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【6h】

全自动番茄移栽机移盘机构及取送苗机构的设计与试验

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目录

声明

1 绪论

1.1课题来源

1.2课题研究的目的与意义

1.3国内外移栽机的研究现状

1.3.1国外研究现状

1.3.2国内研究现状

1.4研究内容

1.5技术路线

2 番茄苗与基质的物理力学特性研究

2.1穴盘及基质苗的选择

2.1.1穴盘选型

2.1.2成苗分析

2.2苗基质力学特性试验

2.2.1苗基质的破碎试验分析

2.2.2苗基质力学特性试验分析

2.3番茄苗物理特性研究

2.4本章小结

3 全自动番茄移栽机的总体结构设计

3.1整机结构及工作原理

3.2移栽机的工作参数

3.3各机构的结构组成与工作原理

3.3.1自动移盘机构

3.3.2自动取送苗机构

3.3.3自动喂苗机构

3.3.4五杆栽植机构

3.4关键部件的结构组成

3.5本章小结

4 移盘机构的设计

4.1设计要求分析

4.1.1设计要求

4.1.2空间布置

4.1.3动力设计

4.2.总体方案及移盘过程

4.3传动系统的设计

4.4动力装置参数计算分析

4. 5链轮机构的选型与改装

4.6辅助装置的设计

4.7本章小结

5 取送苗机构的设计

5.1两种类型取苗器的设计与分析

5.1.1刚性取苗爪式取苗器的设计

5.1.2弹性取苗爪式取苗器的设计

5.2取苗器的结构设计

5. 3取苗器几何参数的计算

5.4气缸伸长量的计算分析

5.5取送苗机构路径设计

5.5.1横向路径设计

5.5.1纵向路径设计

5.6基于ADAMS的取苗器运动学仿真分析

5.6.1软件间的数据转换

5.6.3虚拟样机模型建立

5.6.3虚拟仿真结果分析

5.7本章小结

6 移栽机移盘与取送苗机构的试验研究

6.1试验装置试制

6.2移盘试验

6.2.1试验条件与仪器设备

6.2.2试验方案与评价指标

6.2.3试验结果与分析

6.3取苗试验

6.3.1试验条件与仪器设备

6.3.2试验方案与评价指标

6.3.3试验结果与分析

6.4样机试制

6.5本章小结

7 总结及展望

7.1总结

7.2创新点

7.3展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间的研究成果

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摘要

目前,国内移栽机主要以人工投苗的半自动移栽机为主,该移栽方式受人工投苗频率的限制,移栽效率的提升受到制约,且半自动移栽机存在需要人工多、劳动强度大、移栽成本高等问题,因此研发适合我国栽植现状的高效全自动番茄移栽机势在必行。本文针对上述问题,在现有的半自动番茄移栽机的基础上,设计了全自动番茄移栽机关键机构中移盘机构与取送苗机构,并试制全自动移栽机,开展了移盘与取苗试验。主要内容如下: (1)进行番茄苗及基质的物理力学特性的统计与试验分析,为各机构机械结构与尺寸设计提供依据。分析不同苗龄番茄苗基质的生长情况,40天左右的苗基质生长情况适合机械移栽,并进行苗基质抗压性能试验与顶出力试验,结果表明:基质含水率21.3%时,抗压力最大为16.5N,此时压缩位移10.5mm;苗基质含水率13.4%时,顶出力最大为4.14N。最后对苗物理外形尺寸进行统计分析。 (2)确定了移栽机的整体方案,并阐述各机构的结构组成与工作原理。全自动番茄移栽机采用模块化设计,应用六取苗器同步作业,通过取送苗机构与自动移盘机构、自动喂苗机构及栽植机构协同工作,完成番茄苗的移送、抓取、投放、分行逐一喂苗及栽植工作。 (3)进行了全自动番茄移栽机关键部件——移盘机构和取送苗机构的设计与仿真。通过理论分析计算完成移盘机构传动系统的设计及关键配件的选型,设计辅助装置以减小移盘机构的摩檫力。建立符合取苗轨迹要求的几何分析模型及作用力平衡方程,并对苗针插入基质过程建立约束方程,在理论分析的基础上,提出了一组较优数据。基于ADAMS对取苗器进行了运动学仿真,得到取苗器的运动参数曲线,分析各阶段运动过程,验证机构是否符合设计要求。 (4)进行样机加工及安装调试,并开展了移盘试验与取苗试验。移盘试验结果表明:移栽速度小于350mm/s时,移动一新苗盘到取苗位置时,定位精度平均值为99.62%;苗盘移动一列的距离时,定位精度平均值为98.53%,可满足移盘定位精度要求。取苗试验结果表明:当取苗爪与垂直方向的夹角?为8°时,取苗成功率最高为97.5%,取苗爪设计合理,且满足工作要求。

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