【摘要】：花卉產(chǎn)業(yè)已成為一種新興產(chǎn)業(yè),其中花卉移栽技術(shù)在減少作物生長(zhǎng)周期,保證作物品質(zhì)統(tǒng)一,達(dá)到增產(chǎn)增收方面有著很好的促進(jìn)作用。但是國(guó)內(nèi)花卉移栽的機(jī)械設(shè)備卻并不完善,在一些偏遠(yuǎn)地區(qū),還是以人工移栽為主,對(duì)于花農(nóng)來(lái)說(shuō)成本大大增加。花卉幼苗移栽屬于缽苗移栽的范疇,目前國(guó)外的缽苗移栽設(shè)備大體分為兩類(lèi),一種是以機(jī)器人或者機(jī)械臂為載體的移栽設(shè)備,另一種是電、液、氣一體化的自動(dòng)化流水線。但是這兩類(lèi)移栽設(shè)備都存在共同的問(wèn)題:設(shè)備太過(guò)昂貴,電路復(fù)雜、設(shè)備維護(hù)成本高,農(nóng)業(yè)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,售后服務(wù)不完善。而國(guó)內(nèi)對(duì)于移栽機(jī)械設(shè)備的研究起步較晚,雖然取得一些成果,但是沒(méi)有推廣開(kāi)來(lái)。混合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作為一種創(chuàng)新機(jī)構(gòu),相比于傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)具有承受載荷大,運(yùn)行穩(wěn)定,制造方便,成本低廉等優(yōu)點(diǎn),又兼有全伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律,機(jī)構(gòu)具有柔性輸出的特性。關(guān)于混合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的研究很多,但是在機(jī)構(gòu)的應(yīng)用方面卻僅限于壓力機(jī)上,所以論文將五桿機(jī)構(gòu)與混合驅(qū)動(dòng)進(jìn)行結(jié)合,開(kāi)展了農(nóng)業(yè)移栽作業(yè)的分析、機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其仿真、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等工作,設(shè)計(jì)了一種混合驅(qū)動(dòng)型取栽一體化花卉盆栽機(jī)構(gòu),應(yīng)用于農(nóng)業(yè)花卉移栽。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)分析了五桿機(jī)構(gòu)曲柄存在和避免奇異位形的條件,為機(jī)構(gòu)的優(yōu)化提供相應(yīng)的約束條件,并分析了五桿機(jī)構(gòu)的工作空間,為五桿機(jī)構(gòu)的正向設(shè)計(jì)提供了一種設(shè)計(jì)指標(biāo)。(2)根據(jù)花卉移栽的農(nóng)藝要求,設(shè)計(jì)了一種“尖嘴形”的移栽軌跡,通過(guò)移栽軌跡建立機(jī)構(gòu)反求數(shù)學(xué)模型,并基于Matlab編寫(xiě)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化程序,求解出了機(jī)構(gòu)的各個(gè)構(gòu)型參數(shù)和兩個(gè)原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。(3)利用Proe對(duì)混合驅(qū)動(dòng)五桿移栽機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和裝配,將三維模型導(dǎo)入Adams中對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真,并將仿真軌跡與理論軌跡進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性,并對(duì)樣機(jī)進(jìn)行加工。(4)對(duì)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),五桿盆栽機(jī)構(gòu)兩個(gè)原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)存在一個(gè)函數(shù)關(guān)系,利用DDA直線插補(bǔ)對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)函數(shù)進(jìn)行擬合,實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電機(jī)的同步聯(lián)動(dòng)控制,并通過(guò)電機(jī)編碼器的反饋脈沖對(duì)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制,消除累積誤差,保證機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確運(yùn)行。(5)機(jī)構(gòu)進(jìn)行空轉(zhuǎn)調(diào)試,解決了運(yùn)行中存在的問(wèn)題,并利用高速攝影分析軟件得到了機(jī)構(gòu)執(zhí)行末端的運(yùn)動(dòng)軌跡,與仿真結(jié)果一致,驗(yàn)證了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確,之后進(jìn)行移栽作業(yè)實(shí)驗(yàn),機(jī)構(gòu)初步實(shí)現(xiàn)取栽一體化。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S223

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2679698