辣椒穴盤苗自動(dòng)取苗機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與試驗(yàn)文庫(kù)

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1、辣椒穴盤苗自動(dòng)取苗機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與試驗(yàn)李華，曹衛(wèi)彬澱,李樹峰，付威,劉凱強(qiáng)(石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院，石河子832003)摘要：針對(duì)新珊半自動(dòng)移栽機(jī)人工取苗效率低、強(qiáng)度大、漏苗率及傷苗率高的問(wèn)題，本文研究了一種辣椒穴盤苗自動(dòng)取苗機(jī)構(gòu)。分析了該機(jī)構(gòu)的組成及工作原理，建立了其運(yùn)動(dòng)學(xué)模世，研究了取苗軌跡形成的機(jī)理，在確定優(yōu)化H標(biāo)的基礎(chǔ)上，基于VB開發(fā)了収苗機(jī)構(gòu)輔助分析軟件，結(jié)合Adams運(yùn)動(dòng)仿真軟件，通過(guò)人機(jī)交互分析其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)収苗針端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的影響，優(yōu)化取苗針端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡，獲得-?組滿足辣椒穴盤苗移栽農(nóng)藝耍求的H動(dòng)取苗機(jī)構(gòu)參數(shù)。虛擬樣機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真結(jié)果表明優(yōu)

2、化參數(shù)可以滿足辣椒穴盤苗取苗工作軌跡要求；設(shè)計(jì)制作了自動(dòng)取苗試驗(yàn)臺(tái)，并利用髙速攝影技術(shù)對(duì)取苗機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行試驗(yàn)分析，試驗(yàn)結(jié)果表明収苗針實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡與理論分析結(jié)果一致，取苗試驗(yàn)結(jié)果：取苗成功率為9&6%,基質(zhì)破損率為4.2%,投苗成功率為94.2%,滿足機(jī)械自動(dòng)取苗的工作要求，驗(yàn)證了取苗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與合理性。該研究可為辣椒、番茄等作物全自動(dòng)移栽機(jī)自動(dòng)取苗機(jī)構(gòu)的研發(fā)提供一?定參考。關(guān)鍵詞：自動(dòng)移栽機(jī)；取苗機(jī)構(gòu)；參數(shù)優(yōu)化；運(yùn)動(dòng)學(xué)；取苗試驗(yàn)中圖分類號(hào)：S24文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：李華，曹衛(wèi)彬，李樹峰，馬銳，劉凱強(qiáng).辣椒穴盤苗自動(dòng)取苗機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與試驗(yàn)[J].農(nóng)

3、業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015,30()：Lihua,CaoWeibin,LiShufeng^etal.Kinematicanalysisandtestonautomaticpick-upmechanismforchiliplugseedling[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2015,30()：-(inChinesewithEnglishabstract)0引言新疆是我國(guó)特色經(jīng)濟(jì)作物的主產(chǎn)區(qū)，其中辣椒、加工番茄利植而積和產(chǎn)量持續(xù)多年位居

4、全國(guó)前列，截止2014年，辣椒種植面積已達(dá)到6.6萬(wàn)hm2o目前,新疆辣椒種植多釆用育苗移栽技術(shù)，其中育苗移栽約占辣椒種植總而積的50%[1-2]o辣椒育苗移栽技術(shù)具有延長(zhǎng)生長(zhǎng)期，提高產(chǎn)量，降低晾曬烘干成本等優(yōu)點(diǎn)⑶，已經(jīng)在新疆開始大面積推廣，其移栽主耍采用吊籃式半口動(dòng)移栽機(jī)，雖然栽植過(guò)程實(shí)現(xiàn)了機(jī)械作業(yè),但取苗、投苗作業(yè)仍然需要人工完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、漏苗、傷苗率高網(wǎng)，嚴(yán)重制約了育苗移栽技術(shù)在新關(guān)的推廣和應(yīng)用。因此，全口動(dòng)穴盤苗移栽機(jī)成為發(fā)展趨勢(shì)和必然，其核心部件自動(dòng)取苗機(jī)構(gòu)的研究已成為移栽機(jī)械研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)卩⑴。國(guó)內(nèi)外學(xué)者根據(jù)栽植模式及穴盤苗特點(diǎn)研究了不

5、同類型的収苗機(jī)構(gòu)，意大利Ferrari全自動(dòng)蔬菜移栽收稿日期:2015-07-14修訂日期:2014-07-27基金項(xiàng)H：新轉(zhuǎn)兵團(tuán)科技援跚項(xiàng)H(2013AB024)；新鴨兵團(tuán)青年基金(20I4CB012)；石河子大學(xué)重大科技攻關(guān)計(jì)劃作者簡(jiǎn)介:李華，男(漢族〉,石河子大學(xué)副教授,礴士生，主要從事農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化技術(shù)研究。石河子石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院,832003cEmail：shzdxlh@126.com※通信作者：艸衛(wèi)彬，男(漢族)，石河子大學(xué)教授，陳士，博士生導(dǎo)師,主要從事農(nóng)業(yè)信息化與自動(dòng)化技術(shù)研究。石河子石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院,832003。Em

6、ail：Wbc828@163.com機(jī)采用頂岀夾取式取苗機(jī)構(gòu)，損傷率低，成排自動(dòng)喂苗效率高，但其整套取茁機(jī)構(gòu)由

7、'

8、動(dòng)控制系統(tǒng)與氣動(dòng)系統(tǒng)組成,結(jié)構(gòu)復(fù)雜問(wèn)。W.C.Choi等閃提出了一種曲柄滑道導(dǎo)桿取苗機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)取苗成功率約為80%?90%,提高Illi柄轉(zhuǎn)速后效率卜降，機(jī)構(gòu)振動(dòng)和沖擊較明顯。FI本Yammr農(nóng)機(jī)株式會(huì)社的竹山智洋何發(fā)明的自動(dòng)移栽機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)部分由兩套行星輪系機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成，山其中一?套行星輪的行星軸輸岀運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)栽植爪實(shí)現(xiàn)取苗和栽植苗動(dòng)作,取苗軌跡復(fù)雜，設(shè)計(jì)制造成本相対較高，未能得到實(shí)際應(yīng)用?；輺|志等提出了-?種適用于煙草缽苗的曲柄雙滑塊自動(dòng)取苗機(jī)構(gòu)，

9、若要提高収苗效率，會(huì)影響取苗成功率。王蒙蒙等⑵提出了一?種1111柄擺桿式夾苗機(jī)構(gòu)，該夾取機(jī)構(gòu)需要與穴盤苗頂出裝置配合才能完成取苗和投苗工作。石河子大學(xué)曹衛(wèi)彬等皿設(shè)計(jì)了種基于頂桿式的番茄穴盤苗H動(dòng)取苗裝宜，釆用16根平行布置的頂桿從穴盤底部頂出穴盤苗的取苗方式，該機(jī)構(gòu)易造成穴盤苗機(jī)械損傷。葉秉良等⑹、俞高紅等購(gòu)提出了兩種非圓齒輪行星系旋轉(zhuǎn)式取苗機(jī)構(gòu)，這兩種取苗機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，取苗效率高，針對(duì)這兩種旋轉(zhuǎn)式取苗機(jī)構(gòu)作業(yè)時(shí)存在剛性沖擊的問(wèn)題，俞髙紅等⑻乂提出了一種新型的特殊非圓齒倫傳動(dòng)及其旋轉(zhuǎn)式取苗機(jī)構(gòu)，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且工作更加平穩(wěn)。基于以上分析，本文提出了-?種基于

10、齒輪?連桿組合的機(jī)械夾取