穴盤苗移栽機(jī)新型取苗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、近年來(lái)，隨著旱地育苗移栽技術(shù)的研究和推廣，我國(guó)的栽植機(jī)械逐步發(fā)展起來(lái)?，F(xiàn)有的移栽機(jī)械以半機(jī)械為主，仍需人工完成分苗、取苗、投苗作業(yè)，存在移栽效率不高、用工量大等問(wèn)題。急需研制穴盤苗自動(dòng)移栽機(jī)，其“瓶頸”問(wèn)題是研制代替人工完成上述過(guò)程的取苗機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)有的取苗機(jī)構(gòu)缺乏與作業(yè)對(duì)象的適應(yīng)性的研究、所設(shè)計(jì)的末端執(zhí)行器充分考慮了夾緊取苗作業(yè)、卻忽視了投苗作業(yè)。針對(duì)這一問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一取苗機(jī)構(gòu)，對(duì)作業(yè)對(duì)象進(jìn)行研究，對(duì)直接接觸穴盤苗的取苗末端執(zhí)行器及帶

2、動(dòng)末端執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)的取苗機(jī)械臂進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真分析和試驗(yàn)研究。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)設(shè)計(jì)了一種凸輪連桿組合雙臂式取苗機(jī)構(gòu)，分析其與72孔穴盤和128孔穴盤的適應(yīng)性，提高了機(jī)構(gòu)的通用性。提出工作循環(huán)，以使取苗機(jī)構(gòu)與移箱機(jī)構(gòu)、栽植機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)工作，同時(shí)末端執(zhí)行器與取苗機(jī)械臂協(xié)調(diào)動(dòng)作。
　　(2)研究了穴盤苗的力學(xué)特性。運(yùn)用正交試驗(yàn)分析填充量A、基質(zhì)成分（泥炭、蛭石、珍珠巖）體積比B、含水率C對(duì)拉拔力及缽體抗壓性能的影

3、響。得3因素對(duì)兩指標(biāo)均顯著影響，各因素對(duì)拉拔力敏感性由大到小為ABC、對(duì)缽體抗壓性能敏感性由大到小為CBA。綜合評(píng)分得最優(yōu)組合:填充量為每個(gè)穴孔填33.5cm3基質(zhì)，基質(zhì)成分（泥炭、蛭石、珍珠巖）體積比為3∶1∶1，含水率為65％。得成功夾取缽體的夾持力大小，提出末端執(zhí)行器夾取開度至少為10mm。
　　(3)應(yīng)用解析法，確定了以“夾緊取苗、張開推苗”為工作模式的單驅(qū)動(dòng)機(jī)械四針鉗夾式取苗末端執(zhí)行器的夾持機(jī)構(gòu)、推苗機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。根據(jù)

4、取苗末端執(zhí)行器的剛?cè)狁詈戏抡娣治鼋Y(jié)果，確定不同夾取針的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)夾取針柔性變形、開合大小的影響，得出夾取針的細(xì)端取50mm時(shí)，柔性體夾取針的末端柔性變形較小，滿足成功夾取缽體的夾持力、夾持開度的要求。
　　(4)根據(jù)剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的綜合，對(duì)取苗機(jī)械臂進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的取苗機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)仿真分析結(jié)果，得出導(dǎo)向槽的圓弧半徑為132mm、滾子間距為77mm時(shí)，導(dǎo)向槽所受到的沖擊適中、滑塊受力均衡。
　　(5)根據(jù)上述研究，對(duì)

5、機(jī)構(gòu)進(jìn)行了研制，并進(jìn)行了臺(tái)架試驗(yàn)。以西蘭花為試驗(yàn)對(duì)象時(shí)，通過(guò)正交試驗(yàn)結(jié)果分析可知，夾針距離為16mm、夾取深度為25mm、夾針細(xì)端長(zhǎng)度為50mm時(shí)，取苗成功率高于95％、傷苗率低于5％;推苗行程為25mm、推苗環(huán)采用作用臂分布在外側(cè)的形式時(shí)，在成功取苗的前提下，推苗成功率接近100％、傷苗率低于5％。該結(jié)論與前期以黃瓜作為試驗(yàn)對(duì)象的結(jié)論一致，驗(yàn)證了機(jī)構(gòu)的適應(yīng)性。
　　本文深入地對(duì)移栽作業(yè)對(duì)象——穴盤苗的力學(xué)特性進(jìn)行了研究，研制了凸