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蔬菜移栽机曲柄摇杆-导轨组合式取投苗装置研究

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农业机械学报 2022年第12期53卷 116-125页

作者：袁挺张宇尹金亮汪瀚张志芹谭豫之中国农业大学工学院北京100083

为了实现蔬菜移栽机取投苗的稳定性和高效性,针对夹钵取投苗方式,设计了一种全自动曲柄摇杆-导轨组合式取投苗装置。取投苗装置与送盘装置、导苗装置及分苗装置配合完成自主送盘、取苗、投苗与分苗。用解析法对取投苗装置中的摆杆-导轨... 详细信息

为了实现蔬菜移栽机取投苗的稳定性和高效性,针对夹钵取投苗方式,设计了一种全自动曲柄摇杆-导轨组合式取投苗装置。取投苗装置与送盘装置、导苗装置及分苗装置配合完成自主送盘、取苗、投苗与分苗。用解析法对取投苗装置中的摆杆-导轨及曲柄摇杆进行了结构参数设计,用矢量方程法和ADAMS仿真对取投苗装置的运动过程进行计算分析,并利用高速摄像机拍摄取投苗装置的实际运动轨迹,与仿真结果进行对比,验证了设计的正确性和可行性。以辣椒钵苗为试验对象,选取取投苗速度、苗株高度及基质含水率为试验因素,以取苗成功率、伤苗率、投苗成功率及取栽成功率为评价指标进行正交试验。试验结果表明:在给定因素水平下,整机单行取投苗速度90株/min、苗株高度110 mm、基质含水率50%时,取投苗效果最佳,取苗成功率为95.14%,伤苗率为1.39%,投苗成功率93.05%,取栽成功率91.67%。

关键词：蔬菜移栽机辣椒钵苗曲柄摇杆-导轨取投苗装置

蔬菜移栽机斜齿轮-非圆齿轮行星轮系取苗机构研究

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农业机械学报 2023年第8期54卷 77-86页

作者：周海丽刘建刚俞高红齐鹏王磊郑剑浙江理工大学机械工程学院杭州310018 浙江省种植装备技术重点实验室杭州310018 武夷学院机电工程学院南平354300 杭州杭氧透平机械有限公司杭州310011

针对完全非圆齿轮行星轮系取苗机构存在推苗角不够大,而不完全非圆齿轮轮系取苗机构存在冲击的问题,本文设计了一种满足蔬菜移栽取苗要求的具有较大推苗角的非圆完全齿轮行星轮系取苗机构。基于傅里叶函数设计了一种二次不等幅传动比曲... 详细信息

针对完全非圆齿轮行星轮系取苗机构存在推苗角不够大,而不完全非圆齿轮轮系取苗机构存在冲击的问题,本文设计了一种满足蔬菜移栽取苗要求的具有较大推苗角的非圆完全齿轮行星轮系取苗机构。基于傅里叶函数设计了一种二次不等幅传动比曲线,开发取苗机构设计分析软件,分析傅里叶系数对取苗轨迹的影响规律,研究傅里叶系数对传动比曲线及从动轮和秧针速度特性的影响,揭示傅里叶系数对取苗机构运动学参数的影响规律,推导了不同傅里叶系数时取苗机构取苗角和推苗角的变化规律。制造和装配取苗机构,基于虚拟样机、高速摄像技术对取苗机构进行了旋转试验,通过对比取苗轨迹的理论、仿真和试验值一致性验证了取苗机构设计的可行性。对取苗机构进行了台架取苗试验,得出转速40、50、60 r/min时取苗机构的取苗成功率分别为94%、90%和88%,通过取苗试验进一步验证了取苗机构设计的可行性。

关键词：蔬菜移栽机取苗机构傅里叶系数非圆齿轮推苗角

蔬菜移栽机栽植静轨迹可调式鸭嘴栽植装置设计与试验

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农业机械学报 2023年第5期54卷 71-81页

作者：颜华刘冲李鹏斌陈荣文周海燕庄腾飞中国农业机械化科学研究院集团有限公司北京100083 农业装备技术全国重点实验室北京100083 现代农装科技股份有限公司北京100083 广西合浦县惠来宝机械制造有限公司合浦536100

蔬菜移栽机在膜上移栽时,只能在较小的范围内调整株距,以保证较小栽植穴口,株距过大会造成栽植器前移撕膜,过小会导致栽植器后移带膜,形成较大穴口,影响幼苗后期生长,为此设计一套栽植静轨迹无级可调的往复式鸭嘴栽植装置。在分析栽植... 详细信息

蔬菜移栽机在膜上移栽时,只能在较小的范围内调整株距,以保证较小栽植穴口,株距过大会造成栽植器前移撕膜,过小会导致栽植器后移带膜,形成较大穴口,影响幼苗后期生长,为此设计一套栽植静轨迹无级可调的往复式鸭嘴栽植装置。在分析栽植装置结构特点、工作过程及调整构件尺寸参数和安装参数以实现不同株距较小穴口栽植原理的基础上,提出了一套栽植静轨迹无级可调的栽植机构及其栽植方法。通过建立机构的运动学模型,开发了可视化辅助设计软件,分析了各参数对栽植特性的影响,使用逐步逼近法确定了一组满足要求的参数:L_(1)=35 mm、L_(2)=350 mm、L_(3)=70 mm、L_(5)=280 mm、d_(D)=358 mm、Φ4=15°、x_(B)=20 mm,标定了株距每间隔50 mm对应的支点B纵坐标yB的位置。根据机构参数组合设计了鸭嘴栽植装置并建立了三维模型,进行了运动学仿真,验证了鸭嘴栽植装置结构设计的可行性。开展了实验室样机试验,试验结果表明:栽植株距在100~600 mm之间,栽植合格率大于90%,株距变异系数小于6%,穴口长度均小于100 mm,其中株距100 mm时平均穴口长度为52.26 mm,栽植效果良好,可以满足不同株距小穴口的栽植要求。

关键词：蔬菜移栽机膜上移栽鸭嘴栽植装置栽植静轨迹多杆机构

蔬菜移栽机气动下压式高速取苗装置设计与试验

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农业机械学报 2021年第5期52卷 35-43,51页

作者：王超刘彩玲李永磊宋建农王继承董向前中国农业大学工学院北京100083

目前,蔬菜移栽机取苗机构单行取苗频率为40~90株/min,取苗频率低已成为蔬菜高速移栽(≥90株/min)技术及装备的发展瓶颈。为实现高速取苗作业,设计了一种气动下压式高速取苗装置及配套组合式穴盘,通过"有序供盘、连续送苗、气动下压取苗... 详细信息

目前,蔬菜移栽机取苗机构单行取苗频率为40~90株/min,取苗频率低已成为蔬菜高速移栽(≥90株/min)技术及装备的发展瓶颈。为实现高速取苗作业,设计了一种气动下压式高速取苗装置及配套组合式穴盘,通过"有序供盘、连续送苗、气动下压取苗、自由投苗"等作业工序,可实现120株/min的高速取苗作业。建立了取苗过程钵苗力学模型,对气动取苗机构取苗单体布置形式、取苗气缸工作压力、顶苗器运动轨迹等进行分析和计算,优化顶苗器U型末端结构,设计并构建高速取苗时序控制系统。以60 d苗龄辣椒苗为试验对象,在气缸工作压力为0.26 MPa、取苗频率为120株/min条件下,以取苗成功率、基质破损率和茎叶损伤率为取苗效果评价指标进行了取苗试验。试验表明:取苗成功率平均值为100%,基质破碎率平均值为22.46%,茎叶损伤率平均值为3.54%,能够满足蔬菜高速移栽的取苗作业要求。

关键词：蔬菜移栽机气动下压取苗装置高速取苗时序 U型末端

蔬菜移栽机放苗机构运动学模型建立与参数分析

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农业机械学报 2010年第12期41卷 48-53页

作者：陈建能王伯鸿任根勇黄前泽浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018

推导了蔬菜移栽机放苗七杆机构的位移、速度和加速度方程,用Visual Basic 6.0语言编写了放苗机构的辅助分析和仿真程序。利用该程序分析了主要参数对该机构运动特性的影响。双曲柄机构中曲柄OA的长度对插植嘴的轨迹高度影响很大,而对轨... 详细信息

推导了蔬菜移栽机放苗七杆机构的位移、速度和加速度方程,用Visual Basic 6.0语言编写了放苗机构的辅助分析和仿真程序。利用该程序分析了主要参数对该机构运动特性的影响。双曲柄机构中曲柄OA的长度对插植嘴的轨迹高度影响很大,而对轨迹的形状影响不大;曲柄CD的长度对插植嘴的轨迹高度和穴口的大小影响很大;两主动曲柄的相位差对插植嘴的轨迹高度和轨迹形状影响都很大。根据参数影响分析结果,利用该程序求得一组较优机构参数,其对应的轨迹和姿态能满足蔬菜移栽的农艺要求。

关键词：蔬菜移栽机放苗机构运动学参数分析

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一种小型全自动蔬菜移栽机的设计及试验

农机化研究 2023年第1期45卷 66-72页

作者：李坦东闵航张韵林蜀云李杰贵州省山地农业机械研究所贵阳550000

针对丘陵地区蔬菜移栽费工费时,劳动强度高的问题,设计了一种小型全自动移栽机,其栽植株距、速度等参数可调,能够满足不同蔬菜的移栽要求。对整机结构及设计原理进行了介绍,对苗盘输送机构、顶苗机构、接取苗机构、送苗分苗机构和栽植... 详细信息

针对丘陵地区蔬菜移栽费工费时,劳动强度高的问题,设计了一种小型全自动移栽机,其栽植株距、速度等参数可调,能够满足不同蔬菜的移栽要求。对整机结构及设计原理进行了介绍,对苗盘输送机构、顶苗机构、接取苗机构、送苗分苗机构和栽植机构等关键部件进行了设计,并根据零速栽植原理对五连杆栽植机构进行运动分析及adams仿真,得出栽植机构运动的最佳轨迹。田间试验表明:移栽机的栽植平均合格率为83.6%,栽植漏栽率为4.8%,伤苗率为0,倒伏率为5%,埋苗率为1%,露苗率为5.5%,栽植株距误差率仅为0.04%。工作过程中,移栽机能自动完成喂苗、分苗、栽植等过程,实现了蔬菜移栽自动化,较好地解决了丘陵地区蔬菜移栽的难题。

关键词：蔬菜移栽机全自动关键部件 adams仿真

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蔬菜钵苗移栽机自动送苗机构的设计与试验

蔬菜钵苗移栽机自动送苗机构的设计与试验

作者：王锦鹏浙江理工大学

学位级别：硕士

作为世界上蔬菜产量最大的国家,蔬菜产业已成为我国农村地区经济支柱产业。同时,我国的蔬菜种植大多以人工为主,生产效率低。机械化移栽能极大提高蔬菜的生产效率,降低人工成本。本课题组所研制的全自动蔬菜移栽机的取苗机构经过多年的... 详细信息

作为世界上蔬菜产量最大的国家,蔬菜产业已成为我国农村地区经济支柱产业。同时,我国的蔬菜种植大多以人工为主,生产效率低。机械化移栽能极大提高蔬菜的生产效率,降低人工成本。本课题组所研制的全自动蔬菜移栽机的取苗机构经过多年的研究已处于国内领先水平,但与之配套使用的自动送苗机构由于结构复杂,容易造成卡盘现象,使得移栽效率较低。因此,针对上述问题,设计了一种结构简单,可靠性高的送苗机构,该机构能与全自动蔬菜移栽机的取苗机构、植苗机构相互配合,从而实现蔬菜移栽的全自动化,提高了移栽效率,本文主要工作内容如下:(1)根据选取穴苗盘的尺寸与配套的取苗机构运动机理为设计依据,提出了送苗机构的设计要求,确定了横向送苗机构与纵向送苗机构的设计方案。采用多连杆机构作为纵向送苗机构,其中采用四杆机构作为纵向输送机构,采用凸轮连杆与不完全齿轮组合机构作为纵向驱动机构;选取了双螺旋轴组件作为横向送苗机构。(2)对纵向输送机构先使用遗传算法通过纵向送苗轨迹反求其机构参数,初步确定其机构参数;基于Matlab软件开发了纵向输送机构辅助分析软件,通过人机交互方式对反求得到的机构参数进一步优化,得到了纵向输送机构的设计参数:=20 mm,=40.7 mm,=52 mm,=66.67 mm,=103.2 mm,=113.8°,=11.1°。确定了纵向驱动机构、单向控制组件以及压盘组件的设计方案及相关尺寸参数,确定了双螺旋轴的相关设计参数。(3)完成了三维模型的建立,对送苗机构进行了虚拟装配,然后将送苗机构的三维模型导入Adams中进行了仿真分析,对比了纵向送苗机构仿真与理论轨迹,并对纵向送苗点的速度与位移曲线、横向送苗精度进行了分析,验证了该送苗机构设计的合理性与可靠性。(4)完成了蔬菜钵苗移栽机自动送苗机构的加工、装配调试以及样机试验。对纵向送苗机构进行了空转试验,获得实际送苗轨迹,并将纵向送苗试验轨迹与理论、仿真轨迹对比,验证了纵向送苗机构设计合理性。对横向、纵向送苗精度进行了测量,得到的送苗误差均在允许范围内,验证了送苗机构的准确性。

关键词：蔬菜移栽机送苗机构四杆机构遗传算法纵向送苗轨迹

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双圆盘蔬菜移栽机自动喂苗装置设计研究

双圆盘蔬菜移栽机自动喂苗装置设计研究

作者：张珊沈阳农业大学

学位级别：硕士

蔬菜半自动移栽机已经普遍应用,但需要人工取喂苗,存在很多缺点。随着人口老龄化进程加速,完全取代人工投苗实现全自动作业已成趋势。本课题选择了市场上应用比较广泛的一款半自动移栽机机型——双圆盘蔬菜移栽机,进行了与其配套的全自... 详细信息

蔬菜半自动移栽机已经普遍应用,但需要人工取喂苗,存在很多缺点。随着人口老龄化进程加速,完全取代人工投苗实现全自动作业已成趋势。本课题选择了市场上应用比较广泛的一款半自动移栽机机型——双圆盘蔬菜移栽机,进行了与其配套的全自动喂苗装置设计,以达到实现全自动移栽的目的。本论文完成了如下研究:(1)双圆盘蔬菜移栽机的自动喂苗装置总体结构设计。对配套机型测绘,根据自动喂苗装置的总体设计要求,综述国内外蔬菜移栽机研究现状和发展趋势,确定双圆盘蔬菜移栽机的自动喂苗装置总体设计方案,双圆盘蔬菜移栽机自动喂苗装置由穴盘放置架、传动部件、喂苗部件等几部分组成,并完成三维模型构建。(2)双圆盘蔬菜移栽机自动喂苗装置机械系统结构设计及仿真分析。传动部件包括竖直传动部件和水平传动部件,按照双圆盘蔬菜移栽机整机作业效率与前进速度关系设计水平传动部件及竖直传动部件。喂苗部件由型材支撑框架、前推气缸、侧推气缸、喂苗爪和导轨副等构成,喂苗部件取穴盘12穴方向一排苗一次,6次往复实现一盘穴盘苗的喂苗作业。综合穴盘苗的物理特性、对喂苗爪针的受力分析以及对喂苗爪背板进行强度校核确定喂苗爪的抓取方式、结构以及各项参数。基于72穴穴盘的尺寸确定穴盘放置架的位置尺寸。(3)双圆盘蔬菜移栽机自动喂苗装置控制系统设计。以信捷PLC作为整机控制中心,对传动部件、喂苗部件中的气缸及传感器进行选型,选定控制箱并实现箱内各个电气连接件的安装布线,完成整机控制系统的软件设计并调试,达到双圆盘蔬菜移栽机自动喂苗装置的控制需求。(4)双圆盘蔬菜移栽机的自动喂苗装置田间试验。以72穴紫甘蓝苗为对象进行试验,试验指标为取喂苗成功率。确定苗坨基质含水率、气源分配区进气压强和喂苗爪爪针入土角度为试验指标。通过单因素分析,确定了三个因素的最优值范围。通过使用Design-Expert10.0.7软件,通过二次回归正交组合试验,优化得出当苗坨基质的含水量为43.65%、喂苗爪爪针入土角度为8.3°并且气源分配区的流入压强为0.38MPa时,取喂苗成功率可达92.53%,实际效果同试验结果基本一致,达到了设计要求。

关键词：蔬菜移栽机喂苗爪 PLC 试验研究双圆盘

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悬杯式蔬菜移栽机的运动分析与性能试验

农业工程学报 2011年第11期27卷 21-25页

作者：张祖立王君玲张为政赵旭刘伟沈阳农业大学工程学院沈阳110866 辽宁科技大学机械工程与自动化学院鞍山114051 辽河石油装备制造总公司盘锦124010

为了更好地保证钵苗的移栽效果,该文阐述了悬杯式蔬菜移栽机的工作过程,并对其进行了运动分析,确定了钵苗在落苗过程中的速度方程。根据理论结果合理设计地轮、栽植轮、栽苗器等关键部件的结构,并加工出样机,在实验室土槽中以茄子苗为... 详细信息

为了更好地保证钵苗的移栽效果,该文阐述了悬杯式蔬菜移栽机的工作过程,并对其进行了运动分析,确定了钵苗在落苗过程中的速度方程。根据理论结果合理设计地轮、栽植轮、栽苗器等关键部件的结构,并加工出样机,在实验室土槽中以茄子苗为例对样机的主要性能指标进行了试验测试。试验结果表明,该移栽机机栽植质量可靠,株距合格率93.02%、直立度合格率97.79%、栽植深度变异系数0.78%、伤苗率2.19%,能满足实际生产的需要。该理论模型为悬杯式移栽机的后续设计研究提供了参考依据。

关键词：农业机械结构设计速度蔬菜移栽机运动分析性能