行了模型的简化，之后定义模型的材料，模型材料为铝合金。
之后，则对模型进行网格划分，此处进行网格划分时，要严格控制网格大小，网格大小控制合理，则模型的运算结果越接近实际。我们设定网格大小为4 mm，而网格比率为1.5，生成的网格如图7所示。
5.2. 动力学仿真分析
通过有限元分析的方法对优化的变速箱箱体进行静力学分析，通过仿真结果验证设计的可行性。本项目中我们使用SolidWorks Simulation进行产品部件的分析，计算零件的应力、应变等。
龙源期刊网 .cn
介绍一款实用插秧机
作者：马华
来源：《农村百事通》2014年第05期
一、4-2ZF-430手扶式插秧机
4-2ZF-430手扶式插秧机选用OHV大功率汽油机，具有左右平衡功能（TBS液压系
统），水田通过性能好，整机工作适应性大大提高。采用精密切块技术，保证插秧的均匀度；采用自排壅塞，自动仿形功能，液压升降装置，保证插秧深度一致。该机型在国内处于领先地位。
型 号：2ZF-430
作业效率：每小时0.1～0.3公顷
外型尺寸：长2200毫米，宽1500毫米，高1065毫米
重量：170公斤
发动机名称：风冷汽油发动机
发动机型号：EY20B
总排气量：186毫升
功率/转数：1500转的时候输出功率是2.6千瓦
使用燃料：无铅汽油90号以上
油箱容量：3.3升
起动方式：拉绳反冲式
栽植部栽植行数：4行
栽植行距：30厘米
栽植株距：21厘米，18厘米，15厘米，13厘米
栽植株数：50、60、70、80（穴/3.3平方米）
本文来源：http://www.guakaob.com/jianzhugongchengkaoshi/861384.html
下一篇：黄豆免耕播种机视频