草莓穴盘苗移栽末端执行器设计与试验

作     者：刘继展 李茂 李男 李萍萍 赵密珍 岳巍 Liu Jizhan;Li Mao;Li Nan;Li Pingping;Zhao Mizhen;Yue Wei

作者机构：江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013 南京林业大学森林资源与环境学院南京210037 江苏省农业科学院园艺所南京210014 山西省农产品加工装备技术管理站太原030000 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2016年第47卷第11期

页      面：49-58页

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：江苏省农业科技支撑重点项目(BE2014406) 中国博士后科学基金项目(2012M521013) 江苏省农业科技自主创新资金项目(CX16-1044) 江苏高校优势学科建设工程项目(PAPD) 

主　　题：草莓 穴盘苗 移栽 末端执行器 

摘      要：穴盘草莓的长苗、大苗株特点和弓背向外的特殊移栽要求,使其自动化移栽存在困难。首先进行了草莓苗坨的单指刺入力和拔苗阻力试验,进而提出并开展了有约束苗坨的双指夹拔破坏试验。试验发现双针取苗指的苗坨刺入阻力与刺入速度、深度、含水率相关,50 mm和100 mm深度的最大刺入阻力分别可达21.47 N和57.09 N。双指的夹茎拔苗阻力可达9.64 N,而当取苗针滑移量为20 mm和40 mm时约束夹拔力分别可达10.85 N和42.5 N,但过大滑移量对精准可靠移栽极为不利。根据草莓穴盘苗的物理特性、苗坨的力学特性,设计了带双爪可同步换向变距的四针式移栽末端执行器。以有效缩减取苗爪宽度和摆动传动角为双重目标进行了多连杆定角斜插式双指四针取苗爪的非线性规划,得到了优化的机构参数。换向变距装置通过微型行程开关与微型电磁吸盘配合,实现了双取苗爪的快速同步换向变距和可靠定位。验证试验表明,在加速度不大于0.20 mm/s2时取出率和取苗成功率分别在93%和90%以上,加速度过大则可能造成取苗针滑脱和苗坨下部断裂,换向变距装置有效解决了弓背朝外问题和相邻两列同时移栽的间距调整问题,栽苗试验中放苗顺利且直立度和深度均达到移栽要求,且移栽后10 d草莓苗完全成活,该末端执行器可满足草莓穴盘苗的移栽作业需要。