我國在20世紀(jì)80年代提出建設(shè)“菜籃子工程”,經(jīng)過30年發(fā)展,取得了顯著成效,截至2016年我國蔬菜種植面積達(dá)到22328.3千公頃。隨著蔬菜種植面積的不斷擴(kuò)大,我國蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化程度較低這一問題也愈加突出。蔬菜秧苗移栽仍采用傳統(tǒng)的人工或半自動機(jī)械完成,現(xiàn)有的蔬菜移栽機(jī)多在大田或大型溫室使用,而適用于小型溫室的移栽機(jī)械仍處于研發(fā)狀態(tài)。本文針對溫室內(nèi)茄科類蔬菜移栽實際狀況,結(jié)合現(xiàn)有的鴨嘴式吊籃移栽機(jī)特點,設(shè)計了一種與之配套的適用于茄科類蔬菜的移栽機(jī)械手,以取苗成功率和投苗準(zhǔn)確率為評價指標(biāo),取苗角度及旋轉(zhuǎn)角度為試驗因素進(jìn)行驗證試驗,得到如下結(jié)論:(1)根據(jù)茄科類蔬菜育苗移栽的農(nóng)藝要求及秧苗生長特點,通過秧苗缽體與手指材質(zhì)之間的滑動摩擦角試驗,確定移栽機(jī)械手手指的結(jié)構(gòu)參數(shù),設(shè)計出一種基于舵機(jī)驅(qū)動的蔬菜移栽機(jī)械手,對移栽機(jī)械手的關(guān)鍵部件進(jìn)行設(shè)計,確定該機(jī)械手的主要結(jié)構(gòu)尺寸。(2)利用UG建立了移栽機(jī)械手三維模型,對機(jī)械手大臂、小臂與舵機(jī)聯(lián)接部位以及手指取苗機(jī)構(gòu)與滑動機(jī)構(gòu)聯(lián)接部位進(jìn)行了有限元靜力學(xué)分析和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動仿真。仿真結(jié)果表明:該樣機(jī)不存在干涉現(xiàn)象,機(jī)械手大臂、小臂以及手指的薄弱部位均滿足剛度、強(qiáng)度要求。通過運(yùn)動仿真分析可知機(jī)械手取苗手指之間不存在差動現(xiàn)象,且手指速度與加速度變化平穩(wěn),無突變現(xiàn)象,可順利完成取苗、投苗過程。(3)制作了移栽機(jī)械手的物理樣機(jī),分別以取苗成功率和投苗準(zhǔn)確率為評價指標(biāo),取苗角度及旋轉(zhuǎn)角度為試驗因素進(jìn)行驗證試驗,確定了蔬菜移栽機(jī)械手較佳的工作參數(shù),結(jié)果表明:移栽機(jī)械手取苗角為70°~85°,旋轉(zhuǎn)角為15°~25°時,機(jī)械手取苗成功率為83.3%,在此基礎(chǔ)上,機(jī)械手的投苗成功率為89.3%,滿足了茄科蔬菜移栽過程中取、放秧苗要求。本研究設(shè)計的蔬菜移栽機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計要求,研究結(jié)果為茄科蔬菜的機(jī)械化移栽提供理論與數(shù)據(jù)參考。
【學(xué)位單位】：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S223.9
【部分圖文】：

1.底座 2.旋轉(zhuǎn)單向舵機(jī) 3.旋轉(zhuǎn)底盤 4、6、8、10.雙向舵機(jī)5.大臂 7.小臂 9.連接板 11.機(jī)械手指圖 2-1 機(jī)械手簡圖Fig.2-1 Schematic diagram of manipulator設(shè)計的蔬菜移栽機(jī)械手由底座、單向舵機(jī)、旋轉(zhuǎn)底盤、雙連接板、機(jī)械手指等部分組成，其中底座 1 支撐機(jī)械手整控制旋轉(zhuǎn)底盤旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而控制機(jī)械手整體的旋轉(zhuǎn)，雙向舵、小臂以及機(jī)械手指的運(yùn)動。移栽機(jī)械手的工作原理如下控制機(jī)械手由取苗位置運(yùn)動到投苗位置的旋轉(zhuǎn)角度；4、制機(jī)械手在夾取蔬菜缽苗以及投放缽苗過程中大臂 5、小機(jī)械手夾取不同位置的蔬菜缽苗；雙軸舵機(jī) 8 控制機(jī)械手確保能夠在不損傷蔬菜缽苗的情況下，完成蔬菜缽苗的夾 控制機(jī)械手指 11 的開合大小，在保證機(jī)械手能夠完成蔬菜

圖 2-2 手指結(jié)構(gòu)圖Fig.2-2 Diagram of the finger structure計為設(shè)計出符合生產(chǎn)實際的移栽機(jī)械手，則需要求相結(jié)合，因此，在機(jī)械手設(shè)計開始之前。隨著蔬菜移栽技術(shù)的不斷的發(fā)展，我國現(xiàn)進(jìn)行育秧，蔬菜秧苗長至 10~15cm 時即可進(jìn)尺寸如圖 2-3 及表 2-2 所示。

圖 2-2 手指結(jié)構(gòu)圖Fig.2-2 Diagram of the finger structure體初步設(shè)計 2.1 可知，為設(shè)計出符合生產(chǎn)實際的移栽機(jī)械手，則需要將機(jī)械菜生產(chǎn)農(nóng)藝要求相結(jié)合，因此，在機(jī)械手設(shè)計開始之前需對茄科求有所了解。隨著蔬菜移栽技術(shù)的不斷的發(fā)展，我國現(xiàn)階段蔬菜化育秧盤進(jìn)行育秧，蔬菜秧苗長至 10~15cm 時即可進(jìn)行移栽工育秧盤結(jié)構(gòu)尺寸如圖 2-3 及表 2-2 所示。

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本文編號：2816637