水培生菜自动纵向包装装置设计与试验

作     者：马义东 王明辉 崔永杰 傅隆生 王文奇 徐灿 MA Yidong;WANG Minghui;CUI Yongjie;FU Longsheng;WANG Wenqi;XU Can

作者机构：西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 农业农村部农业物联网重点实验室陕西杨凌712100 陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室陕西杨凌712100 

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

年 卷 期：2019年第50卷第9期

页      面：113-121页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：陕西省重点研发计划项目(2018TSCXL-NY-05-04) 

主　　题：水培生菜 纵向包装 高速摄像 导向环 位姿分析 

摘      要：为提升设施园艺中水培生菜生产全程机械化水平,设计了收获后生菜自动纵向包装装置,包括导向装盒机构、切膜与封膜机构等。利用聚拢气缸和压菜气缸执行生菜纵向装盒,同时利用导向环保证装盒过程中生菜偏移、翻转等位姿要求;通过柔性毛刷对薄膜的梳刷作用及薄膜自粘性使其贴于包装盒,完成包装盒封膜。根据生菜挤压试验、力学分析、理论计算,分别确定了包装盒尺寸、导向装盒机构参数、切膜与封膜机构参数。基于高速摄像,提出了生菜水平偏移、姿态角量化方法;通过生菜装盒位姿特性试验,研究了导向环对装盒过程生菜位姿特性的影响。研制了自动包装样机,利用正交试验优化了切膜作业参数并进行了试验验证。生菜装盒位姿特性试验结果显示:生菜入盒时有导向环水平偏移平均值、姿态角平均值分别为5.8mm、17.9°,相较无导向环时分别减小75.0%、74.2%,导向环保证了生菜纵向装盒成功率。正交试验结果显示:切膜作业参数最优组合为薄膜纵向切刀与薄膜夹角30°、拉膜辊拉膜速度300mm/s、薄膜横向切刀速度500mm/s。最优参数组合下,包装成功率为96%,样机单次包装用时10.5s,比人工缩短58%。