工厂化育苗移栽机械运动机构设计与动力学特性研究
发布时间：2020-12-13 01:05
目前国内工厂化育苗移栽机械的研究大多开展单个末端执行器移栽作业,作业形式单一,移栽效率不高;在实验过程中暴露出:移栽运动机构在移苗时,钵苗受到额外的运动冲击,导致基质破损,钵苗脱落的问题,直接影响了移栽成功率。针对以上问题,本文设计一种满足多个末端执行器联合作业的移栽运动机构,将从提高移栽运行平稳性和快速性出发,对运动机构设计、移栽性能以及机构动力学分析展开研究。主要研究内容包括以下几个方面:(1)设计一种满足多个末端执行器联合作业的移栽运动机构,控制末端执行器实现“上升、平移、下降”三段直线运行以及多个末端执行器分散运动。利用展合板上斜滑槽实现末端执行器分散,利用同步带传动机构驱动末端执行器横向送苗、竖直取苗,提出增加平衡气缸辅助竖直方向同步带的运动的方法。确定运动控制方法,采用PLC控制伺服电机系统驱动多个末端执行器移栽作业,对控制系统硬件进行合理选型和规划。(2)试制样机,进行定位精度试验、自动移栽以及振动试验的研究,对所设计的自动移栽系统进行取苗移栽检测,试验结果表明,移动128穴盘、4孔花盆对应间隔距离平均值分别为32.2911mm、206.3246mm,标准差分别为0.44...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 移栽运动机构国内外研究现状
1.2.2 移栽机构动力学分析国内外研究现状
1.3 研究的主要内容
第2章 移栽运动机构设计及控制方法确定
2.1 工厂化育苗全自动移栽机械总体方案的设计
2.2 移栽运动机构的设计
2.2.1 分散装置的设计
2.2.2 X与Z方向运动定位机构分析与工作参数的确定
2.3 基于PLC运动控制方法
2.3.1 控制系统总体方案设计
2.3.2 控制单元选型
2.4 本章小结
第3章 移栽运动机构试验研究
3.1 定位精度试验
3.1.1 试验方法
3.1.2 试验结果与分析
3.2 自动移栽性能试验
3.2.1 材料和方法
3.2.2 不同作业效率移栽试验
3.3 振动试验
3.3.1 试验方法
3.3.2 试验与分析结果
3.4 本章小结
第4章 移栽运动机构动力学建模与分析
4.1 移栽运动机构的简化与假设
4.2 移栽运动机构动力学建模
4.2.1 X向运动机构建模
4.2.2 Z向运动机构建模
4.3 仿真分析
4.3.1 仿真模型的建立
4.3.2 试验验证
4.4 不同工况下移栽运动机构动力学特性分析
4.4.1 不同载荷下移栽运动机构动力学特性分析
4.4.2 不同运动频率下移栽运动机构动力学特性分析
4.5 本章小结
第5章 移栽运动机构关键部件结构优化设计
5.1 结构优化设计
5.1.1 拓扑优化设计理论
5.1.2 外框架拓扑优化设计
5.1.3 内框架拓扑优化设计
5.2 改进后移栽运动机构仿真与分析
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
已发表论文及参加研究课题
【参考文献】：
期刊论文
[1]穴盘育苗移栽机两指四针钳夹式取苗末端执行器[J]. 韩绿化,毛罕平,严蕾,胡建平,黄文岳,董立立. 农业机械学报. 2015(07)
[2]盆栽红掌移栽手爪设计与工作参数优化[J]. 高国华,冯天翔,李福. 农业工程学报. 2014(17)
[3]荷兰蔬菜种苗生产装备系统发展现状及对中国的启示[J]. 辜松,杨艳丽,张跃峰,乔晓军. 农业工程学报. 2013(14)
[4]穴盘苗自动移栽机的发展现状与展望[J]. 张振国,曹卫彬,王侨,张鹏. 农机化研究. 2013(05)
[5]穴盘苗移栽机自动取喂系统的设计与试验[J]. 韩长杰,杨宛章,张学军,郭辉,尹文庆. 农业工程学报. 2013(08)
[6]花卉幼苗自动移栽机关键部件设计与试验[J]. 冯青春,王秀,姜凯,周建军,张睿,马伟. 农业工程学报. 2013(06)
[7]荷兰温室盆花自动化生产装备系统的发展现状[J]. 辜松,杨艳丽,张跃峰. 农业工程学报. 2012(19)
[8]我国设施农业发展现状及发展思路[J]. 李中华,王国占,齐飞. 中国农机化. 2012(01)
[9]基于多轴运动控制器的三自由度并联秧苗移栽机器人的研究[J]. 谢俊,尹小琴,马履中,冯时佳,张翌. 机械科学与技术. 2011(02)
[10]穴盘苗移栽机末端执行器设计与虚拟样机分析[J]. 孙国祥,汪小旵,何国敏,周婷,王成,乔晓军. 农业机械学报. 2010(10)
博士论文
[1]穴盘苗自动移栽关键技术的研究[D]. 胡敏娟.南京农业大学 2011
硕士论文
[1]蔬菜移栽机分插机构动力学分析与参数化实体仿真的研究[D]. 李夺.黑龙江八一农垦大学 2014
[2]蔬菜钵苗移栽机取苗机构的动力学分析与试验研究[D]. 刘安.浙江理工大学 2014
[3]同步带传动的动态性能研究[D]. 张凯凯.陕西科技大学 2012
本文编号：2913596
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 移栽运动机构国内外研究现状
1.2.2 移栽机构动力学分析国内外研究现状
1.3 研究的主要内容
第2章 移栽运动机构设计及控制方法确定
2.1 工厂化育苗全自动移栽机械总体方案的设计
2.2 移栽运动机构的设计
2.2.1 分散装置的设计
2.2.2 X与Z方向运动定位机构分析与工作参数的确定
2.3 基于PLC运动控制方法
2.3.1 控制系统总体方案设计
2.3.2 控制单元选型
2.4 本章小结
第3章 移栽运动机构试验研究
3.1 定位精度试验
3.1.1 试验方法
3.1.2 试验结果与分析
3.2 自动移栽性能试验
3.2.1 材料和方法
3.2.2 不同作业效率移栽试验
3.3 振动试验
3.3.1 试验方法
3.3.2 试验与分析结果
3.4 本章小结
第4章 移栽运动机构动力学建模与分析
4.1 移栽运动机构的简化与假设
4.2 移栽运动机构动力学建模
4.2.1 X向运动机构建模
4.2.2 Z向运动机构建模
4.3 仿真分析
4.3.1 仿真模型的建立
4.3.2 试验验证
4.4 不同工况下移栽运动机构动力学特性分析
4.4.1 不同载荷下移栽运动机构动力学特性分析
4.4.2 不同运动频率下移栽运动机构动力学特性分析
4.5 本章小结
第5章 移栽运动机构关键部件结构优化设计
5.1 结构优化设计
5.1.1 拓扑优化设计理论
5.1.2 外框架拓扑优化设计
5.1.3 内框架拓扑优化设计
5.2 改进后移栽运动机构仿真与分析
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
已发表论文及参加研究课题
【参考文献】：
期刊论文
[1]穴盘育苗移栽机两指四针钳夹式取苗末端执行器[J]. 韩绿化,毛罕平,严蕾,胡建平,黄文岳,董立立. 农业机械学报. 2015(07)
[2]盆栽红掌移栽手爪设计与工作参数优化[J]. 高国华,冯天翔,李福. 农业工程学报. 2014(17)
[3]荷兰蔬菜种苗生产装备系统发展现状及对中国的启示[J]. 辜松,杨艳丽,张跃峰,乔晓军. 农业工程学报. 2013(14)
[4]穴盘苗自动移栽机的发展现状与展望[J]. 张振国,曹卫彬,王侨,张鹏. 农机化研究. 2013(05)
[5]穴盘苗移栽机自动取喂系统的设计与试验[J]. 韩长杰,杨宛章,张学军,郭辉,尹文庆. 农业工程学报. 2013(08)
[6]花卉幼苗自动移栽机关键部件设计与试验[J]. 冯青春,王秀,姜凯,周建军,张睿,马伟. 农业工程学报. 2013(06)
[7]荷兰温室盆花自动化生产装备系统的发展现状[J]. 辜松,杨艳丽,张跃峰. 农业工程学报. 2012(19)
[8]我国设施农业发展现状及发展思路[J]. 李中华,王国占,齐飞. 中国农机化. 2012(01)
[9]基于多轴运动控制器的三自由度并联秧苗移栽机器人的研究[J]. 谢俊,尹小琴,马履中,冯时佳,张翌. 机械科学与技术. 2011(02)
[10]穴盘苗移栽机末端执行器设计与虚拟样机分析[J]. 孙国祥,汪小旵,何国敏,周婷,王成,乔晓军. 农业机械学报. 2010(10)
博士论文
[1]穴盘苗自动移栽关键技术的研究[D]. 胡敏娟.南京农业大学 2011
硕士论文
[1]蔬菜移栽机分插机构动力学分析与参数化实体仿真的研究[D]. 李夺.黑龙江八一农垦大学 2014
[2]蔬菜钵苗移栽机取苗机构的动力学分析与试验研究[D]. 刘安.浙江理工大学 2014
[3]同步带传动的动态性能研究[D]. 张凯凯.陕西科技大学 2012
本文编号：2913596
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