蔬菜移栽穴盘苗自动输送装置设计与试验

摘要

针对目前穴盘蔬菜自动移栽中钵苗离盘转运至导苗筒过程钵体损伤大、机构轨迹复杂及机电气控制成本高等问题,设计了一种由纵向移盘机构、顶苗机构、横向移盘机构、导苗筒、夹苗机构等组成的纯机械传动式蔬菜移栽穴盘苗自动输送装置.利用功能-动作过程-动作法(F-P-A法)对穴盘苗自动输送过程进行动作分解,确定了符合各环节动作要求的机构形式;运用运动建模、仿真和精度综合分析等方法,并结合农艺与动力学要求,得出横向移盘机构圆柱凸轮最大压力角αmax=29.32°,夹苗机构的苗爪翻转凸轮行程hp=29 mm等关键部件参数;基于建立的时序分析模型,利用Visual Studio编写了可视化的蔬菜移栽穴盘苗自动输送装置时序分析程序,通过对各机构动作进行匹配,优选出一组最佳参数:纵移机构初始相位角φz=185°,顶苗机构初始相位角φd=108°,曲柄长度a=78 mm,连杆长度b=112 mm,偏距e=20 mm,苗爪翻转机构初始相位角φf=15°,苗爪开合机构初始相位角φk=135°.以苗龄期45 d、3种不同含水率的番茄穴盘苗为试验对象,进行自动输送试验.结果表明:穴盘苗基质含水率和取苗速度对装置取苗成功率均有影响,呈负相关,基质损失率则与取苗速度关系不大;该装置能够实现140株/min的取苗速度(取苗成功率超过95％),当基质含水率为符合育苗规范的32.79％时,取苗成功率98.44％、基质损失率36.67％,满足移栽农艺要求且远超人工移栽效率.