我國是蔬菜大國,而甘藍(lán)是我國主要的蔬菜種植作物之一,在我國蔬菜種植面積中位列第三,在全球中位列首位。育苗移栽是當(dāng)前蔬菜種植的主要方式,但目前針對甘藍(lán)缽苗配套的自動移栽機(jī)械的研究較少,而末端執(zhí)行器是全自動移栽機(jī)械的關(guān)鍵部件,對取苗質(zhì)量有著重要的影響,當(dāng)前很多學(xué)者對末端執(zhí)行器進(jìn)行了針對性的研究,但主要針對一種規(guī)格穴盤進(jìn)行應(yīng)用,不易同時滿足多種規(guī)格穴盤作業(yè)的要求。因此,本文針對現(xiàn)有取苗末端執(zhí)行器取苗針間距固定、適應(yīng)性差,難以實現(xiàn)按需調(diào)整以適應(yīng)移栽過程中不同規(guī)格穴盤缽苗取苗的問題,設(shè)計了一種插入針間距可調(diào)的針式取苗末端執(zhí)行器。并通過查閱文獻(xiàn)、甘藍(lán)缽苗生長特性與力學(xué)特性分析、機(jī)構(gòu)設(shè)計、EDEM單因素仿真試驗、正交試驗等方法,對取苗末端執(zhí)行器進(jìn)行系統(tǒng)研究。主要研究內(nèi)容與成果如下:（1）對甘藍(lán)缽苗進(jìn)行了育苗試驗,分析了其生長特性,得到不同苗齡下72穴、128穴和200穴規(guī)格穴盤缽苗的徑粗、株高和根缽形成情況以及苗株倒伏情況,確定了試驗用苗為72穴盤幼苗,苗齡40 d;128穴盤幼苗,苗齡30 d;200穴盤幼苗,苗齡20 d,在均已形成根缽的前提下進(jìn)行取苗試驗研究。（2）對甘藍(lán)缽苗的力學(xué)特性開展了試... 

【文章來源】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

甘藍(lán)種植

業(yè)方式之一[42]。國外很早就開始了取苗機(jī)構(gòu)的研究，1990 年 Ting[36]等人研發(fā)了一種取苗器人，其末端執(zhí)行器主要由雙作用氣缸與兩根取苗針組成，在氣缸的作用下取苗針插入缽由電容式感應(yīng)器判斷是否夾取成功。1993 年 Sylvester M.Tesch 公司研制了一種雙板四針取苗末端執(zhí)行器[43]，主要有兩個平行板和四根鋼針組成，鋼針在針孔中滑動利用傾角插入體以完成取苗的動作。1997 年 Lawrance N.Shaw 等人發(fā)明了一種缽苗頂出機(jī)構(gòu)，由活塞桿穴盤的底部向上頂苗，大大提高了缽體的脫離效果，不過頂出成功率受缽苗的根系生長特有很大的影響。在取苗末端執(zhí)行器中最具代表性的機(jī)器為 K.H.Ryu等人[44]設(shè)計的一種氣動式缽苗拾取裝，如圖 1-2 所示，該裝置由步進(jìn)電機(jī)、氣缸、氣動卡盤和一個夾緊手指組成，夾緊手指為應(yīng)作物的生長方向，可以根據(jù)幼苗的葉片走向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以避免損壞葉片，拾取裝置下降缽苗上方，氣缸向下伸出，同時在空氣夾頭的作用下，手指能夠穿過育苗培養(yǎng)基質(zhì)，并通空氣夾盤的打開和關(guān)閉運(yùn)動來抓住幼苗的根部，將其拉出托盤，以實現(xiàn)缽苗提取的目的。中空氣夾頭的行程和尺寸分別由所需的換臺行程和塞盤單元的尺寸確定，氣缸的內(nèi)徑和尺根據(jù)所施加的氣缸載荷和深度來確定，同時氣缸總負(fù)載等于空氣夾頭、夾緊手指、幼苗和著的育苗培養(yǎng)基質(zhì)的重量，為防止氣缸伸縮桿的旋轉(zhuǎn)并引導(dǎo)夾緊手指的運(yùn)動，在氣缸上安限位運(yùn)動導(dǎo)軌，并且通過電磁閥控制工作氣壓和空氣流量，調(diào)節(jié)氣流的方向來控制氣缸的縮和空氣夾盤的打開與關(guān)閉。并研究了針式、叉式與鏟式等手指類型對 72 穴和 128 穴規(guī)格

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文的穴盤幼苗提取成功率的影響，得出鏟式手指對 72 穴、128 穴幼苗的提取效果最佳，分別為96%和 98%，其他類型手指的提取成功率均不足 90%。Luan 等人在實驗室條件下使用氣動式缽苗拾取裝置分別對黃瓜和番茄幼苗進(jìn)行取苗移栽試驗，并通過穴盤缽苗輸送機(jī)構(gòu)對幼苗連續(xù)供應(yīng)，根據(jù)試驗結(jié)果得出該類型缽苗提取裝置的作業(yè)效率為 40 株/min[45]。K.H.Ryu 等人設(shè)計的氣動式缽苗拾取裝置受缽苗物理特性有很大的影響，當(dāng)缽苗含水率低于 48%時，提取成功率不足 80%，為解決此問題設(shè)計了一種兩氣缸夾持式取苗末端執(zhí)行器，如圖 1-3 所示，該裝置主要由兩個氣缸與夾緊手指組成，取苗手指固定在氣缸伸縮桿上，當(dāng)末端執(zhí)行器下移到達(dá)取苗點時，氣缸使夾緊手指沿傾斜角度 15°插入缽體底部，同時通過滑動兩個手指抓住幼苗，取苗末端執(zhí)行器上移，完成缽苗的提取。同時對低、中、高三種含水率范圍的 72 穴規(guī)格缽苗進(jìn)行取苗試驗研究，得出中等含水率水平的缽苗提取效果最佳，并且對不同苗齡下的黃瓜和番茄缽苗進(jìn)行提取試驗，得出大苗齡的缽苗移栽成功率最高。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
[1]溫室缽苗移栽機(jī)的優(yōu)化設(shè)計及移栽過程力學(xué)分析[D]. 蔣卓華.浙江大學(xué) 2017

碩士論文
[1]茄科蔬菜移栽機(jī)械手的設(shè)計與試驗研究[D]. 付強(qiáng).黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 2018
[2]基于苗缽—根系綜合分析的取苗末端執(zhí)行器設(shè)計及育苗工藝優(yōu)化[D]. 徐靜云.江蘇大學(xué) 2017



本文編號：3318201