旱地穴盤苗夾苗式自動(dòng)移栽機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、相較于旱地農(nóng)作物的直播栽培，育苗移栽具有許多的優(yōu)勢(shì)；育苗移栽能保證幼苗的成活率，避免氣候、鹽堿以及病蟲害造成的影響，延長(zhǎng)農(nóng)作物的生育期，提高土地單位面積使用率，并實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。2011年，我國(guó)每年的育苗移栽面積達(dá)到1500萬hm2，相應(yīng)的所需育苗移栽機(jī)械150萬臺(tái)；而且近年來我國(guó)勞動(dòng)力成本的不斷提高，從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人口不斷銳減，因此，實(shí)現(xiàn)旱地農(nóng)作物的自動(dòng)移栽不僅能夠加快育苗移栽技術(shù)的應(yīng)用推廣，而且能夠帶來巨大綜合經(jīng)濟(jì)效益。

2、>　　目前，依靠人工取苗、機(jī)器投苗的半自動(dòng)移栽機(jī)技術(shù)成熟，而由移栽機(jī)械自主獨(dú)立完成取苗、投苗和移栽的全自動(dòng)移栽機(jī)仍然處于研發(fā)試驗(yàn)階段。研究分析國(guó)內(nèi)外穴盤苗移栽機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，可以將移栽機(jī)分為兩大類；一種是含有獨(dú)立機(jī)電系統(tǒng)或者基于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的移栽機(jī)，應(yīng)用于溫室自動(dòng)化流水線穴盤苗移栽。另一種是在滿足特定軌跡與姿態(tài)要求下，通過末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成取苗、投苗動(dòng)作，采用單株拔苗的方式完成取苗，其中非圓齒輪回轉(zhuǎn)式移栽機(jī)構(gòu)最具代表性；另外夾莖式取苗相對(duì)

3、于夾缽式取苗對(duì)于軌跡的要求低；因此本文擬采用非圓齒輪行星輪系移栽機(jī)構(gòu)，以?shī)A莖稈的方式完成穴盤苗取苗并將幼苗投入到溝壑中。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1)分析了水稻夾苗式缽苗移栽的“8”字形軌跡特征；結(jié)合旱地穴盤苗移栽工作要求完成了旱地穴盤苗自動(dòng)移栽機(jī)構(gòu)的軌跡規(guī)劃工作。
　　2)通過非圓齒輪行星輪系運(yùn)動(dòng)機(jī)理分析，并建立了旱地穴盤苗夾苗式自動(dòng)移栽機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。
　　3)基于移栽機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并結(jié)合MATLA

4、B可視化編程，完成了移栽機(jī)構(gòu)的反求優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件的編寫；并在此基礎(chǔ)上獲得一組可用于移栽機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化參數(shù)，以及滿足移栽要求的軌跡和姿態(tài)。
　　4)利用移栽機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，完成了移栽機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在Pro/e三維虛擬環(huán)境中建立了樣機(jī)模型，并通過ADAMS軟件的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析功能驗(yàn)證了理論模型的正確性和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
　　5)制作物理樣機(jī)，在課題組的相關(guān)試驗(yàn)臺(tái)上完成組裝、調(diào)試工作，利用高速攝影技術(shù)進(jìn)行了理論軌跡與實(shí)際軌