【摘要】：育苗杯廣泛應(yīng)用于農(nóng)林育苗的生產(chǎn)過(guò)程中,利用育苗杯配合專用的育苗穴盤(pán)可以實(shí)現(xiàn)空氣控根技術(shù),這有利于苗木根系的生長(zhǎng)。因此,使用育苗杯培育苗木可以顯著地提高苗木的經(jīng)濟(jì)效益。開(kāi)發(fā)能夠自動(dòng)生產(chǎn)育苗杯的專用機(jī)械設(shè)備,一方面能夠?qū)崿F(xiàn)育苗生產(chǎn)的機(jī)械化、現(xiàn)代化,另一方面可以創(chuàng)新育苗手段,解決傳統(tǒng)育苗過(guò)程中存在的窩根、緩苗、苗木成活率低的問(wèn)題,最終實(shí)現(xiàn)提高苗木優(yōu)質(zhì)率,促進(jìn)農(nóng)、林業(yè)機(jī)械裝備的發(fā)展。本課題基于此目的,研究設(shè)計(jì)能夠自動(dòng)生產(chǎn)育苗杯的專用設(shè)備。利用工業(yè)可降解的無(wú)紡布為原料生產(chǎn)的育苗杯具有綠色無(wú)污染的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)育苗杯制作機(jī)首先需要將設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行分解,實(shí)現(xiàn)功能模塊化,基于Solidworks的參數(shù)化建模,建立了育苗杯制作機(jī)各功能模塊的三維模型,制作機(jī)整體結(jié)構(gòu)主要分為:送料機(jī)構(gòu)、焊接成型機(jī)構(gòu)、輸出集料機(jī)構(gòu),其中焊接成型采用凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn),并利用NURBS曲線理論建立了凸輪廓線的三維模型。綜合各功能模塊,確定了制作機(jī)機(jī)構(gòu)總成的結(jié)構(gòu)方案,最終形成育苗杯制作機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案。整機(jī)采用異步電機(jī)帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變頻調(diào)速、傳感計(jì)數(shù)等功能�；诳刂葡到y(tǒng)的頻率參數(shù)試驗(yàn),驗(yàn)證了變頻調(diào)速電路設(shè)計(jì)的正確性,同時(shí)也為控制參數(shù)的調(diào)整奠定了基礎(chǔ)。為了驗(yàn)證機(jī)構(gòu)尺寸、功能設(shè)計(jì)的合理性,建立了六桿機(jī)構(gòu)頂端送料滑塊和焊接凸輪推桿的運(yùn)動(dòng)方程和機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型,基于Solidworks-motion平臺(tái)上的運(yùn)動(dòng)仿真實(shí)現(xiàn)了六桿機(jī)構(gòu)頂端送料滑塊和焊接凸輪推桿的運(yùn)動(dòng)模擬,得到了關(guān)鍵特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間曲線。系統(tǒng)機(jī)構(gòu)間運(yùn)動(dòng)的相位分析,解釋了機(jī)構(gòu)之間聯(lián)動(dòng)運(yùn)行的可能性,證明了機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)行不產(chǎn)生干涉,設(shè)計(jì)的合理性。超聲波焊接參數(shù)設(shè)計(jì)的正確性,決定著育苗杯成型焊接功能實(shí)現(xiàn)的可能性,為了驗(yàn)證超聲參數(shù)設(shè)計(jì)的正確性,進(jìn)行了育苗杯超聲波焊接的數(shù)值分析,并和實(shí)際焊接試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。首先建立了基于焊接區(qū)域的數(shù)學(xué)模型,得到了焊接熱流密度的方程式,利用Ansys熱力分析模塊得到了超聲焊接的有限元分析結(jié)果,即焊接熱力云圖和相關(guān)區(qū)間的溫度變化曲線。數(shù)值結(jié)果和實(shí)際焊接結(jié)果的重合度分析證明了超聲參數(shù)設(shè)置的合理性,驗(yàn)證了焊接的有效性。本文從育苗杯制作機(jī)結(jié)構(gòu)模型的建立、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)的試驗(yàn)、主要機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真分析和超聲波焊接的數(shù)值模擬方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。理論的設(shè)計(jì)和實(shí)際試驗(yàn)相結(jié)合,所取得的研究成果對(duì)育苗杯制作機(jī)的的推廣研究和設(shè)計(jì)具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義,為后續(xù)的研究打下了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S776.25

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本文編號(hào)：2720628