基于立体错位栽培架的工厂化水培生菜搬运装置设计与试验

工厂化水培生菜立体错位栽培系统是在不影响生菜光照的基础上,兼顾提高单位面积栽培株数而发展起来的一种生菜栽培方法.为提高该系统机械化率、降低劳动强度,针对立体错位栽培架特点,提出了在定植盘推入前将定植杯抬起一定高度,使定植杯跨过栽培槽堵头,再将定植盘推上栽培槽的方法,并开发出一套定植盘搬运装置.以生菜定植盘为试验对象,采用Box-Behnken试验设计方法探究影响搬运装置上盘成功率的因素,并寻求最优参数组合,试验结果表明:当栽培槽水平安装误差为0~5 mm、导向板角度为60°、推进速度为0.22 m/s时,上盘成功率达到99.33%,满足工厂化水培生菜立体错位生产需求.

立体错位水培生菜自动收获装置设计与试验

立体错位栽培架系统可以提高单位面积栽培株数,是一种新型的栽培系统,定植杯模式是该系统种植生菜的主要栽培方式。在水培生菜栽培过程中,存在着人工收获效率低,劳动强度高等问题,通过设计一种定植杯种植模式下的生菜自动收获装置,结合实际生产环节无人化作业方式,利用SolidWorks对收获装置关键部件进行设计;使用ANSYS对收获装置中生菜采收机构进行模态分析,对定植杯夹持手爪和生菜夹持手进行有限元分析,优化结构,完善设计;最后进行剪切试验,得出结论:当滑切角度为20°、切割气压为0.3 MPa、切割位置为生菜底叶4 mm处时,生菜根茎剪切力达到最小值6.31 N,用于指导切茎部件设计。