我國(guó)是蔬菜大國(guó),而甘藍(lán)是我國(guó)主要的蔬菜種植作物之一,在我國(guó)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(duì)甘藍(lán)缽苗配套的自動(dòng)移栽機(jī)械的研究較少,而末端執(zhí)行器是全自動(dòng)移栽機(jī)械的關(guān)鍵部件,對(duì)取苗質(zhì)量有著重要的影響,當(dāng)前很多學(xué)者對(duì)末端執(zhí)行器進(jìn)行了針對(duì)性的研究,但主要針對(duì)一種規(guī)格穴盤(pán)進(jìn)行應(yīng)用,不易同時(shí)滿(mǎn)足多種規(guī)格穴盤(pán)作業(yè)的要求。因此,本文針對(duì)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(shí)現(xiàn)按需調(diào)整以適應(yīng)移栽過(guò)程中不同規(guī)格穴盤(pán)缽苗取苗的問(wèn)題,設(shè)計(jì)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(guò)查閱文獻(xiàn)、甘藍(lán)缽苗生長(zhǎng)特性與力學(xué)特性分析、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、EDEM單因素仿真試驗(yàn)、正交試驗(yàn)等方法,對(duì)取苗末端執(zhí)行器進(jìn)行系統(tǒng)研究。主要研究?jī)?nèi)容與成果如下:（1）對(duì)甘藍(lán)缽苗進(jìn)行了育苗試驗(yàn),分析了其生長(zhǎng)特性,得到不同苗齡下72穴、128穴和200穴規(guī)格穴盤(pán)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(yàn)用苗為72穴盤(pán)幼苗,苗齡40 d;128穴盤(pán)幼苗,苗齡30 d;200穴盤(pán)幼苗,苗齡20 d,在均已形成根缽的前提下進(jìn)行取苗試驗(yàn)研究。（2）對(duì)甘藍(lán)缽苗的力學(xué)特性開(kāi)展了試... 

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

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

甘藍(lán)種植

業(yè)方式之一[42]。國(guó)外很早就開(kāi)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(gè)平行板和四根鋼針組成，鋼針在針孔中滑動(dòng)利用傾角插入體以完成取苗的動(dòng)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(pán)的底部向上頂苗，大大提高了缽體的脫離效果，不過(guò)頂出成功率受缽苗的根系生長(zhǎng)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(jì)的一種氣動(dòng)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(dòng)卡盤(pán)和一個(gè)夾緊手指組成，夾緊手指為應(yīng)作物的生長(zhǎng)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(shí)在空氣夾頭的作用下，手指能夠穿過(guò)育苗培養(yǎng)基質(zhì)，并通空氣夾盤(pán)的打開(kāi)和關(guān)閉運(yùn)動(dòng)來(lái)抓住幼苗的根部，將其拉出托盤(pán)，以實(shí)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(tái)行程和塞盤(pán)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(lái)確定，同時(shí)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(dòng)，在氣缸上安限位運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，并且通過(guò)電磁閥控制工作氣壓和空氣流量，調(diào)節(jié)氣流的方向來(lái)控制氣缸的縮和空氣夾盤(pán)的打開(kāi)與關(guān)閉。并研究了針式、叉式與鏟式等手指類(lèi)型對(duì) 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(pán)幼苗提取成功率的影響，得出鏟式手指對(duì) 72 穴、128 穴幼苗的提取效果最佳，分別為96%和 98%，其他類(lèi)型手指的提取成功率均不足 90%。Luan 等人在實(shí)驗(yàn)室條件下使用氣動(dòng)式缽苗拾取裝置分別對(duì)黃瓜和番茄幼苗進(jìn)行取苗移栽試驗(yàn)，并通過(guò)穴盤(pán)缽苗輸送機(jī)構(gòu)對(duì)幼苗連續(xù)供應(yīng)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得出該類(lèi)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(jì)的氣動(dòng)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(shí)，提取成功率不足 80%，為解決此問(wèn)題設(shè)計(jì)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(gè)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(diǎn)時(shí)，氣缸使夾緊手指沿傾斜角度 15°插入缽體底部，同時(shí)通過(guò)滑動(dòng)兩個(gè)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(shí)對(duì)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(yàn)研究，得出中等含水率水平的缽苗提取效果最佳，并且對(duì)不同苗齡下的黃瓜和番茄缽苗進(jìn)行提取試驗(yàn)，得出大苗齡的缽苗移栽成功率最高。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]茄科蔬菜移栽機(jī)械手的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D]. 付強(qiáng).黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 2018
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本文編號(hào)：3318201