移栽機(jī)自動取苗裝置的_設(shè)計(jì)研究開題報(bào)告

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1、石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告課題名稱：移栽機(jī)自動取苗裝置的設(shè)計(jì)研究學(xué)生姓名：王強(qiáng)勝學(xué)號：2007092319學(xué)院：機(jī)械電氣工程學(xué)院專業(yè)、年級：07機(jī)制（3）班指導(dǎo)教師：羅昕職稱：副教授畢業(yè)論文起止時(shí)間：2011-3至2011-6一、課題來源：科研課題二、研究的目的和意義新疆一直以來被譽(yù)為“紅色產(chǎn)業(yè)”的基地，番茄種植面積廣大，日照時(shí)間長，晝夜溫差大，空氣干燥，番茄固形物和番茄紅素含量普遍較高，在色差、黏稠度和霉菌含量上均達(dá)到了世界水平。近年來，憑借充足的原料、優(yōu)越的地緣優(yōu)勢和較低的生產(chǎn)成本，新疆番茄醬出口逐年增長，目前穩(wěn)居世界第

2、三大番茄醬產(chǎn)區(qū)位置，出口量約占到全球番茄醬貿(mào)易總量的1/4?？梢哉f番茄產(chǎn)業(yè)已成為新疆農(nóng)產(chǎn)品加工中的支柱產(chǎn)業(yè)，在促進(jìn)農(nóng)民增收、吸納城鄉(xiāng)就業(yè)以及推進(jìn)新型工業(yè)化進(jìn)程等方面都發(fā)揮了重要作用。由于育苗移栽技術(shù)可以充分利用光熱資源．且對氣候有補(bǔ)償作用，因此，能夠使農(nóng)作物生育期提前和產(chǎn)量提高。目前，新疆地區(qū)番茄為移栽種植。在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的秧苗移載主要是手工作業(yè)，其生產(chǎn)規(guī)模較小，技術(shù)水平低下，隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)手段的不斷發(fā)展，許多作物都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械移栽。如草類、樹木、蔬菜幼苗以及玉米等，機(jī)械栽植育苗有省地、省成本、抗寒、抗風(fēng)、抗水、抗旱和抗土壤傳播病害等優(yōu)

3、點(diǎn)。目前,我國生產(chǎn)的自動移栽機(jī),大都屬于半自動化機(jī)器,秧苗仍需要人工供給,不僅勞動強(qiáng)度大,而且作業(yè)質(zhì)量難以保證。因此,要實(shí)現(xiàn)移栽的自動化,必須解決秧苗的供給問題。本課題是對新疆紅色產(chǎn)業(yè)番茄的自動移栽機(jī)關(guān)鍵部件--自動取苗裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。三．本課題所涉及的問題在國內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀1國內(nèi)外移栽機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀1．1國外移栽機(jī)發(fā)展概況國外發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)30年代就出現(xiàn)了手工喂苗的栽植機(jī)具，50年代研制出多種不同結(jié)構(gòu)形式的半自動移栽機(jī)和簡易制缽機(jī)，到80年代，半自動移栽機(jī)已在生產(chǎn)中廣泛使用，制缽機(jī)已成系列。目前，一些發(fā)達(dá)的國家已實(shí)現(xiàn)甜菜、玉米、蔬菜和

4、煙草等旱地作物的育苗工廠化和移栽機(jī)械化。機(jī)型比較成熟，工作可靠性較好，推廣應(yīng)用廣泛。栽植機(jī)械以半自動為主，全自動機(jī)型均因結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，價(jià)格高而沒有廣泛推廣。1．2國內(nèi)移栽機(jī)發(fā)展概況我國的旱地栽植機(jī)械的研究開始于20世紀(jì)60年代，起步較早，但農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝明顯脫節(jié)，忽略了綜合經(jīng)濟(jì)效益，更沒有科學(xué)地分析育苗移栽機(jī)械化過程的種植技術(shù)難題，從而使這一技術(shù)擱淺。近年來，栽植機(jī)械伴隨著旱地育苗移栽技術(shù)的研究和推廣而發(fā)展起來，已成為科研和生產(chǎn)部門關(guān)注的問題之一，又有多種新型栽植機(jī)械出現(xiàn)。但總體來講，目前我國研制使用的栽植機(jī)械仍處于起步階段，以半自動為主。目前

5、，國內(nèi)正在加緊移栽機(jī)的研制工作，主要有：黑龍江省白樺耕作機(jī)廠研制2YZ一2，2YZ一4和2YZ一6移栽機(jī)；蘇州金果實(shí)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備有限公司生產(chǎn)的多功能移栽機(jī)和2ZM一1型秧苗栽植鋪膜機(jī)；內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械廠研制的2ZT一2型甜菜移栽機(jī)；北京京鵬有限公司生產(chǎn)的PCI0移栽機(jī)；遼寧省鞍山市農(nóng)業(yè)機(jī)械廠與中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院合作進(jìn)行研制的國家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目一玉米、蔬菜移栽機(jī)等。2自動取苗裝置的發(fā)展現(xiàn)狀目前移栽機(jī)自動取苗裝置的研究還較少，本人通過大量文獻(xiàn)收集概括有以下幾種，從實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)分為機(jī)械式和氣吸式，從取苗類型分為機(jī)械夾苗取苗式、機(jī)械夾土取

6、苗式和氣吸氣吹自動排苗式。下面從典型的四桿機(jī)構(gòu)型、機(jī)械臂型、移栽抓型、頂桿式和氣吸式簡要說明各自特點(diǎn)。2.1四桿機(jī)構(gòu)型采用平面四連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)取苗動作(圖2.11),其原理為:隨著曲柄AB繞A點(diǎn)的轉(zhuǎn)動,固定在四連桿機(jī)構(gòu)上的苗指插入苗缽中將苗取出,當(dāng)苗運(yùn)到導(dǎo)苗管口上方時(shí),由固定在機(jī)組上的排苗桿EF將苗撥下,使苗脫離苗指,進(jìn)入導(dǎo)苗管,完成取苗過程。在自動取苗機(jī)構(gòu)中,苗指端點(diǎn)的運(yùn)動軌跡取決于四連桿機(jī)構(gòu)中4個(gè)連桿的長度及其連接點(diǎn)的位置[2],它們的組合有無窮多種。在進(jìn)行多次試驗(yàn)后,選取合適的連桿長度和連接點(diǎn)的位置,可得到苗指端點(diǎn)的運(yùn)動軌跡,如圖2.

7、12所示。這種曲線的特點(diǎn)是:形狀狹長,一邊近似為直線,另一邊為曲率半徑較大的圓弧,苗指的這種運(yùn)動軌跡有利于平穩(wěn)取苗。圖2.11　四連桿自動取苗機(jī)構(gòu)圖2.12　苗指端點(diǎn)的運(yùn)動軌跡2.2機(jī)械臂型隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的日益成熟和廣泛應(yīng)用,該技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛,它的應(yīng)用將極大提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率和自動化程度。為了實(shí)現(xiàn)取苗自動化,提出用取苗機(jī)械臂代替人工取苗放苗,達(dá)到提高移栽工作效率的目的,實(shí)現(xiàn)缽苗移栽自動化。取苗機(jī)械臂完成將缽苗從穴盤中取出,然后放入到栽植器中,根據(jù)取苗點(diǎn)與放苗點(diǎn)的位置空間,構(gòu)建的取苗機(jī)械臂如圖2.21所示。2.3移栽抓型1．1移

8、栽爪結(jié)構(gòu)移栽爪(圖2.31)主要由驅(qū)動氣缸(1)、指針安裝定位塊(2)、移栽爪安裝定位塊(3)、彈簧套(4)、指筒(5)和夾持指針(6)組成。氣缸缸體固接指針安裝定位塊，氣缸活塞