油菜基质块苗移栽机取苗装置设计与试验

摘要

针对现有油菜基质块苗取苗装置在取苗过程易脱苗和基质损失率高等问题,设计了一种往复夹取式取苗装置.根据垂直苗盘取苗、平行铅垂线投苗的取苗臂位置要求,确定了取苗装置各构件尺寸关系,构建了取苗臂的运动学模型,得出其位移方程及相对运动轨迹.以减小取苗轨迹水平间距及取苗轨迹高度为优化目标,基于Matlab软件优化取苗装置各构件参数为:主动杆长度75.10 mm,取苗臂长度335.26 mm,从动杆长度100.42 mm,机架长度171.32 mm,该参数组合下,取苗轨迹水平间距为173.20 mm,取苗轨迹高度为29.56 mm.构建了取苗回程苗块的动力学模型,分析了苗块临界脱苗方程,结合苗块力学特性参数测定试验,得出最小取苗夹持力为7.07 N,确定了末端执行器气缸缸径为20 mm.应用ADAMS软件获得仿真取苗轨迹,运用高速摄影技术测定实际取苗轨迹高度和取苗轨迹水平间距,经对比分析,实际值与理论值、仿真值的相对误差均小于3％,验证了取苗装置设计的合理性.台架试验表明,取苗成功率为93.33％,脱苗率为2.86％,基质损失率为3.75％,满足油菜基质块苗移栽要求.