【机械制造论文范文】适用于穴盘花卉种苗的单驱动四齿移植 ...

王丽梅

来历：知乎
摘要：种苗移植机是设备园艺种苗生产进步生产效力、下降劳动力本钱、进步企业效力的智能化装备,而移植机械手是种苗移植机的关键部件。针对分歧的种植方式与种植工具,移植手的形式与规格都有很大的不同。为此,针对花卉穴盘种苗提出了一种单驱动四齿移植手,结构简单,作业牢靠,有较大的顺应性。针对设想出的移植机械手,停止穴盘花卉种苗移植性能实验,成果表白:在50mm路程笔形气缸驱动下,采用泥炭配合珍珠岩基质培育种苗,当土壤含水量为60%、手指钢齿倾斜角为5°、手指钢齿直径为2mm时,移植成功率均匀可达93%,伤苗率小于0.5%。
关键词：设备农业;穴盘苗;移植机械手;单驱动;
引言
移栽作业是育苗生产系统运作进程之一,目标是为了保证幼苗有充足的生漫空间,把幼苗从高密度的穴盘移栽到低密度的穴盘或花盆中,以保证秧苗的进一步发展[1,2]。移栽作业一般都是在温室中停止,而温室内温度高、湿度大,作业情况比力卑劣,且劳动强度大。用机械化、自动化等先辈生产手段进步移栽作业的自动化水平,是扩大温室种植范围、进步生产效力的有用处理法子[3,4,5]。
移植机械手作为移植机的关键部件,国内很多高校及研讨机构,如沈阳农业大学[6]、南京农业大学[7]、华南农业大学[8,9,10],浙江大学[11]、中国农业大学[12]、江苏大学[13,14]、吉林大学[15]、北京产业大学[16]及北京农业智能装备技术研讨中心[17],对穴盘种苗移植机械手都停止了分歧水平的研讨。
笔者针对穴盘花卉种苗,设想了一种结构简单、作业牢靠的单驱动四齿移植机械手,同时停止了性能实验。
1设想计划
本文设想的穴盘苗移植手的根基作业技术要求以下:①可以快速、正确地取苗、运苗和移栽幼苗,要求履行机构具有精度高、行动快、承载才能强及充足的工作空间。②手指具有一定的开闭范围且应具有适当的夹紧力。手指的开闭范围即从张开到闭合绕支点转过的角度,角度越小,越晦气于夹持。别的,虽然幼苗和基质的质量很小,但假如夹持力小仍会致使取苗失利,所以应保证手指具有一定得夹持力,以使基质不会在运转进程中脱落。③具有一定的通用性。结尾履行器一般都是专门设想的,为了使其具有一定的通用性,应斟酌其结构具有一定的可调性,以利于针对分歧的作物停止移栽作业。结尾履行器工作流程图如图1所示。
图1结尾履行器工作流程图


1)取苗进程。
取苗包括手指的伸出、手指钢齿向内侧夹持和整体上移活动,气缸伸出推诿手指钢齿插入基质,以后气缸缩回,4个手指钢齿向内夹持,然后机械手整体上移完成取苗行动。
2)运苗进程。
运苗即移植机械手实现横向移动,由水平活动步进机电驱动,活动进程中应只管保证幼苗的平稳运输。
3)栽苗进程。
栽苗与取苗的行动恰好相反,首先移植机械手整体下移,当幼苗进入穴孔时气缸缩回,手指钢齿翻开,然后整体上移,完成移植。
按照以上作业流程,设想出如图2所示移植机械手,首要由笔形驱动气缸、手指钢齿、手指钢齿导向板、机械手L型牢固板及钢齿牢固座组成。
该移植机械手在笔形气缸驱动下停止对幼苗基质的夹持行动,如图3所示。其中,图3(a)笔形气缸杆伸出,手指钢齿相对于移植手L形牢固座为缩回状态,移植手处于非工作状态;当如图3(b)所示笔形气缸杆伸出后,手指钢齿相对于移植手L形牢固座伸出,移植手处于工作状态,可完成对秧苗基质的夹持作业。
图2移植机械手主体结构


1.手指钢齿2.钢齿牢固座3.笔形气缸4.移植手L形牢固座5.钢齿导向板
图3移植机械手工作道理


2移植作业性能实验
2.1材料与实验条件
实验前,调理移植机械手气缸气压为0.3MPa,预备10mm×20mm标准穴盘和苗钵。
2.2实验目标与评价方式
实验把土壤含水量、钢尺倾角和钢尺直径作为首要影响身分,测定这3个身分对幼苗的抓取影响的显着水平,经过理论分析和仿真,获得土壤含水量、钢尺倾角和钢尺直径对移植机械手移植成功率和伤苗率的影响。每个身分拔取3个水平忘性正交实验,身分水平表如表1所示。
表1实验身分水平表


2.3实验方式
由于单一的实验目标不能获得理想的实验成果,是以采用双目标分析。在多目标正交实验中,各目标的最好实验计划之间存在一定的冲突,在评价实验成果时需要兼顾两个目标,从而找出使得每个评价目标都尽能够好的实验计划。本实验分析采用综合评分法停止评价,共2个目标,即移植成功率和伤苗率。移植成功率越高越好,设备加权系数为4;伤苗率越低越好,设备加权系数为1.5。
2.4实验评分标准
评分公式为:综合评分=1.5×伤苗率+4×移植成功率。实验评分标准如表2所示。
表2测试分数标准


2.5实验成果
经过极差分析获得最优水平组合:当土壤含水量为60%、手指钢齿倾斜角为5°、手指钢齿直径为2mm时,综合结果最好。在此组合下停止移植树考证实验(见图4),成果如表3所示。由表3可知:移植机械手的移植成功率均匀到达93%,伤苗率小于0.5%。别的,穴盘种苗的长势也对移植成功率有影响,有待此后对此方面停止进一步的实验研讨。
移植机械手的作业实验如图4所示。


图4移植机械手样机


3结论
1)设想了一种移植机械手。对钢尺角度、伸出长度等参数停止了设想,肯定了最好角度为85°。
2)针对移植机械手停止了性能实验,对气缸压力停止了单身分实验,获得最好汽缸压力别离为0.35 MPa。参数优化和正交实验成果表白:在最优水平组应时,移植机械手抓取幼苗质量最好,移植成功率高于90%,伤苗率低低于0.5%。
参考文献
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