2自由度夹子式水稻穴盘钵苗拔抛机械手设计与试验

根据2自由度机械手拔抛穴盘钵苗的特点和机理,设计了一种2自由度夹子式机械手,简述了其工作对象特征,主要结构组成及控制电路,对关键部件夹秧机构进行了设计,通过Pro/E建模及虚拟装配对秧夹的开闭合过程进行仿真,保证开闭合运动的精度和可靠性。在试验平台上,进行了不同穴盘类型、不同钵土含水率、不同秧夹弹簧拉伸力以及不同穴盘进给模式对机械手拔秧效果影响的试验研究。试验结果表明:穴盘类型和钵土含水率对拔秧成功率有显著影响(P0.01),采用红色穴盘育秧或保持钵土含水率大于30%可以提高拔秧成功率;夹秧机构上复位弹簧拉伸力在15 N和22 N间变化对拔秧成功率没有显著影响;采用自动进给穴盘模式不会对拔秧成功率产生显著影响,秧苗自动输送进给机构的性能满足钵苗行输送进给的要求。     

蔬菜移栽机气吹振动复合式取苗机构设计与试验

针对我国全自动蔬菜移栽机取苗、投苗机构复杂等问题,设计了一种蔬菜移栽机气吹振动复合式取苗机构及其配套苗盘。设计的取苗机构主要由送苗装置、振动装置和气吹装置等组成,各部分配合完成自动取苗、投苗工作。构建了振动过程中苗盘与钵苗的动力学模型,通过分析钵苗取苗条件,求解出振动过程中影响取苗成功率的3个主要参数:振动频率、振幅以及钵苗基质含水率。综合考虑振动与气吹相结合的取苗方式,以取苗成功率、基质破损率作为取苗效果评价指标,选取钵苗基质含水率、振动器振动频率、吹气气压为试验因素,进行多目标正交试验。试验结果表明:在给定因素水平下,当钵苗含水率为55%、振动器振动频率为36 Hz、吹气气压为0. 45 MPa时,取苗效果最佳,此时取苗成功率为92%,基质破损率为3. 46%。     

水稻钵苗有序抛秧机精准送秧装置设计与试验

为满足水稻钵苗有序抛秧对送秧装置提出的精准、稳定、可靠的送秧要求,设计一种新型的送秧装置。该装置基于可降解钵苗盘整排送秧,在取苗过程中秧盘无需横向移动,采用鼠笼式平送机构、凸轮摇杆机构、四杆机构以及单向离合器机构相组合,提高了纵向送秧的精度和稳定性。针对可降解钵苗盘对纵向送秧提出的要求,完成关键部件的设计;对纵向送秧装置工作原理进行分析,建立纵向送秧机构运动学模型,并进行虚拟仿真分析,验证设计的可行性;试制加工纵向送秧装置,并进行试验验证。试验结果表明:设计的纵向送秧装置单次送秧出现一定的误差,但误差在2 mm以内,且未出现累计误差和漏送的问题。     

输送带-转杯组合式喂苗机构的设计

根据我国国情,改进设计了导苗管式移栽机的核心部件-输送带-转杯组合式喂苗机构.输送带用于钵苗的输送与排序,转杯将输送带输送的钵苗按一定的时间间隔分开,分别分析、设计了转杯和输送带装置中各主要部件的结构形式和选取的参数;分析了钵苗进入转杯的时间、输送带的送钵时间等关键参数的影响因素.输送带一转杯组合式喂苗装置集一次多株喂入、钵苗自动排序、钵苗连续移栽于一体,提高了栽植效率,降低了劳动强度.     

步进式水稻钵苗摆植机送秧机构的研究

研究了步进式水稻钵苗摆植机总体设计方案，分析了送秧机构的工作原理，对送秧机构的齿距、齿高、转速、曲柄、摇杆等结构参数进行了确定。理论分析和台架实验表明，步进式水稻钵苗摆植机送秧机构结构简单，工作可靠，排序效果好。     

棘轮齿轮式水稻钵苗移栽纵向送秧机构设计与试验

为了研究棘轮齿轮式水稻钵苗移栽纵向送秧机构的可行性,分析了水稻钵苗移栽纵向送秧机构的工作原理和棘轮齿轮式机构的传动特性,针对高速回转式水稻钵苗移栽机送秧机构需满足传动平稳、传动比精确、工作可靠性好、作业中没有积累误差、振动和噪声小的特点,设计棘轮齿轮式水稻钵苗移栽纵向送秧机构,对其结构设计中的重要几何参数建立了数学模型,进行了优化,采用CAD/CAE软件建立虚拟模型。对该机构进行了台架试验,结果表明,该种传动形式的纵向送秧机构能够满足高速回转式钵苗移栽机的工作要求,为研发高速回转式钵苗移栽机纵向送秧机构提供了理论和实践依据。     

番茄钵苗移栽探出式取钵机构设计与试验

为了降低番茄钵苗移栽过程取钵机构对秧苗钵土根系的损伤,同时避免机械式钵苗移栽机构设计特殊取苗轨迹与姿态的优化难题,提出了一种可与系列移栽机构配合使用的番茄钵苗探出式取钵机构,实现取苗各关键位置机构秧针以固定角度完成探出入钵、移动送苗及收回推秧工序。根据钵苗移栽取钵过程分析与设计要求,建立了探出式取钵机构力学分析模型,并获得影响秧针扎入钵土时驱动杆受最小驱动力的因素。基于Matlab App Designer平台开发了取钵机构计算机辅助分析设计软件,获得满足番茄钵苗移栽要求的取钵机构设计参数集。采用三因素五水平二次回归正交旋转中心组合试验方法,以驱动杆斜杆夹角、钵体含水率、入钵深度为试验因素,以钵体完整率和取苗成功率为评价指标,试制样机并搭建台架实施参数组合优化及验证试验,结果表明：探出式取钵机构可有效地配合取苗机构完成各项性能工作要求,在参数组合为驱动斜杆间夹角112°、钵体含水率57.5%、入钵深度28.4mm时作业效果最佳,钵体完整率为96.44%,取苗成功率为97.06%,满足钵苗移栽作业性能。     

引进移栽机试验结果浅析

我市于1997年初引进了美国1600型移栽机,下面将该机的结构、工作原理及试验情况等作一介绍和分析。 一、主要结构和工作原理 该机主要由悬挂装置、机架、栽植机构、地轮、传动装置、开沟器、储秧盘、栽植手座、浇水装置等组成。 工作时,由拖拉机牵引带动地轮转动,地轮轮上的链轮经钩形链传动带动秧夹盘转动,当喂秧手将秧苗放入秧夹,秧苗随秧夹转动至开沟器尾端,秧夹上簧丝松放,钵苗落入开沟器开好的沟槽内,倾斜的地轮接着拥土压实使秧苗直立。浇水时,由水阀控制水量在钵体落入沟底前水已流入     

夹取振动复合式取苗机构的结构设计

在不改变现市场上通用的育苗盘的基础上,设计了一种蔬菜移栽机夹取振动复合式取苗机构.所设计的取苗机构主要由夹取苗机构、振动装置等组成.其工作原理过程为通过振动装置将钵苗振动松脱,再用夹取苗装置将钵苗取出,减轻原始取苗过程中的人力资源.建立了苗盘単振动周期动力学分析模型和多自由度系统微分方程,求出振动电机的频率和振幅以及钵...     

高速水稻钵苗移栽机送秧装置设计与试验

为满足高速水稻钵苗移栽机对送秧装置提出的稳定、精准、快速的送秧要求,设计了一种新型送秧装置。此装置减小了移栽机构在取秧过程中秧箱横向移动的距离,提高了高速工作时纵向送秧的精度和稳定性。对新型横向移箱装置和纵向送秧驱动机构的工作原理进行了分析,建立了纵向送秧驱动机构的运动学模型,并通过Matlab软件求得一组可行的设计参数。加工了试验台,并进行了试验验证。结果显示,其横向移箱装置较传统移箱方式,在移栽机构取苗过程中秧箱横向移动距离减少了37%;其纵向送秧单次误差控制在±2 mm以内,且未出现累积误差。研究提出的送秧装置及其设计方法可应用于移栽速度在200~250次/min的高速水稻钵苗移栽机上。     

基于PLC的自动蔬菜穴盘钵机制钵和输送装置研究

钵苗移栽技术是一项现代农业增产技术,在国内外得到了广泛应用。在钵苗移栽作业过程中,大部分采用的是人工作业的方式,这种作业方式作业效率低,并且对苗的损害较大。为了提高钵苗移栽的自动化程度,设计了一种新的基于PLC的蔬菜钵苗移栽机自动制钵和输送装置。该装置采用PLC控制系统,利用伺服电机和步进电机可以实现高精度秧苗的推出和准确定位,降低了秧苗的损失。利用带传动和齿轮传动实现了转筒和栽植器的同步。最后,在实验大棚对穴盘钵苗自动输送装置的效果进行了测试,为了验证试验机的效果,将人工实验结果和试验机测试结果进行了对比。结果表明:采用基于PLC控制系统蔬菜穴盘钵苗机的移栽作业和人工方式相比,蔬菜苗损失率有所下降,成功投苗率提升,从而验证了装置的可靠性。     

水稻育秧播种机钵体苗底土压实装置

设计了一种能实现水稻精密育秧播种机钵体软、硬秧盘穴孔底土压实的通用装置,该装置以AT89C51单片机为控制系统核心,采用步进电动机和送盘行程开关实现秧盘供送,以及限位行程开关和对准接近开关实现秧盘穴孔与压实辊指对准,压实辊指与秧盘穴孔内底土相互作用完成底土压实。通过系统的试验研究,确定了该装置的最佳工作参数。压实试验表明,该系统能满足秧盘穴孔底土压实的工作要求,实现了穴孔与压实辊指的精确对准和底土压实,当生产率在500盘/h、提前角对应弧长为1 mm时,对准率为98%,满足钵体苗穴孔底土压实的技术要求;育秧试验表明,增加穴孔底土压实深度,可提高秧苗素质,保持土壤根系坚实不散,有利于栽插作业,压实深度为6 mm时效果最佳。     

钵育秧水稻抛秧机的结构优化设计

分析了在研制钵育秧抛秧机过程中的相关技术问题,利用四周的窝眼固定钵育秧盘的固定方式以解决水稻钵育秧盘太软使其难以在钵育秧抛秧机上固定的问题,利用管式防风漏秧器以解决钵育秧苗的落秧秧苗受风的影响较大而导致漏插率和直立度误差的问题,利用滑板式仿形开沟器以解决栽植深度不够的问题。钵育秧水稻抛秧机的优化设计对加快水稻种植机械的发展步伐,提高水稻种植的机械化水平,提高土地产出率和水稻种植的劳动生产率及增加我国水稻种植的效益具有重要的意义。     

基于穴盘苗力学特性的自动取苗末端执行器设计

通过对穴盘苗进行夹苗拉拔试验、钵体摩擦试验、钵体平板压缩抗压试验,研究分析了与自动移栽相关的穴盘苗力学特性,为机构设计提供依据。对穴盘苗自动取苗进行技术设计,得到两针钳夹式取苗末端执行器自动取苗的拉拔力与钵体抗压强度、夹持角度、夹持面积、静摩擦因数等参数的关系。利用建立的夹持参数关系,结合穴盘苗力学特性试验数据,设计了一种适应穴盘苗力学特性的自动取苗末端执行器。试制了物理样机,进行了自动取苗夹持力测试。测试结果表明,夹持力测试数据与理论计算数据无显著性差别,验证了理论设计的可靠性。在所测试的含水率下,当取苗频率为30株/min时,取苗成功率达到95.16%。     

穴盘水稻秧苗通过分秧滑道的运动仿真与分析

为了研究所设计的分秧滑道的性能，利用Pro/E和ADAMS软件对穴盘水稻秧苗通过分秧滑道运动进行了仿真。建立了2种秧苗营养土钵模型，球体模型和实际尺寸营养土钵模型。结果发现秧苗在通过分秧滑道圆弧段时其速度、加速度和接触力会发生突变；秧苗通过7条滑道需要的时间最长为0.633 s，最短为0.463 s；当滑道相对竖直平面倾斜2°布置时，秧苗通过滑道的通过性与滑道竖直布置时的差异不大。通过仿真可得到7穴秧苗不同时间点在7条滑道中的运动轨迹，以及在滑道运动的状态下，秧苗通过2组分秧滑道后在田间的定植情况。研究结果为今后分秧机构的进一步优化设计和试验研究提供了参考依据。     

营养钵装料机设计

根据市场对花卉和花苗制钵机的需求,针对现有的制钵机在与花苗栽培的农艺方面结合差等问题,在分析营养钵装料机工作原理的基础上,结合花卉育苗的农艺要求和新式营养钵装料机工序,设计了营养土的填入机构,其可以定时、定容、准确地将营养土送到营养钵。     

机械手式水稻有序行抛机构的设计

为了适应水稻抛秧移栽新种植模式，研制了一种机械手式水稻有序行抛机构，该机构可将工厂化穴盘育秧秧苗自动拔起并按株距、行距有序地定植于田间。借鉴工业通用机器人原理，设计了一种夹子式机械手，该机械手通过单片机编程控制进行全自动取秧。采用一组空间曲线滑道分秧，可达到秧苗移栽的农艺要求。     

穴盘水稻秧苗拔断力学特性的试验研究

建立了一个用于工厂化穴盘水稻秧苗力学特性的测试系统。通过试验发现 ,单株穴盘水稻秧苗不同位置高度承受的拔断力不同 ,秧苗茎部最大 ,叶部次之 ,叶枕部最小。平均单株秧苗茎部承受拔断力约为 3.732 N。一穴多株秧苗承受的拔断力随株数的增加而增大 ,其变化趋势可由指数方程 P=2 .891 2 K exp(0 .2 894 n)表达     

超级稻穴盘育苗精密播种装置研究

为实现超级稻穴盘育苗,设计了一种气吸振动盘式精密播种装置。选择超级稻常优3号,进行五因素四水平正交试验,研究了相对压力、吸种盘吸孔孔径、振动种盘振动频率、振幅、吸种距离对播种性能指标的影响,构建了其数学模型。采用遗传算法对播种性能指标进行多目标优化,获得最佳工作参数组合:相对压力3.68 k Pa,吸孔孔径1.84 mm,振动频率10.90 Hz,振幅4.09 mm,吸种距离3.92 mm,试验结果与预测值相接近。播种育苗试验表明,采用该播种装置播种可满足超级稻种植的要求。     

水稻植质钵盘高强度结构设计与性能试验

针对水稻植质钵盘应用过程中存在的问题,对水稻植质钵盘结构进行改进设计。阐述水稻植质钵盘设计思想,探讨水稻植质钵盘结构改进设计思路及结构设计依据,分析改进前后的水稻植质钵盘结构强度,同时分别以改进前的水稻植质钵盘(CK1)、日本塑料钵盘(CK2)和平育秧盘(CK3)为水稻育秧载体,通过多年田间对比试验探讨改进后的水稻植质钵盘(CK)对水稻生产的影响。试验结果表明:改进后的水稻植质钵盘正应力较改进前水稻植质钵盘提高15.09%;CK和CK1秧苗移栽后均无缓苗期,CK2和CK3秧苗均需一定缓苗期;在生育期和收获期,CK和CK1秧苗素质均无显著差异,但均优于CK2和CK3秧苗素质;CK生产投入均低于CK1和CK2生产投入,但高于CK3生产投入;CK和CK1土壤有机质含量相同,在0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm土层,CK土壤有机质含量分别较CK2和CK3土壤有机质含量提高7.06%、10.08%,2.53%、3.34%,0.48%、0.11%;CK和CK1对土壤容重影响程度相同,与CK2和CK3相比较,在相同土层,CK能够促使土壤容重减小;CK和CK1产量持平,较CK2和CK3,产量分别提高10.59%和13.54%。