隨著中國城市化進程的加快,城市園林綠化建設也在逐步推進。盆栽花卉因其觀賞價值高,常用于裝點節(jié)日和美化環(huán)境。同時因其短實效性,盆栽花卉具有極大的市場需求。盆栽花卉的主要種植方式為穴盤育苗,即用精密播種機將種子定量地播于穴盤中。當秧苗在穴盤中生長到一定大小時,將秧苗從穴盤移入到花盆中,此過程稱為“盆栽”。這種栽培方式可以提高花卉幼苗的成活率,保持作物品質的統(tǒng)一。但是同時也存在人工盆栽工作量大、勞動強度高且工作效率低等急需解決的問題。綜上所述,研制出結構簡單、成本低、能夠廣泛應用的高效輕簡化花卉盆栽機構,對解放勞動力、實現(xiàn)花卉盆栽機械化具有重要的意義。目前,以荷蘭為首的發(fā)達國家研制的花卉盆栽裝備處于國際領先水平,其仿造經(jīng)濟作物田間移栽裝備的技術和結構。這種裝備結構復雜、成本較高,主要應用于大型集約化農業(yè)生產(chǎn)模式,與國內現(xiàn)階段設施農業(yè)生產(chǎn)模式適應性差。國內研發(fā)的盆栽裝備結構多與國外裝備相似,其復雜性限制了成本的降低�；谏鲜鰡栴},本文借助課題組的優(yōu)化設計平臺,將非圓齒輪行星輪系和裝有取苗裝置的盆栽臂相結合,設計了一種回轉式一串紅盆栽機構,該機構可實現(xiàn)將一串紅缽苗無損地移入到花盆中。為了確定機構的結構參數(shù),建立了盆栽機構的理論模型,并在此基礎上編寫了盆栽機構的優(yōu)化軟件,在軟件中優(yōu)化得到一組滿足盆栽機構工作要求的參數(shù)。根據(jù)優(yōu)化得到的參數(shù),在CAD中完成了機構二維模型的設計并在UG中完成了三維模型的建立和裝配。本文的具體研究內容如下:(1)分析國內外盆栽機構的研究現(xiàn)狀,針對現(xiàn)有的盆栽機構存在的結構復雜、機電控制成本高等問題,本文提出了一種回轉式一串紅盆栽機構。該機構應用非圓齒輪行星輪系結合裝有探出式取苗裝置的盆栽臂,可實現(xiàn)一般回轉式移栽機構不能達到的盆栽軌跡和姿態(tài)要求。(2)介紹了一串紅盆栽機構的工作原理。將取苗裝置作為盆栽臂的一部分考慮,進行盆栽機構的運動學分析,建立盆栽機構的理論模型,對盆栽機構取苗片尖點的位移、速度和加速度進行理論上的分析計算。(3)確定了盆栽機構所需滿足的多個優(yōu)化目標,應用計算機輔助分析方法解決盆栽機構多目標、多參數(shù)的復雜優(yōu)化問題。在上述建立的盆栽機構理論模型的基礎上,借助VB平臺,開發(fā)盆栽機構優(yōu)化軟件,介紹了軟件中的各項功能,分析盆栽機構各個參數(shù)的變化對取苗片尖點軌跡的影響,最終優(yōu)化得到一組滿足盆栽要求的非劣解。(4)根據(jù)上述優(yōu)化得到的盆栽機構的參數(shù),對盆栽機構進行結構設計。首先確定盆栽機構的整體結構布局,應用AutoCAD對盆栽機構中的零部件進行設計,并確定盆栽機構的初始安裝位置。(5)應用NX8.0軟件完成了盆栽機構中傳動齒輪的成形,以及盆栽機構中各零件的三維建模,并完成了盆栽機構虛擬模型的裝配。將裝配好的模型進行干涉檢測,為后續(xù)盆栽機構物理樣機的試制做準備。(6)借助3D打印技術,實現(xiàn)了回轉式一串紅盆栽機構物理樣機的快速成型,并完成了物理樣機的裝配。設計了盆栽機構的高速攝影試驗,拍攝盆栽機構的運動過程,得到取苗片尖點的軌跡,并與盆栽機構的理論軌跡進行對比,驗證設計的正確性。最后在試驗臺上完成了盆栽機構的取苗試驗,驗證了盆栽機構的可行性。
【學位單位】：東北農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S223
【部分圖文】：

花壇、裝點節(jié)日和制造花卉雕塑等[2-5]。截止到 2016 年，對計，其數(shù)據(jù)已達到 133.04 萬公頃，和 2012 年相比，全國花中盆栽植物種植面積的增長達到了 7.53%，目前中國的花卉化環(huán)境和裝點節(jié)日等方面發(fā)揮著重要作用，也在很大程度上的發(fā)展改變了原有的農業(yè)產(chǎn)業(yè)結構，全國多個地區(qū)已把花卉000 年，花卉產(chǎn)業(yè)為國民經(jīng)濟創(chuàng)造了 158.2 億的銷售額。近幾提升，并且花卉的出口量急劇增加，2016 年的銷售額比 2。花卉種植起步相對較晚，且種植的地點相對集中，多在浙江 1999 年這十多年的時間里，以塑料大棚等為代表的花卉種植，我國園藝設施的總體發(fā)展水平較低，這就導致種植的花卉且無法滿足花卉的需求量。設施栽培面積的發(fā)展歷程，現(xiàn)代化溫室（如圖 1-1 所示）在提高，但是日光溫室所占比例卻呈下降趨勢。該現(xiàn)象預示著增加，設施設備的要求也會相應的逐漸提高。隨著我國花卉程中必然出現(xiàn)的現(xiàn)象[6-8]。

姿態(tài)相異；二是田間缽苗移栽裝備在靜止的土地上移機構靜止，花盆帶動土壤隨輸送帶運動。中國的花卉不大[9]，一臺進口盆栽流水線動輒 100 萬以上，盆栽內又沒有相應的盆栽裝備，盆栽工序的機械化成為觀構簡單、成本低、能夠廣泛應用的高效輕簡化花卉盆栽規(guī)�；哂兄匾囊饬x�，F(xiàn)狀現(xiàn)狀發(fā)的 PC-16 型花卉移栽機如圖 1-2 所示，其工作過程取苗的執(zhí)行部件桿機構由氣缸驅動[10,11]。機構工作時穴盤中取出，取出秧苗后，將秧苗栽植到花盆中，從保持靜止不動，當栽植動作結束后，輸送帶開始運動置。

每個移栽爪的移栽速度為 20 次/min，為了提高移栽的構性能通用性差，只能對符合栽植要求的秧苗進行作同類型的秧盤。該機構主要應用于大型集約化農業(yè)生模式適應性較差。整套裝備價格昂貴，國內大部分花的費用。A FlexPlanter 移栽機[12,13]，同樣是從垂直方向夾取幼苗不同，該機器結合了視覺識別系統(tǒng)，通過識別系統(tǒng)判程中剔除長勢較差的幼苗，不合格的幼苗直接進入垃苗質量的步驟，節(jié)省了人力。
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本文編號：2873665