蔬菜穴盘钵苗取苗机构设计——基于PLC控制和虚拟样机技术

蔬菜穴盘钵苗是目前最常用的育苗方式之一,其工作方式为人工取苗后,再由机械进行栽苗操作的半自动化移栽,但这种方式的种植效率受到人工取苗效率的限制,达不到高效移栽的目的。为此,设计了一种新的自动取苗装置,并提出了5个椭圆齿轮组成行星取苗机构,利用PLC控制系统,可以实现取苗的连续自动化操作,并配备了远程控制和闭环调节环节,大大提高了穴盘育苗的机械效率和作业精度。利用虚拟样机仿真测试的方法对取苗机构进行了优化设计,使用UG软件建立了取苗机构的模型,将模型导入到ADMAS软件中进行了动力学仿真,将虚拟仿真得到的取苗片尖点运动轨迹结果和实验测试结果进行了对比,验证了其一致性。     

自动蔬菜穴盘育苗精量播种机的设计与试验

为了满足我国蔬菜穴盘育苗播种机械化需求,进一步提高作业效率和播种精度,结合国内蔬菜育苗的技术要求,设计了一种自动蔬菜穴盘育苗精量播种机。该装备主要由穴盘铺土装置、平整装置、打穴装置、精量播种装置、覆土装置和传动装置等组成,可连续完成常见蔬菜穴盘育苗的铺土、平整、打穴、精量播种和覆土等流水线自动化作业。分别用辣椒、南瓜种子进行了样机性能播种试验,结果表明:播种机作业性能稳定,穴盘铺土均匀平整,播种单籽率高于96%,漏播率低于1.4%,多籽率低于2.5%,打穴深度一致性和覆土满足穴盘育苗作业要求。     

育苗纸钵自动装盘装置的试验研究

纸钵育苗可有效提升种苗根系的发育质量,为种苗后续分级、嫁接、移植的机械化作业打下重要技术基础。目前,国内大多企业所采用的纸钵机多为单头、半自动作业形式,缺少纸钵自动装盘设备。纸钵机制作出纸钵基质块后,需人工向穴盘装填纸钵,作业效率低,劳动强度大;国外虽有纸钵装填机,但价格高,且无法与国产设备配套。为实现纸钵自动快速装入穴盘,完善育苗生产线,设计了一款育苗纸钵自动装盘装置。该装置与纸钵机配合作业,将规格为高度50mm纸钵装入72孔穴盘。通过装盘性能试验,得到纸钵质量、纸钵和转运杯之间直径差与落料成功率的关系,结果表明:纸钵质量水平为高、纸钵和转运杯之间半径差为3mm时,成功率可达94.44%,生产可达3 130穴/h。     

气吸式自动穴盘育苗精量播种机设计——基于PLC控制

为了适应微小体积种子的穴盘育苗精量播种工作要求,提高精量播种机的普遍适应能力,基于PLC控制系统和传感器信号采集,采用压电弹簧和气吸盘相结合的方法,设计了一种新型自动穴盘精量播种机。利用压电弹簧对排种器振动系统和驱动系统进行了改进,基于逆压电效应,将微小位移放大后驱动排种器盘进行振动,使种子达到了理想的排种运动状态,大大提高了吸种效率和播种性能。试验结果表明:PLC控制系统通过自适应调整可以使误差降低到接近于0,且响应迅速,响应精度较高,播种机的空穴率、多粒率和破碎率均不高于5%,而吸附率和播种合格率都在95%以上,满足穴盘育苗精量播种的农艺要求,达到了预期设计目标。     

自动移栽钵苗输送装置理论分析与试验

针对移栽作业人工喂苗速度低的问题,设计了一种由圆柱凸轮为横移机构、槽轮-链传动为纵移机构所组成的自动移栽钵苗输送装置。利用解析作图法,并结合移栽农艺要求分别对纵移和横移机构进行理论分析,得出了输送装置的核心关键参数:横移凸轮基圆半径r0=6 5 mm,滚子半径r=1 2 mm,滚子宽度B=9 mm,槽轮槽数n=5。以苗龄期40天的西红柿穴盘苗(穴盘规格为16×8)为试验对象进行了钵苗输送试验,结果表明:横移机构单次供苗的最大误差为0.76mm,横移7次(供苗时苗盘每行需横移1次)累积误差小于0.2mm,供苗准确率超过97.9%;纵移机构单次供苗的最大误差为0.88mm,纵移7次(每盘8行,需纵向移动7次)累积误差不超过0.3mm,供苗准确率在97.5%以上。该机构在供苗过程中可连续作业,满足钵苗供苗的自动输送需求。     

穴盘育苗生产线上料装置的设计

针对机械化育苗技术在加工番茄上应用存在的技术难题,研究开发了一种适用于加工番茄穴盘苗的自动化育苗生产线上料装置.阐述了该装置的结构特点及工作原理,并对影响穴盘填充合格效果的各因素进行了正交试验.结果表明:穴盘填充合格率受上料电机转速影响最大,受穴盘运动速度影响次之,受减速电机转速影响较小,受撒料电机转速影响最小.当减速电机转速范围取65～75r/min,上料电机转速范围取150～250r/min,撒料电机转速范围取30～50r/min,穴盘运动速度范围取10～15m/s时,取得的穴盘填充效果较好.     

穴盘钵苗智能移栽机关键技术研究现状

对国内外穴盘钵苗智能移栽机关键技术研究现状进行了综述,针对钵苗特征识别、定位机构以及钵苗夹持手爪3个方面介绍当前钵苗移栽主要研究成果,分析了制约钵苗智能移栽技术推广应用的主要因素。最后,提出了相应对策：研究钵苗特征识别技术,改善钵苗移栽农艺条件,拓展钵苗移栽技术服务领域。     

穴盘苗自动移栽机苗盘输送装置的设计研究

针对国内大田移栽中多数采用半自动移栽,主要由人工完成投苗工作及机械完成栽植工作,存在劳动强度大、效率低、移栽质量差等问题,对自动移栽机的苗盘输送装置进行了设计与研究。同时,设计了横向和纵向进给控制机构,确定了关键部件应该满足的技术参数,并进行了三维实体建模分析,验证设计的合理性。结果表明,该装置可满足移栽机苗盘自动输送的要求。     

育苗穴盘自动清洗装置的设计

工厂化育苗过程中,使用过的穴盘中常含有有害病原菌,影响种子出苗质量,重复使用前需进行清洗消毒处理。针对传统手工清洗方式劳动强度大、效率低、易伤盘,且部分穴盘基质固结不易洗净的问题,提出了清水浸泡-水压冲洗-风力干燥的方式,即浸泡后的穴盘竖直送入清洗舱,两侧对称喷头多次冲洗,后续风力干燥,最终设计了一种育苗穴盘自动清洗装置。该装置主要由清洗系统、干燥系统和控制系统组成,通过控制系统实现清洗水压和清洗速度可调,并利用压力变送器和变频器的PID控制稳定清洗压力,同时清洗用水可循环利用。该设计有效地提高了穴盘清洗效率和作业性能,避免了穴盘损伤,满足了育苗穴盘重复利用清洗需求。     

穴盘自动清洗装置性能试验研究

工厂化育苗作业中,穴盘再次使用前需进行清洗消毒,以免影响种子出苗质量。物理水压冲洗是目前公认的最科学、经济和环保的方法,适宜的清洗条件既能保证在较高效率下达到最优的清洗效果,也可尽量地减小水压对穴盘的冲击损伤。为研究穴盘自动清洗装置清洗性能,优化最佳清洗参数,在前期装置设计基础上,完成试验装置研制。通过分析装置工作原理,定义清洗洁净率为评价指标,以清洗次数、清洗速度和清洗压力为试验因素,进行了三因素三水平正交试验。结果表明:影响清洗洁净率的主次因素依次为清洗次数、清洗压力、清洗速度。当清洗次数6次、清洗速度15Hz(900盘/h)、清洗压力500k Pa时,清洗性能最佳,清洗洁净率达98.56%。本试验为穴盘清洗装置工作参数的确定和结构参数的优化提供了理论参考依据。     

自动化玉米移栽机送苗装置的研究

玉米是我国主要农作物之一,其生产效率与生产质量的好坏,直接关系着我国粮食安全。传统的玉米播种方式,不仅生产效率、作业质量和标准化程度均比较低,无法实现高效率全自动大面积玉米播种或者套种的实际需求。在新时期,随着城镇化进程加快,农村劳动力日益短缺,加上社会经济发展与科学技术的进步,为我国玉米移栽机自动化技术开发设计提供了必要的支撑条件。为此,对我国东北地区玉米试验田进行相关研究,就自动化玉米移栽机及其送苗装置技术的研发、设计进行探究,并重点阐述其基本工作原理。     

基于PLC和光电传感控制的穴盘苗自动移栽装置设计

移栽机械化设备作为育苗工厂化生产的重要设备,在提高育苗工作效率上有着重要意义。为了提高穴盘苗移栽的效率和自动化程度,设计了一种基于光电传感器和PLC编程的自动移栽装置,并在PLC控制器中嵌入了模糊控制算法,有效地提高了系统的抗干扰能力和自动化程度。该设备利用光电传感器对穴盘特征参数进行扫描,可以发现空穴盘和无穴盘的情况,并能够对穴盘苗进行定位。设计开发了试验样机,并开发了上位机和下位机控制平台,利用PLC控制器和模糊控制软件框架,实现了移栽设备的自动化移栽。试验表明:采用模糊PLC控制器,穴盘苗准确识别率和移栽成功率平均值为9 8.9%和9 9.5%,作业精度较高,可以满足现代化温室种植的需要。     

机器视觉与PLC融合的自动分拣装置研究

随着自动化技术在农业生产中应用的逐渐推广,农业生产智能化、自动化水平越来越高.传统的分拣系统采用的是人工分拣方式,分拣效率低,耗费时间长,精确度低,耗费大量的人力物力.为解决以上问题,将机器视觉技术和PLC技术进行融合,设计了自动分拣装置,完成了自动分拣装置的总体设计方案,并对分拣装置控制系统进行硬件设计及控制流程设计...     

穴盘苗自动移栽机苗盘进给装置的设计与试验

目前,国内旱地使用的移栽机多数是半自动移栽机,主要由人工完成供苗、取苗、投苗工作,存在劳动强度大、效率较低等问题。为此,根据穴盘苗进给装置技术要求,设计了穴盘苗自动移栽机的苗盘进给装置,对其关键部件横向进给驱动机构和纵向送苗驱动机构进行分析和计算,确定了关键部件结构参数。并搭建试验台进行试验。结果表明:穴盘苗进给装置运行稳定,基本符合供苗功能要求,可为旱地穴盘苗自动移栽机的研究提供参考。     

移栽机穴盘苗定位取苗装置的设计

目前,我国的机械化程度还处于初级阶段,和日本、美国等国家还有着很大的差距。为此,鉴于我国新疆地区大面积的种植模式,针对人工移栽穴盘苗存在的劳动强度大、成本高、移栽周期长、移栽效率低等问题,设计了一种穴盘苗移栽机定位取苗装置。该装置利用双摇杆式定位推苗气吹取苗,完成对穴盘的准确定位,同时打破钵苗与穴盘间的粘结力。该定位取苗装置结构简单、成本低,对增加农民的经济收入及解决育苗移栽技术大面积推广问题具有重要意义。该技术有利于促进农业机械化,对大面积种植模式,尤其是新疆地区,具有促进作用。     

基于PLC技术的轧花自动控制系统的设计与研究

结合国内外的主要控制方法,针对新疆当地轧花自动控制方式较简单、轧花效果较差等缺点,利用西门子小型PLC控制技术,设计了一种可根据籽棉回潮率范围、籽棉卷密度变化进行控制轧花机转速的自动化控制模型,并进行了整个PLC系统的设计;结合设计思路,利用研制的控制系统对小型轧花样机进行了轧花试验。结果表明:轧花机转速的变化根据回潮率范围的设定从650r/min至1140r/min匀速稳定变化,实现了多段转速的控制。与变频器频率对照,系统运行稳定、可靠;籽棉卷密度的变化能通过电机电流进行反馈,实现了对转速的进一步修正。     

一种种苗移栽机自动取苗送苗装置

在了解国内外旱地栽植技术和移栽机的发展现状及存在问题的基础上,研制了一套种苗自动取苗送苗机构。该装置采用PLC程序进行控制,使分苗系统和送苗系统按照各自的要求实现其动作,完成所需要的功能。该机构是一种集自动取苗、送苗、放苗于一体的多功能机电气一体化装置,可在种苗移栽的过程中代替人力来实现取苗、送苗的操作,且可应用于棉花、番茄、玉米等作物穴盘育苗的种苗移栽。     

基于PLC自动嫁接机控制系统设计

为提高蔬菜嫁接作业效率、降低人工劳动强度,研究瓜茄科贴接式自动嫁接机控制系统。根据嫁接机实际使用要求,结合限位传感器输入信号以及输出执行元件特点,采用三菱FX1N系列PLC作为嫁接机控制器;依据嫁接机作业流程以及使用调试要求,采用SFC编程语言编写控制程序,提供单步运行和连续运行两种工作模式选择。测试试验表明,嫁接机作业效率可达653株/h。     

穴盘苗顶杆式取苗机构的自动化控制系统设计

穴盘苗移栽技术在旱地作物种植中具有稳产高产和省时省工等优点。目前的穴盘苗移栽仍主要依靠人工进行取苗。针对这一问题,利用PLC设计开发了一种顶杆式穴盘苗取苗机构自动控制系统,来完全代替人工投苗。取苗动作自动控制过程的实现,对移栽机械的全自动化具有重要意义。     

基于PLC的农机控制系统可靠性研究

针对农机控制系统可靠性较低的问题,基于PLC系统对农机控制系统进行了设计,并对其可靠性进行了研究.该农机采用可编程控制器PLC进行控制,其硬件系统主要组成为踏板、方向盘、挡位和牵引装置等,软件系统对农机的自动导航和电-液悬挂系统进行控制.农机的可靠性评价采用模糊神经网络模型,通过确定神经网络结构、计算法方式和评价模型对...