全自动草莓钵苗移栽机构优化设计与试验

摘要

为了实现草莓钵苗机械化移栽,根据草莓种植农艺要求,提出了一种Hermite插值非圆齿轮行星轮系全自动草莓钵苗移栽机构,用一套回转机构依次完成取苗、输送、挖穴与栽植4个移栽工序,满足了草莓钵苗移栽所需的轨迹与姿态要求,保证了所取秧苗和所挖穴口的精准配合.根据移栽机构的工作原理,建立了运动学理论模型,并结合设定的优化目标,基于Visual Basic 6.0设计了计算机辅助分析优化设计软件,通过优化得到了一组满足移栽要求的机构参数.根据优化的参数对机构进行了二维设计、三维建模,通过ADAMS软件完成了虚拟样机仿真,应用3D打印技术制作了物理样机.在所搭建的草莓钵苗移栽试验台架上,利用高速摄像技术对物理样机进行了轨迹与姿态验证试验,通过对比分析得到理论轨迹、虚拟仿真轨迹和台架试验轨迹基本一致,验证了机构设计的正确性.并进行了机构的性能试验,结果表明取苗成功率为92％,栽植成功率为85％,平均栽植株距为172.9 mm,所挖穴口深度、长度和宽度效果良好,满足草莓钵苗移栽要求.