工廠化育苗移栽機械運動機構(gòu)設計與動力學特性研究.pdf

1、目前國內(nèi)工廠化育苗移栽機械的研究大多開展單個末端執(zhí)行器移栽作業(yè)，作業(yè)形式單一，移栽效率不高；在實驗過程中暴露出：移栽運動機構(gòu)在移苗時，缽苗受到額外的運動沖擊，導致基質(zhì)破損，缽苗脫落的問題，直接影響了移栽成功率。針對以上問題，本文設計一種滿足多個末端執(zhí)行器聯(lián)合作業(yè)的移栽運動機構(gòu)，將從提高移栽運行平穩(wěn)性和快速性出發(fā)，對運動機構(gòu)設計、移栽性能以及機構(gòu)動力學分析展開研究。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　?。?）設計一種滿足多個末端執(zhí)行器

2、聯(lián)合作業(yè)的移栽運動機構(gòu)，控制末端執(zhí)行器實現(xiàn)“上升、平移、下降”三段直線運行以及多個末端執(zhí)行器分散運動。利用展合板上斜滑槽實現(xiàn)末端執(zhí)行器分散，利用同步帶傳動機構(gòu)驅(qū)動末端執(zhí)行器橫向送苗、豎直取苗，提出增加平衡氣缸輔助豎直方向同步帶的運動的方法。確定運動控制方法，采用 PLC控制伺服電機系統(tǒng)驅(qū)動多個末端執(zhí)行器移栽作業(yè)，對控制系統(tǒng)硬件進行合理選型和規(guī)劃。
　　（2）試制樣機，進行定位精度試驗、自動移栽以及振動試驗的研究，對所設計的自動移栽

3、系統(tǒng)進行取苗移栽檢測，試驗結(jié)果表明，移動128穴盤、4孔花盆對應間隔距離平均值分別為32.2911mm、206.3246mm，標準差分別為0.4405、0.1646，通過單樣本t檢驗發(fā)現(xiàn)，在0.05顯著性水平下，實測取苗移位間隔與設計的穴孔間隔無顯著性差異。開展自動移栽性能、振動試驗，當作業(yè)效率為360、720、900次/h時，移栽成功率可達94.2％、91.0%、86.7%，試驗發(fā)現(xiàn)隨著工作效率的提高，移栽成功率大大降低。通過對不同測

4、點振動試驗發(fā)現(xiàn)，隨著作業(yè)效率的提高，動平臺往復運動是引起系統(tǒng)振動主要原因，為開展動力學性能研究提供重要依據(jù)。
　?。?）建立了移栽運動機構(gòu)的動力學數(shù)學模型，對動平臺在移動過程中振動情況進行分析，得到機構(gòu)動力學特性，通過試驗驗證了動力學模型的正確性；利用已建正確動力學模型，探究不同載荷參數(shù)（40kg、80kg、120kg）、不同運動頻率（1/16Hz、1/8Hz、1/4Hz）對移栽運動機構(gòu)動力學特性的影響，分析不同工況下位移、速度、