蔬菜嫁接机上下苗末端执行器的设计与试验研究

发布时间：2020-04-18 15:22

【摘要】：目前，蔬菜嫁接机普遍实现了对幼苗嫁接过程的自动化，但仍然离不开人工上苗和回栽作业，不仅降低了嫁接效率，还增加了劳动强度，对于嫁接苗的质量也很难保证。对于瓜科作物，断根嫁接苗具有根系无主根、须多、活力强等诸多优点，可以提高嫁接苗的成活率和一致性。论文针对断根嫁接育苗技术的需求，对蔬菜嫁接机自动上下苗关键机构开展研究。设计了一种蔬菜嫁接机自动上苗末端执行器，能实现对穴盘幼苗的定位、断根和夹取功能；设计了一种蔬菜嫁接机自动下苗末端执行器，实现对断根嫁接苗的夹持和回栽于穴盘的动作，并进行了试验研究。论文的主要研究工作如下： 1)设计了一种自动上苗末端执行器，实现幼苗定位、断根、夹取三项功能，设计了夹持断根装置实现对幼苗的二次切削，保证幼苗高度的一致性。对实现幼苗定位功能的双摇杆机构进行运动学建模分析，利用Matlab进行结构尺寸的优化计算，得出最优的参数组合为LAB′=7mm、LBC′=12mm、XC′=-5.5mm、YC′=31.5mm。通过三维建模和运动仿真，验证了拢苗杆的末端运动轨迹符合工作要求。 2)进行断根嫁接苗的回栽工作参数的试验研究。以“拿铁砧”葫芦苗为砧木、“佳乐”西瓜苗为接穗，进行了砧木接穗苗高度、直径等相关尺寸测量。为了确定回栽的工作参数，设计了针对断根回栽的三因素三水平正交试验，选取基质打孔深度、打孔孔径和镇压块形状为主要影响因素，每个因素取三个水平。根据正交试验表安排试验，得出基质打孔孔径8mm、打孔深度25mm以及镇压块下端面为斜面的最优水平组合，确定了影响镇压成功率的因素主要是孔径大小，其次是镇压块形状，打孔深度影响相对较小。 3)研制出嫁接苗的回栽末端执行器，可以实现断根嫁接苗的夹持和穴盘插栽功能。采用双滑块摇杆机构实现镇压基质，以让基质充分聚拢于嫁接苗底部，，实现嫁接苗的插栽稳固。对双滑块摇杆机构的结构参数进行了优化计算，得出优化结果为：LAE′=70.2mm、LBC′=73mm、LCD′=27mm、LDE′=12.2mm、YA′=67.8mm、YD′=80mm。 4)对回栽末端执行器进行了相关试验研究和分析。进行回栽末端执行器的样机试制，搭建回栽试验平台，进行断根嫁接苗的回栽试验，分析回栽末端执行器的工作性能，得出回栽成功率为92%和嫁接苗愈合成功率为94.6%，该装置设计满足要求。
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S224

【参考文献】