蔬菜嫁接機(jī)器人自動上苗裝置的設(shè)計與試驗研究.pdf

1、蔬菜自動嫁接機(jī)是將嫁接技術(shù)人工化轉(zhuǎn)變成機(jī)械化、自動化和機(jī)器人化的有效途徑，它對實現(xiàn)蔬菜生產(chǎn)的集約化、規(guī)?；?、現(xiàn)代化具有非常重要的意義。然而，蔬菜嫁接機(jī)的發(fā)展還停留在半自動化階段，一般都靠人工方式上苗，這不僅降低了嫁接效率、加大了勞動強(qiáng)度，而且嫁接的質(zhì)量也很難保證。
　　 為了解決這一問題，本文針對國內(nèi)外嫁接機(jī)上苗裝置和農(nóng)業(yè)機(jī)械末端執(zhí)行器的研究現(xiàn)狀，同時在充分考慮蔬菜嫁接農(nóng)藝要求的情況下，設(shè)計了一種蔬菜嫁接機(jī)器人自動上苗裝置，該裝

2、置能實現(xiàn)自動供苗、夾持取苗、送苗和定位的功能，并進(jìn)行了裝置的試驗研究。主要工作概括如下:
　　 針對貼接、直插法的農(nóng)藝要求和穴盤育苗技術(shù)的優(yōu)勢，選擇5×10穴盤供苗嫁接，并對培育的500株接穗苗（京欣一號）和砧木苗（浙蒲二號）進(jìn)行了幾何和力學(xué)特性的測定，包括高度、苗莖、子葉展角、重量和剪切特性等，為取苗末端執(zhí)行器提供了設(shè)計依據(jù)。
　　 以嫁接苗子葉導(dǎo)向為核心和技術(shù)攻關(guān)突破點，設(shè)計了一種具有扶苗、切斷、夾持和導(dǎo)向功能的機(jī)械

3、式取苗末端執(zhí)行器。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計過程中，對嫁接苗進(jìn)行了力學(xué)分析和運(yùn)動學(xué)求解，并利用MATLAB進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計，得到了導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的高度、直徑和嫁接苗的轉(zhuǎn)向速度等參數(shù)的關(guān)系。
　　 為提高機(jī)械式取苗末端執(zhí)行器導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的效率和可靠性，提出了以氣動和振動激勵的兩種取苗末端執(zhí)行器，并對它們進(jìn)行了原理的闡述;同時搭建氣動式取苗和振動轉(zhuǎn)向?qū)嶒炂脚_，發(fā)現(xiàn)氣動式取苗設(shè)置不同的吹氣角度可導(dǎo)致不同的取苗成功率，而在振動轉(zhuǎn)向?qū)嶒烆l率范圍內(nèi)，隨著振動頻率的增

4、大嫁接苗子葉滑落轉(zhuǎn)向的概率增大。
　　 搭建自動上苗裝置整機(jī)的實驗平臺，包括二自由度機(jī)械臂、穴盤苗輸送裝置和定位臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計;采用三菱FX2N-48MT控制器，并用GX-Developer進(jìn)行編程，試驗表明整機(jī)能夠可靠運(yùn)行。
　　 對蔬菜嫁接機(jī)自動上苗裝置進(jìn)行了相關(guān)試驗研究和分析，包括砧木切削實驗、定向取苗實驗和上苗整機(jī)實驗。切削實驗和取苗實驗主要考查機(jī)械式、氣動式末端執(zhí)行器和振動子葉轉(zhuǎn)向裝置的可靠性和準(zhǔn)確性;機(jī)械式整機(jī)