取栽一体式花卉自动移栽机构的设计与试验

摘要

这些年来，国家的城市化速度变得越来越快，政府在园林、街道等绿化方面的建设中投入越来越多的资金。推行和发展花卉钵苗的育苗方法和改进相应的移栽机构研究和发展花卉钵苗移栽机械非常关键，在现实和理论中具有重要的意义。
　　中国目前的盆栽花卉幼苗移栽都采用人工移栽的方式，劳动强度大，移栽的效率不高，人工的成本大等一些问题，而且目前花卉钵苗移栽机构还存在着很多的不足之处:中国研究相关的花卉移栽机构还处于萌芽状态、农业机械跟农业工艺上的标准没有统一、国内的花卉移栽机构并不适用于大部分地方，移栽机构的取苗方式过于单一。本文根据海内外花卉移栽机构研究近况分析，在浙江理工大学花卉移栽机的基础上，解决落苗位置不好，取苗精度不高，步骤繁多等问题，创新提出一种取栽一体式花卉自动移栽机构，开展其作业机理、创新设计、参数优选与试验分析。
　　1)针对农机课题组之前设计的花卉移栽机构所存在的一些问题，例如取苗行程不足导致的取苗成功率低，落苗位置不准确同时要配一套栽苗机构，轨迹姿态和轨迹高度不够等相关问题，提出一种取栽一体式花卉自动移栽机构，研究该机构的运动特性，并建立取栽一体式花卉自动移栽机构的运动学模型。
　　2)按照该机构的运动学模型，使用Visual Basic6.0软件完善改进了对机构的分析优化程序，利用该程序分析各个参数对轨迹的影响变化，最后求解出一组比较符合条件的参数。
　　3)根据机构参数，对取栽一体式花卉移栽机构进行结构设计，分为行星轮系和移栽臂两部分，主要包括移栽爪，凸轮轮廓和消除齿隙部件的设计。
　　4)基于SolidWorks2015软件对该机构进行整体的三维设计，对各个部件进行装配，总装，导出模型到Adams软件中，进行运动学仿真，得到移栽爪尖点的运动轨迹，对仿真的结果进行分析，验证理论模型的切确性及可用性。
　　5)搭建试验台，该试验台满足不同需求的移栽机构，通过控制柜修改参数，进行不同的试验。加工得到了该机构的实体零件，装配完成后，安装在试验台上进行空转试验和移栽试验，能得到相应的实验数据及移栽效果，跟之前的理论数据相比较，验证该机构的可行性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 花卉自动移栽机构研究的背景和意义

1．2 花卉移栽机构的研究现状分析

1．2．1 国外花卉移栽机构的研究情况

1．2．2 国内花卉移栽机构的研究情况

1．3 本文的研究目标与研究内容

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

1．4 本章小结

第二章 取栽一体式花卉自动移栽机构运动学分析

2．1 取栽一体式花卉自动移栽机构的设计要求

2．2 取栽一体式花卉自动移栽机构的组成与工作原理

2．3 运动学分析符号的说明

2．4 取栽一体式花卉自动移栽机构齿轮传动模型分析

2．5．1 取栽一体式花卉自动移栽机构位移分析

2．5．2 取栽一体式花卉移栽机构速度分析

2．5．3 取栽一体式花卉自动移栽机构的加速度分析

2．6 本章小结

第三章 取栽一体式花卉自动移栽机构的参数优化

3．1 优化软件的介绍

3．1．1 运动学优化目标和设计参数

3．1．2 优化软件的主要功能介绍

3．2 各个参数对优化目标的影响

3．2．2 κ对移栽轨迹的影响

3．2．4 δ0对移栽轨迹的影响

3．2．6 S对移栽轨迹的影响

3．3 花卉移栽机构参数优化的结果

3．4 本章小结

第四章 取栽一体式花卉自动移栽机构的结构设计

4．1 移栽机构的整体设计

4．2 非圆齿轮齿廓的设计

4．3 齿轮传动部分的结构设计

4．3．1 缓冲装置的设计

4．3．2 齿隙消除装置的设计

4．4 移栽臂的设计

4．4．1 移栽臂凸轮的设计

4．4．2 夹苗针与移栽装置的设计

4．5 本章小结

第五章 取栽一体式花卉自动移栽机构的虚拟样机仿真

5．1 取栽一体式花卉自动移栽机构的三维建模与装配

5．1．1 花卉移栽机构三维建模

5．1．2 取栽一体式花卉自动移栽机构的虚拟装配

5．2 取栽一体式花卉自动移栽机构虚拟样机的仿真试验及分析

5．2．1 花卉移栽机构虚拟样机仿真试验

5．2．2 花卉移栽机构虚拟样机试验结果分析

5．3 本章小结

第六章 取栽一体式花卉自动移栽机构的试验台搭建与试验

6．1 花卉移栽机构试验台的搭建

6．1．1 试验台框架的搭建

6．1．2 试验台的组成

6．1．3 试验台的PLC控制柜

6．1．4 试验台的PLC功能介绍

6．2 花卉移栽机构的试验

6．2．1 花卉移栽机构各零件的加工

6．2．2 花卉移栽机构空转试验

6．2．3 试验用穴盘与钵苗

6．2．4 传送带横向移栽试验

6．2．5 传送带竖向移栽试验

6．3 实验结果分析与改进方案

6．4 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

攻读学位期间获得的科研成果