斜插式蔬菜嫁接机器人嫁接机理与关键机构的研究

发布时间：2021-02-28 15:31

　　斜插法蔬菜嫁接操作简单,不需要夹持物进行夹持固定,嫁接成活率高,是瓜类蔬菜的理想嫁接方法。机械自动化嫁接可以提高嫁接作业生产率、降低人工操作难度,有利于推广蔬菜嫁接育苗技术。本课题选取斜插法为嫁接方法,测量了砧木和接穗的几何参数和压缩特性、切削特性、打孔阻力特性等力学特性,根据嫁接的方法和要求,进行嫁接参数的试验研究,并将研究结果应用于实际嫁接机器人设计中,完成了斜插式蔬菜嫁接机器人关键机构和控制系统的设计。结果如下：1.设定苗的压缩量为20%时的压缩力为临界压缩载荷,砧木苗的临界压缩力为0.586N,临界压缩强度为16.278kPa,接穗苗的临界压缩力为1.222N,临界压缩强度为33.944kPa。砧木苗的平均最大剪切力为3.095N,根据试验样本测量得到最大剪切力为5.423N。接穗苗的平均最大剪切力为1.616N,根据试验样本测量得到最大剪切力为3.062N。砧木苗的平均最大打孔阻力为0.756N,根据试验样本测量得到最大打孔阻力为1.124N。2.对斜插式嫁接的主要嫁接机理进行参数研究和分析,通过斜插式嫁接打孔针的参数设计研究得出当打孔针直径为1.80mm,针尖锥角为45°时... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 研究现状分析
    1.3 主要研究内容
第二章 嫁接对象和方法的选择
    2.1 嫁接对象的选择
    2.2 嫁接方法的选取
        2.2.1 嫁接方法分类
        2.2.2 嫁接方法的选择
        2.2.3 斜插法嫁接作业流程
    2.3 嫁接苗品种选择与培育
        2.3.1 嫁接苗品种选择
        2.3.2 育苗
    2.4 本章小结
第三章 嫁接苗几何参数与力学特性的测量和分析
    3.1 几何参数测量和分析
        3.1.1 嫁接苗几何参数
        3.1.2 几何参数测量结果和分析
    3.2 力学特性测量和分析
        3.2.1 设备简介
        3.2.2 压缩特性测量和分析
        3.2.3 剪切特性测量和分析
        3.2.4 砧木打孔阻力特性测量和分析
    3.3 本章小结
第四章 嫁接参数的试验研究
    4.1 斜插式嫁接打孔针的参数设计研究
        4.1.1 试验材料与器材
        4.1.2 试验方法与步骤
        4.1.3 试验结果
    4.2 斜插式嫁接角度的研究
        4.2.1 试验材料与器材
        4.2.2 试验方法与步骤
        4.2.3 试验结果
    4.3 接穗切削角度的研究
        4.3.1 试验材料与器材
        4.3.2 试验方法与步骤
        4.3.3 试验结果
    4.4 整体嫁接试验
    4.5 本章小结
第五章 斜插式蔬菜嫁接机器人的关键机构设计
    5.1 机构设计准则
    5.2 主要技术特点
    5.3 作业流程与整体结构
        5.3.1 作业流程
        5.3.2 总体方案
        5.3.3 整体结构
    5.4 主要部件的机构设计
        5.4.1 砧木夹持供苗机构
        5.4.2 生长点去除机构
        5.4.3 砧木打孔机构
        5.4.4 接穗夹持供苗机构
        5.4.5 接穗切削机构
    5.5 气动元件的选择
        5.5.1 气动元件的优点
        5.5.2 气缸的选型方法和选型步骤
        5.5.3 气缸的参数计算和选择
        5.5.4 本设计气缸选型
    5.6 本章小结
第六章 斜插式蔬菜嫁接机器人控制系统的设计
    6.1 控制系统工作流程
    6.2 控制系统的硬件设计
        6.2.1 可编程逻辑控制器介绍
        6.2.2 PLC选择和输入/输出口分配
    6.3 控制系统的软件设计
        6.3.1 模块化设计思路
        6.3.2 初始化模块
        6.3.3 砧木模块
        6.3.4 接穗模块
        6.3.5 嫁接接合模块
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 主要创新点
    7.3 展望
参考文献
附录1 砧木苗和接穗苗临界压缩力试验数据
附录2 砧木苗和接穗苗最大剪切力试验数据
附录3 砧木苗最大打孔阻力试验数据
附录4 斜插式蔬菜嫁接机器人PLC控制梯形图
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本文编号：3056060