【摘要】：設施農業(yè)是農業(yè)生產機械化、自動化、智能化的重要標志,工廠化育苗是設施農業(yè)的重要組成部分,缽苗移栽是工廠化育苗的重要環(huán)節(jié),目前我國的缽苗的移栽主要還是靠人工完成,生產成本高,工人勞動強度大,作業(yè)效率低,難以滿足集約化育苗生產要求。本文根據(jù)目前我國溫室缽苗移栽機研究發(fā)展中存在的問題,綜合考慮我國設施農業(yè)自動化生產需要以及現(xiàn)階段發(fā)展水平,設計出一款集自動填土和打穴、穴盤定位輸送、準確定位抓取、快速平穩(wěn)栽植的高性能全自動移栽設備,通過移栽策略優(yōu)選、移栽動平臺仿真分析和試驗,對溫室缽苗移栽機進行了研究。本文的主要研究工作和結論包括以下幾個方面:(1)根據(jù)我國設施農業(yè)的生產要求,結合目前我國溫室缽苗移栽機的研究現(xiàn)狀,提出設計出一款集基質填充、打穴、快速移栽、流水線作業(yè)功能于一體的自動化移栽設備,確定了取苗爪門形運動軌跡和多爪栽植的移栽方案。針對128孔穴盤到4孔托盤花盆的移栽,提出間隔取苗和間隔植苗的移栽方法,并以移栽動平臺水平總位移為評價指標,對不同的移栽策略進行優(yōu)選,確定了最佳策略。(2)分別對溫室缽苗移栽機填土部分、打穴部分、輸送部分和移栽部分進行了結構設計,并介紹了整機的工作過程和原理。對各個部分的設計原理進行了敘述,對填土部分氣缸、打穴部分氣缸、輸送部分電機和移栽部分水平傳動同步帶的選型計算過程進行了詳細介紹。為了實現(xiàn)多爪作業(yè),設計了取苗爪分散裝置,對實現(xiàn)取苗爪間距調整的分散板的滑槽角度,進行了詳細的計算。(3)根據(jù)溫室缽苗移栽機各個部分的結構設計,利用Solid Works三維設計軟件,對整機進行了虛擬建模。為了對移栽動平臺進行研究,按照模型的簡化原則,對移栽動平臺虛擬模型進行了簡化建模,將簡化好的模型導入ADAMS中,建立了移栽平臺剛性體模型。并對影響移栽動平臺水平運動精度的同步帶傳動軸進行了柔性化建模。(4)利用Adams/Machinery模塊建立了移栽動平臺剛柔耦合仿真模型,然后分別用不同運動規(guī)律對移栽動平臺進行動力學仿真分析,仿真結果顯示,移栽動平臺采用五次多項式運動規(guī)律定位精度更高,影響動平臺定位精度的主要因素是動平臺的加速度。(5)利用制造的溫室缽苗移栽機樣機進行了移栽動平臺定位精度試驗和移栽性能試驗。移栽動平臺定位精度試驗表明:隨著移栽動平臺加速度增加,移栽動平臺的定位精度逐漸下降,在脈沖頻率超過50000Hz,加速度超過7m/s2以后,定位精度下降劇烈。利用設計脈沖當量,讓程序自動計算位移所需要的脈沖數(shù)的方法,使移栽動平臺在移動1m的范圍內的定位精度在0.2mm~1.4mm之間,滿足了移栽定位要求。對溫室缽苗移栽機進行移栽性能試驗,隨著移栽頻率的增加,移栽合格率逐漸下降,最高900個作業(yè)循環(huán)/小時移栽合格率維持在90.23%,說明溫室缽苗移栽機的整機結構方案設計合理,移栽動平臺定位精度滿足要求,達到了自動化缽苗移栽作業(yè)要求。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S223.9

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