穴盘苗移栽机取苗机构设计及试验.pdfVIP

摘 要 穴盘育苗移栽是大田移栽的关键技术，研制全自动移栽机是当前急需解决的问题。 取苗机构作为全自动移栽机的核心部件，其结构形式将直接影响移栽机构的移栽质量 和效率。在总结国内外取苗机构研究现状的基础上，本文结合新疆番茄种植的农艺要 求，针对全自动穴盘苗移栽机的取苗机构进行了设计与试验，研究内容主要包括： （1）温室营养钵培育的番茄穴盘苗的尺寸参数及钵体的力学特性研究。番茄穴盘 苗钵体的力学特性是确定夹取钵苗方案及结构的关键依据，以新疆常用的番茄穴盘苗为 研究对象，研究分析适栽钵体的尺寸参数 及钵体力学特性，为番茄穴盘苗移栽机取苗机构的设计提供理论依据。 （2 ）通过对穴盘苗钵体力学特性进行研究分析，初步确定了一种斜入夹钵式的设 计方案，并对影响取苗机构取苗成功率的因素进行分析，选取入穴角度、含水率、入穴 深度作为主要影响因素，采用Box-Behnken 设计试验方案对其进行试验分析，通过试验 得知各因素对基质抗压性能的影响大小。 （3 ）通过对比分析市面上几种取苗机构的优缺点，针对新疆番茄种植模式与全自 动移栽机的工作要求，确定了全自动移栽机整机设计方案。对该机构自由度进行分析计 算，进而确定机构运动的合理性；对取苗机构建立数学模型，确定机构各参数间的关系， 并在1stOpt 软件中利用遗传算法工具箱对其进行优化，得到一组满足于移栽要求的机构 参数。 （4 ）根据取苗机构参数优化结果，采用Solidworks 对整个取苗机构进行三维建模， 并运用ADAMS 虚拟样机仿真软件对机构进行运动学和动力学仿真分析，得到取苗爪末 端 F 点的速度和加速度变化曲线，通过对仿真结果分析，确定了取苗机构相关控制参 数；进而对取苗机构进行部件选型、关键机构加工，完成取苗机构试验平台的搭建。 （5 ）搭建取苗机构控制系统试验平台。分别对控制系统进行硬件和软件设计，完 成取苗机构控制系统试验平台的搭建，并进一步开展对取苗机构的取苗试验研究，在穴 盘苗基质含水率在基质含水率介于40.1% 和63.3% 之间的条件下，对该机构进行了不 同入穴深度的取苗试验，分析影响取苗成功率的主要因素并对取苗后根系的破坏情况进 行检测。 关键词：全自动移栽机；穴盘苗移栽；取苗机构；控制系统；取苗试验 I Abstract The planting of cave plate seedling is the key technology of field transplanting, and the development of automatic transplant machine is an urgent problem to be solved. As the core component of the fully automatic transplanting machine, the structure form of the seedling extraction mechanism will directly affect the quality and efficiency of the transplanting mechanism. On the basis of summarizing the current situation of research at home and abroad, this paper, combined with the agronomic requirements of tomato cultivation in Xinjiang, has carried out design and testing for the seedling-seeding institution of the fully automatic cave-plate seedling transfer machine, and the research content mainly includes: (1) The size parameters of