【摘要】：工廠化育苗是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分,大量使用育苗穴盤。育苗穴盤的擺放工作枯燥費(fèi)時,屬于簡單重復(fù)勞動,有必要實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化。低成本的吸塑育苗穴盤在我國廣泛使用,能實(shí)現(xiàn)其自動擺放的機(jī)型互有優(yōu)劣卻沒有在國內(nèi)廣泛應(yīng)用。有必要開展相關(guān)研究,探索新的育苗穴盤自動擺放方式,研制適用的育苗穴盤自動擺放機(jī)。本研究為實(shí)現(xiàn)50穴育吸塑苗穴盤的自動擺放,開展了以下四個方面的研究。(1)確定了氣吸式育苗穴盤自動擺放機(jī)總體方案。開展了需求分析,明確了設(shè)計要求,測量了育苗穴盤的主要參數(shù)。按照取盤方案、供盤方案、控制要求的順序確定了總體方案:選定了從上方逐個吸取育苗穴盤的方案;選用普通盤箱供應(yīng)待擺放的育苗穴盤,選用輸送帶為播種機(jī)輸送單個育苗穴盤,選用帶導(dǎo)軌滑塊的卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)和繩輪機(jī)構(gòu)分別實(shí)現(xiàn)豎直方向和水平方向的運(yùn)動;選用單片機(jī)為控制器。完成了氣吸式育苗穴盤自動擺放機(jī)總體方案的選擇。(2)設(shè)計了氣吸式育苗穴盤自動擺放機(jī)主要零部件。設(shè)計了氣壓回路;選用ZQ370-02PM真空泵作為真空產(chǎn)生裝置,并測試了其最大輸出真空度和空載流量隨輸入電壓的變化特性。設(shè)計了可調(diào)節(jié)吸盤架,真空吸盤可以在四個不同的吸附位置工作,為試驗研究準(zhǔn)備了條件。設(shè)計了運(yùn)動裝置,使用ANSYS Workbench軟件對導(dǎo)向桿進(jìn)行有限元分析,確定了導(dǎo)向桿的關(guān)鍵參數(shù)。導(dǎo)向桿使用外徑16mm內(nèi)徑14mm的06Cr19Ni10不銹鋼管與公稱直徑16mm法蘭型直線滾動軸承配合使用。水平方向使用繩輪機(jī)構(gòu),選用公稱直徑12mm的軸支軌和直線滾動軸承。實(shí)現(xiàn)了氣力取盤裝置在兩個自由度的運(yùn)動。(3)設(shè)計了氣吸式育苗穴盤自動擺放機(jī)控制系統(tǒng)。根據(jù)擺放機(jī)總體方案和設(shè)計要求確定了控制方案。設(shè)計了控制系統(tǒng)硬件電路,選用STC89C52RC單片機(jī)為控制芯片;選用兩相42步進(jìn)電機(jī)為執(zhí)行元件,選用ZD-6209-V2C驅(qū)動器與之配套使用;傳感器根據(jù)需要選用行程開關(guān)、反射式光電接近開關(guān)和對射式光電開關(guān);設(shè)計了控制系統(tǒng)硬件電路并焊接了電路板。編寫了控制系統(tǒng)軟件,完成了軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)合調(diào)試。實(shí)現(xiàn)了擺放機(jī)的自動控制要求。(4)試制樣機(jī)開展了試驗研究,驗證了樣機(jī)的工作能力。試驗表明四吸盤和三吸盤優(yōu)于雙吸盤;使用四個吸盤時吸盤間距的改變不影響擺放成功率,四吸盤小間距為最優(yōu)方案。使用9mm三層風(fēng)琴型真空吸盤時,吸盤座緩沖彈簧對擺放成功率無顯著影響。使用四個9mm三層風(fēng)琴型真空吸盤時,真空泵供電電壓對擺放成功率無顯著影響,為提高抗干擾能力,兼顧保護(hù)真空泵,確定真空泵供電電壓為18.0±0.05V。在使用四個9mm三層風(fēng)琴型真空吸盤,真空泵供電電壓18.0±0.05V的條件下,連續(xù)擺放500次,擺放成功率為99.6%;工作效率400盤/h。試驗結(jié)果表明氣吸式育苗穴盤自動擺放機(jī)擺放成功率可達(dá)99%以上,滿足設(shè)計要求。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S223
【圖文】：

1-1 荷蘭威獅全自動育苗播種流水線（趙鄭斌等 2015Automatic seeding line from VISSER, Netherlands（趙鄭斌盤播種機(jī)的相關(guān)研究（Gaikwad and Sirohi 2008）（Karayel et al. 2004）。意大利、英國、美國、澳中有成熟的產(chǎn)品應(yīng)用（王秀等 2011）。其中部分不含擺放機(jī)。國的 TF-1100 型育苗盤自動擺放機(jī)（王秀峰 2000穴盤逐個下落到傳送帶上，控制系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)傳度。該產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。韓國的一種機(jī)械式自動擺放機(jī)專利（Oh 2014），擋板交替運(yùn)動實(shí)現(xiàn)逐個擺放最下層的育苗穴盤，其機(jī)，可以在無氣源場合工作；缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜專利，采用不同的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)與國外產(chǎn)品同樣的功能。

圖 1-2 TF-1100 型育苗盤自動擺放機(jī)（王秀峰2000）Fig 1-2 TF-1100 automat ic machine for placingseed trays （王秀峰 2000）圖 1-3 韓國某型號育苗穴盤自動擺放機(jī)（Oh2014）Fig.1-3 A placing machine in South Korea (Oh2014)我國臺灣地區(qū)的“亦祥企業(yè)有限公司”將擺放機(jī)稱為“排放機(jī)”（邱德旺 2013）。

圖 1-2 TF-1100 型育苗盤自動擺放機(jī)（王秀峰2000）Fig 1-2 TF-1100 automat ic machine for placingseed trays （王秀峰 2000）圖 1-3 韓國某型號育苗穴盤自動擺放機(jī)（Oh2014）Fig.1-3 A placing machine in South Korea (Oh2014)我國臺灣地區(qū)的“亦祥企業(yè)有限公司”將擺放機(jī)稱為“排放機(jī)”（邱德旺 2013）。

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