苗圃园营养软钵自动装土机的设计

摘要

近年来，我国柑橘的种植规模逐年增长，人们对柑橘产量和柑橘品质的要求也越来越高，柑橘的育苗方式也从传统的露地育苗逐步发展成利用大棚和温室等设施实现容器育苗。容器育苗具有提高苗木的生长速度、移栽方便、育苗成活率高等优势，因此这种育苗方式在许多地方得到推广和应用。在柑橘育苗过程中，普遍使用以聚乙烯为材料的营养软钵对嫁接苗进行培育，然而目前对营养软钵进行营养土填充的工作仍然由人工完成，作业效率低，果农劳动强度大，生产成本高，因此人工装土的作业方式已经不能满足柑橘育苗的规模化生产，一种苗圃园营养软钵自动装土机已经成为了迫切的需求。本研究根据营养软钵自动装土机的国内外研究现状，结合人工装土的作业流程，进行机械结构设计，利用可编程逻辑控制器进行控制，设计了一台营养软钵自动装土机。主要研究内容如下：
　　（1）根据人工装土的作业流程与营养软钵自动装土的总体技术要求，建立了各工序的设计与组成方案，即利用步进电机和丝杆机构组合完成自动供袋方案；采用吸盘和连杆机构完成自动开袋方案；采用多连杆机构完成自动撑袋方案；采用传送带与步进电机组合完成自动输出方案。
　　（2）根据总体设计方案和作业流程建立了各工序的运动学模型，并完成了整机的机械运动方案设计。根据整机的运动方案，对相应工序的机械结构进行了设计和选型，运用三维仿真软件So lidWork s建立出营养软钵自动装土机的整机模型，并对其合理性进行了分析，对相关机构也进行了优化设计。
　　（3）整机的电气控制系统采用可编程逻辑控制器（PLC）进行控制，根据作业流程和机械结构的工作机理，通过分析计算选择了适当的气动元件，设计了气动回路，选用了适当的传感器和执行机构，分配了输入I/O口和输出I/O口，编写了整机的控制程序，对程序进行了仿真调试，在此基础上进行了软件硬件联合调试，实现了对整机系统的协调控制。

目录

声明

1 引言

1 .1 研究背景与意义

1 .2 国内外研究现状及发展趋势

1 .3 主要研究内容及技术路线

1 .4 本章小结

2 营养软钵自动装土机的总体方案设计

2 .1 营养软钵装土的人工作业流程

2 .2 营养软钵自动装土机的功能要求及其动作过程分解

2 .3 自动控制方案设计

2 .4 驱动元件及执行机构的方案设计

2 .5 系统方案设计

2 .6 本章小结

3 营养软钵自动装土机的机械结构设计

3 .1 整机结构设计与工作原理

3 .2 供袋机构设计

3 .3 开袋机构设计

3 .4 撑袋机构设计

3 .5 本章小结

4 气动系统的设计

4 .1 气动回路的设计

4 .2 气动元件的选型

4 .3 本章小结

5 电气控制系统的设计

5 .1 电气控制系统的硬件设计

5 .2 电气控制系统的软件设计

5 .3 营养软钵自动装土机的调试

5 .4 本章小结

6 结论与展望

6 .1 结论

6 .2 研究展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士期间的学习和科研情况