穴盤苗移栽機新型取苗機構(gòu)的設(shè)計與參數(shù)優(yōu)化.pdf

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

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

3、響。得3因素對兩指標均顯著影響，各因素對拉拔力敏感性由大到小為ABC、對缽體抗壓性能敏感性由大到小為CBA。綜合評分得最優(yōu)組合:填充量為每個穴孔填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)動機械四針鉗夾式取苗末端執(zhí)行器的夾持機構(gòu)、推苗機構(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)對夾取針柔性變形、開合大小的影響，得出夾取針的細端取50mm時，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)引機構(gòu)的綜合，對取苗機械臂進行設(shè)計。根據(jù)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的取苗機構(gòu)的動力學仿真分析結(jié)果，得出導(dǎo)向槽的圓弧半徑為132mm、滾子間距為77mm時，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

5、機構(gòu)進行了研制，并進行了臺架試驗。以西蘭花為試驗對象時，通過正交試驗結(jié)果分析可知，夾針距離為16mm、夾取深度為25mm、夾針細端長度為50mm時，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，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對象的結(jié)論一致，驗證了機構(gòu)的適應(yīng)性。
　　本文深入地對移栽作業(yè)對象——穴盤苗的力學特性進行了研究，研制了凸