本文關(guān)鍵詞：面向高架栽培的基質(zhì)裝箱與移動(dòng)攤鋪系統(tǒng)開發(fā)

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【摘要】：高架無(wú)土栽培由于避免了彎腰勞作,作為省力化栽培的模式而受到了推崇并得到了快速推廣和普及。但是,高架設(shè)施栽培存在著基質(zhì)的攤填和更換,目前僅依靠人工將基質(zhì)袋裝后搬運(yùn)至數(shù)十米長(zhǎng)的高架間,并完成基質(zhì)向架設(shè)在近1m或更高空中栽培槽的抬升、倒料填充和攤平等繁多作業(yè),費(fèi)工費(fèi)力�，F(xiàn)有物料裝填或攤鋪機(jī)械多為臺(tái)式機(jī),且只能完成或具備基質(zhì)裝箱、運(yùn)送、上料、落料、攤平5個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)中部分作業(yè)能力,因此針對(duì)此問(wèn)題,設(shè)計(jì)開發(fā)了面向高架栽培的基質(zhì)裝箱與移動(dòng)攤鋪系統(tǒng),并完成樣機(jī)的加工與性能試驗(yàn)。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:(1)通過(guò)對(duì)高架設(shè)施環(huán)境特征測(cè)量統(tǒng)計(jì),得知現(xiàn)有高架栽種設(shè)施都存在:離地普遍較高(約1m)、在豎直方向建設(shè)誤差大(達(dá)80mm)、架間通道相對(duì)狹窄(0.65~0.75m)和槽內(nèi)基質(zhì)攤填量大(每畝約12m3)等特殊作業(yè)環(huán)境,所以其狹小架間通道不具備人工駕駛作業(yè)的空間,且移動(dòng)攤鋪設(shè)備應(yīng)具有誤差補(bǔ)償作業(yè)能力。對(duì)栽培基質(zhì)流動(dòng)特性試驗(yàn)表明基質(zhì)靜態(tài)堆積角約37°、滑動(dòng)角約40°,因此在基質(zhì)裝箱作業(yè)中,箱內(nèi)基質(zhì)容易出現(xiàn)粘附和結(jié)拱現(xiàn)象;在基質(zhì)落料作業(yè)中,由于基質(zhì)沿材料表面流速不均勻,易導(dǎo)致出料口堵塞,所以開發(fā)了面向高架栽培的基質(zhì)裝箱與移動(dòng)攤鋪系統(tǒng)。(2)針對(duì)現(xiàn)有的物料裝箱設(shè)備,需要人工或配套的機(jī)械才能完成物料的輸送或喂入,卻不能自動(dòng)裝箱作業(yè)需要,設(shè)計(jì)了面向高架栽培的基質(zhì)裝箱系統(tǒng)。使用Pro/E和Adams軟件對(duì)鏟料機(jī)構(gòu)初始方案進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,模擬實(shí)際鏟料作業(yè)工況,獲取主動(dòng)桿的扭矩值,對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。(3)針對(duì)一機(jī)多環(huán)節(jié)作業(yè)需要和對(duì)高架建設(shè)誤差的仿形作業(yè)需求,設(shè)計(jì)了面向高架栽培的基質(zhì)移動(dòng)攤鋪系統(tǒng)。對(duì)箱內(nèi)“L”型折彎上料機(jī)構(gòu)的折彎傾角設(shè)計(jì)優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了箱內(nèi)基質(zhì)連續(xù)輸送,有效解決由于基質(zhì)自身粘度大和流動(dòng)性低而在出料過(guò)程中出現(xiàn)基質(zhì)“結(jié)拱”和“挖洞”現(xiàn)象;設(shè)計(jì)了浮動(dòng)式雙側(cè)落料與攤平裝置,實(shí)現(xiàn)基質(zhì)雙側(cè)分料、落料、攪勻攤平等多環(huán)節(jié)的“同步”協(xié)調(diào)作業(yè),可有效滿足高架在豎直方向上100mm的誤差適應(yīng)能力。(4)基質(zhì)裝箱系統(tǒng)的性能試驗(yàn)可知:基質(zhì)裝箱機(jī)輸送帶速在0.2~0.5m/s時(shí)能夠穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)將地面基質(zhì)鏟運(yùn)并拋灑至輸送帶上,當(dāng)輸送帶速為0.4m/s時(shí)基質(zhì)上料效率最大,可達(dá)5.2L/s;帶速小于0.1m/s或大于0.6m/s情況下,由于此時(shí)鏟斗擺動(dòng)頻率太小或過(guò)大,導(dǎo)致鏟料斗內(nèi)大部分基質(zhì)因離心力太小由鏟斗和輸送帶間的縫隙泄露或離心力過(guò)大被甩飛出,皆導(dǎo)致輸送帶上基質(zhì)量較少,因此裝箱效率低下。(5)為檢驗(yàn)折彎上料機(jī)構(gòu)出料效果和浮動(dòng)式雙側(cè)落料機(jī)構(gòu)的精量落料效果,分別進(jìn)行出料和落料試驗(yàn)。結(jié)果顯示:單位長(zhǎng)度的刮板鏈上的基質(zhì)量不受鏈速度影響,約8.31L/m、極差小于0.1L且出料速度Q0會(huì)隨刮板鏈速增加而成比例的增大;在不同刮板鏈速下,L1、L2、R1、R2四個(gè)分料口基質(zhì)所占百分比范圍為24.16~25.45%,箱內(nèi)基質(zhì)在落料試驗(yàn)過(guò)程中未出現(xiàn)基質(zhì)結(jié)拱或基質(zhì)粘結(jié)現(xiàn)象,落料試驗(yàn)未出現(xiàn)出料口堵塞現(xiàn)象�；|(zhì)自動(dòng)移動(dòng)攤鋪機(jī)的整機(jī)性能試驗(yàn)結(jié)果表明:槽1~4內(nèi)91.3%基質(zhì)分布在離高架骨沿10~20mm深度的區(qū)間內(nèi),四個(gè)槽內(nèi)基質(zhì)高度的最大極差為18.16mm,僅為“W”型栽培槽內(nèi)基質(zhì)攤填深度的10.6%。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S317;S237

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本文編號(hào)：1274600