蔬菜嫁接机器人自动上苗装置的设计与试验研究

发布时间：2021-08-25 06:39

　　蔬菜自动嫁接机是将嫁接技术人工化转变成机械化、自动化和机器人化的有效途径，它对实现蔬菜生产的集约化、规模化、现代化具有非常重要的意义。然而，蔬菜嫁接机的发展还停留在半自动化阶段，一般都靠人工方式上苗，这不仅降低了嫁接效率、加大了劳动强度，而且嫁接的质量也很难保证。为了解决这一问题，本文针对国内外嫁接机上苗装置和农业机械末端执行器的研究现状，同时在充分考虑蔬菜嫁接农艺要求的情况下，设计了一种蔬菜嫁接机器人自动上苗装置，该装置能实现自动供苗、夹持取苗、送苗和定位的功能，并进行了装置的试验研究。主要工作概括如下：针对贴接、直插法的农艺要求和穴盘育苗技术的优势，选择5×10穴盘供苗嫁接，并对培育的500株接穗苗（京欣一号）和砧木苗（浙蒲二号）进行了几何和力学特性的测定，包括高度、苗茎、子叶展角、重量和剪切特性等，为取苗末端执行器提供了设计依据。以嫁接苗子叶导向为核心和技术攻关突破点，设计了一种具有扶苗、切断、夹持和导向功能的机械式取苗末端执行器。导向机构设计过程中，对嫁接苗进行了力学分析和运动学求解，并利用MATLAB进行参数化设计，得到了导向机构的高度、直径和嫁接苗的转向速度等参数的关系。为... 

【文章来源】：浙江理工大学浙江省

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
        1.1.1 农业自动化、机器人化中的嫁接技术
        1.1.2 农艺嫁接技术分析
        1.1.3 自动上苗装置研究的必要性
    1.2 国内外的研究现状及分析
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 农业机器人中末端执行器的发展及研究现状
    1.4 自动上苗装置的关键技术及难点
    1.5 主要研究内容
    1.6 本章小结
第二章 穴盘育苗及相关参数测定分析
    2.1 穴盘嫁接苗的培育
        2.1.1 育苗穴盘的选择
        2.1.2 接穗、砧木的培育
    2.2 嫁接苗相关参数的测定分析
        2.2.1 嫁接苗几何特性参数测定
        2.2.2 嫁接苗力学特性参数测定
    2.3 本章小结
第三章 蔬菜嫁接机自动上苗装置取苗末端执行器的设计
    3.1 导向机构的工作原理
    3.2 机械式取苗末端执行器的总体结构设计
    3.3 机械式主要构件的设计
        3.3.1 切断机构的设计
        3.3.2 夹持、导向机构的设计
        3.3.3 扶苗机构的设计
    3.4 导向机构的参数化设计
        3.4.1 力学分析
        3.4.2 运动学分析
    3.5 本章小结
第四章 气动式与振动式的取苗末端执行器的设计
    4.1 气动式的取苗末端执行器
        4.1.1 死点范围的确定
        4.1.2 吹气原理
        4.1.3 苗在气流中的分析
        4.1.4 实物图
    4.2 振动式的取苗末端执行器
        4.2.1 振动总体方案设计
        4.2.2 振动方案的设计及测试
    4.3 本章小结
第五章 蔬菜嫁接机器人自动上苗装置实验平台的设计
    5.1 自动上苗装置试验平台的总体方案
    5.2 试验平台主要部分的机械设计
        5.2.1 二自由度并联机械臂的设计
        5.2.2 穴盘嫁接苗输送装置的设计
        5.2.3 嫁接苗定位台的设计
    5.3 试验平台控制系统的软硬件设计
        5.3.1 PLC 控制器
        5.3.2 PLC 输入 /输出端口的分配
        5.3.3 气动控制和步进电机控制的设计
        5.3.4 控制程序的设计
    5.4 试验平台的的实物图
    5.5 本章小结
第六章 蔬菜嫁接机器人自动上苗装置实验与分析
    6.1 自动上苗装置实验研究
        6.1.1 实验目的
        6.1.2 实验设备
        6.1.3 实验前的准备
    6.2 末端执行器定取苗实验
        6.2.1 砧木的切削实验
        6.2.2 定向取苗实验
        6.2.3 定向取苗实验结果及分析
    6.3 气动式自动取苗和振动转向实验
        6.3.1 气动式末端执行器的取苗实验
        6.3.2 振动转向实验
    6.4 自动上苗整机的实验与分析
        6.4.1 整机上苗实验步骤
        6.4.2 整机上苗实验结果及分析
    6.5 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间获的成果



本文编号：3361603