气吸式育苗穴盘自动摆放机的研制

发布时间：2020-08-03 16:30

【摘要】：工厂化育苗是农业生产的重要组成部分,大量使用育苗穴盘。育苗穴盘的摆放工作枯燥费时,属于简单重复劳动,有必要实现机械化和自动化。低成本的吸塑育苗穴盘在我国广泛使用,能实现其自动摆放的机型互有优劣却没有在国内广泛应用。有必要开展相关研究,探索新的育苗穴盘自动摆放方式,研制适用的育苗穴盘自动摆放机。本研究为实现50穴育吸塑苗穴盘的自动摆放,开展了以下四个方面的研究。(1)确定了气吸式育苗穴盘自动摆放机总体方案。开展了需求分析,明确了设计要求,测量了育苗穴盘的主要参数。按照取盘方案、供盘方案、控制要求的顺序确定了总体方案:选定了从上方逐个吸取育苗穴盘的方案;选用普通盘箱供应待摆放的育苗穴盘,选用输送带为播种机输送单个育苗穴盘,选用带导轨滑块的卷扬机构和绳轮机构分别实现竖直方向和水平方向的运动;选用单片机为控制器。完成了气吸式育苗穴盘自动摆放机总体方案的选择。(2)设计了气吸式育苗穴盘自动摆放机主要零部件。设计了气压回路;选用ZQ370-02PM真空泵作为真空产生装置,并测试了其最大输出真空度和空载流量随输入电压的变化特性。设计了可调节吸盘架,真空吸盘可以在四个不同的吸附位置工作,为试验研究准备了条件。设计了运动装置,使用ANSYS Workbench软件对导向杆进行有限元分析,确定了导向杆的关键参数。导向杆使用外径16mm内径14mm的06Cr19Ni10不锈钢管与公称直径16mm法兰型直线滚动轴承配合使用。水平方向使用绳轮机构,选用公称直径12mm的轴支轨和直线滚动轴承。实现了气力取盘装置在两个自由度的运动。(3)设计了气吸式育苗穴盘自动摆放机控制系统。根据摆放机总体方案和设计要求确定了控制方案。设计了控制系统硬件电路,选用STC89C52RC单片机为控制芯片;选用两相42步进电机为执行元件,选用ZD-6209-V2C驱动器与之配套使用;传感器根据需要选用行程开关、反射式光电接近开关和对射式光电开关;设计了控制系统硬件电路并焊接了电路板。编写了控制系统软件,完成了软件调试和软硬件联合调试。实现了摆放机的自动控制要求。(4)试制样机开展了试验研究,验证了样机的工作能力。试验表明四吸盘和三吸盘优于双吸盘;使用四个吸盘时吸盘间距的改变不影响摆放成功率,四吸盘小间距为最优方案。使用9mm三层风琴型真空吸盘时,吸盘座缓冲弹簧对摆放成功率无显著影响。使用四个9mm三层风琴型真空吸盘时,真空泵供电电压对摆放成功率无显著影响,为提高抗干扰能力,兼顾保护真空泵,确定真空泵供电电压为18.0±0.05V。在使用四个9mm三层风琴型真空吸盘,真空泵供电电压18.0±0.05V的条件下,连续摆放500次,摆放成功率为99.6%;工作效率400盘/h。试验结果表明气吸式育苗穴盘自动摆放机摆放成功率可达99%以上,满足设计要求。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S223
【图文】：

流水线,荷兰

1-1 荷兰威狮全自动育苗播种流水线（赵郑斌等 2015Automatic seeding line from VISSER, Netherlands（赵郑斌盘播种机的相关研究（Gaikwad and Sirohi 2008）（Karayel et al. 2004）。意大利、英国、美国、澳中有成熟的产品应用（王秀等 2011）。其中部分不含摆放机。国的 TF-1100 型育苗盘自动摆放机（王秀峰 2000穴盘逐个下落到传送带上，控制系统可以调节传度。该产品机械结构较复杂。韩国的一种机械式自动摆放机专利（Oh 2014），挡板交替运动实现逐个摆放最下层的育苗穴盘，其机，可以在无气源场合工作；缺点是机构比较复杂专利，采用不同的机构实现与国外产品同样的功能。

育苗盘,台湾地区,韩国

图 1-2 TF-1100 型育苗盘自动摆放机（王秀峰2000）Fig 1-2 TF-1100 automat ic machine for placingseed trays （王秀峰 2000）图 1-3 韩国某型号育苗穴盘自动摆放机（Oh2014）Fig.1-3 A placing machine in South Korea (Oh2014)我国台湾地区的“亦祥企业有限公司”将摆放机称为“排放机”（邱德旺 2013）。

韩国,育苗盘,台湾地区

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