吊篮式移栽机喂苗机构的设计

吊篮式移栽机工作时,受喂苗人员工作频率的影响,移栽机工作速度较慢,移栽效率较低。针对这一问题,研究设计了一种吊篮式移栽机双工位喂苗机构。该机构用栽植单体上的挡铁推动拨杆,由与其铰接的拉杆打开喂苗筒上的活门,实现向吊篮投苗。通过分析确定了喂苗筒的高度,计算优化了喂苗位置和喂苗提前角,减小了喂苗时吊篮对钵苗的损伤并提高了喂苗的准确率。该机构结构合理、喂苗稳定,提高了吊篮式移栽机的工作效率。

蔬菜移栽机自动喂苗装置关键部件设计与试验

移栽是蔬菜生产的关键环节,采用机械移栽替代人工会大大减轻作业强度,提高作业效率。但目前适用于我国实际蔬菜移栽生产作业的多数机型为半自动机型,喂苗环节需要人工完成,人工投喂苗频率极大限制了移栽机工作效率且长期连续作业很难保证喂苗不遗漏,导致漏栽率高。因此,实现机器代替人工喂苗,减少移栽作业用工,全面提升移栽机械化水平已成为解决蔬菜生产全程机械化的当务之急。为此,设计了一种蔬菜移栽机自动喂苗装置,以期实现蔬菜苗无人喂苗全自动移栽作业。考虑到移栽机作业环境条件的制约并为远程操作提供方便,该自动喂苗装置使用体积较小、安装方便的锂电池作为唯一动力源,装置主要由喂苗臂、喂苗爪、喂苗臂水平和垂直传动部件以及控制部分组成,可实现128穴蔬菜穴盘苗逐排依次抓取并按一定的次序和时间要求连续喂入到对应移栽机投苗杯中。在试制出样机后,喂苗成功率以穴盘苗基质含水率、苗龄以及喂苗爪入土角度为因素,进行了喂苗装置试验研究。试验结果表明:穴盘苗基质含水率及喂苗爪入土角度对喂苗成功率影响较为明显。当穴盘苗基质含水率为45%,喂苗爪入土角度为10°时,喂苗成功率为92.3%。该试验结果表明自动喂苗装置作业性能符合实际生产要求。

吊篮式移栽机双工位喂苗机构的设计

吊篮式移栽机具有成穴和移栽一次完成的特点,但是在使用时喂苗人员劳动强度较大,且易出现漏苗现象。为了解决此问题,设计了一种吊篮式移栽机双工位喂苗机构。该机构采用栽植单体上的挡铁推动拨杆,由与之铰接的拉杆打开喂苗筒上的活门实现向吊篮喂苗;通过计算确定了该机喂苗筒的高度,优化了喂苗的位置和提前角。

全自动单摆式蔬菜钵苗取喂苗系统研制

为实现蔬菜钵苗高效、稳定移栽,在分析现有全自动移栽机取喂苗系统研究现状的基础上,该研究提出了一种全自动单摆式取喂苗系统。该系统通过苗盘输送机构、纵移机构实现穴苗盘在倾斜平面内的移位,采用往复机构和夹苗机构实现取苗、喂苗。对夹苗机构等关键机构进行参数设计和运动学分析,确定了其结构参数。综合考虑影响取喂苗性能的相关因素,以苗株种类、基质含水率、取苗深度和工作气压为试验参数,以取苗成功率和苗株完整率为评价指标,在双行移栽、90株/min取苗效率下进行多因素正交试验。试验结果表明,苗株基质含水率对取苗成功率和完整率影响最大,贡献率分别为58.92%和50.58%,其次是取苗深度;当苗株为辣椒苗,基质含水率35%,取苗深度40 mm,气缸工作气压为0.6 MPa时,取喂苗效果最佳,取苗成功率为98.61%,苗株完整率为97.22%。研究结果可为移栽机的机构优化及自动化控制提供理论参考。

吊篮式自动移栽机动态喂苗影响因素分析

吊篮式自动移栽机在移栽过程中遇到移栽地面不平整或车速波动,易造成吊篮式自动移栽机平抛喂苗准确率降低。为此,通过对吊篮式自动移栽机平抛喂苗运动进行分析,提出了改变苗筒喂苗位置来解决此问题的方法。通过分析得出:当栽植器机架倾角逐渐大于-arctan(0.073vm)时,苗筒喂苗位置沿车速方向移动。当栽植器机架倾角逐渐小于-arctan(0.073vm)时,苗筒喂苗位置沿车速方向移动。当栽植器机架倾角恒定时,车速增大,苗筒喂苗位置需要沿车速的相反方向移动;车速度减小时,苗筒喂苗位置需要沿车速方向移动;最佳吊篮接苗位置不随车速的波动而发生改变。本研究结论为提高吊篮式自动移栽机喂苗准确性奠定理论基础。

输送带-转杯组合式喂苗机构的设计

根据我国国情,改进设计了导苗管式移栽机的核心部件—输送带-转杯组合式喂苗机构。输送带用于钵苗的输送与排序,转杯将输送带输送的钵苗按一定的时间间隔分开,分别分析、设计了转杯和输送带装置中各主要部件的结构形式和选取的参数;分析了钵苗进入转杯的时间、输送带的送钵时间等关键参数的影响因素。输送带-转杯组合式喂苗装置集一次多株喂入、钵苗自动排序、钵苗连续移栽于一体,提高了栽植效率,降低了劳动强度。

蔬菜移栽机可调式喂苗装置设计与试验

[目的]为扩大移栽机适用性,实现对多种规格蔬菜穴盘苗的自动取喂苗作业,本文设计了一款蔬菜移栽机可调式喂苗装置。[方法]设计了带有可调节取喂苗爪的取喂苗臂,优化了喂苗爪的相关参数,并进行了运动学分析。通过调节取喂苗臂上的取喂苗爪数量及间距,选择不同的PLC控制程序,可以配套使用不同穴孔数的穴盘。通过对取喂苗工作过程分析,综合考虑影响喂苗成功率的关键性因素,以苗坨含水率、穴盘苗苗高、苗针入土深度为试验参数,选取72、105、128穴规格的生菜穴盘苗为试验对象,进行单因素试验和多因素正交试验,探究各因素对喂苗成功率的影响。[结果]当穴盘苗基质含水率(w)为40%、苗高为50 mm、入土深度为38 mm时,可调式喂苗装置的喂苗成功率最高,72、105、128穴生菜穴盘的喂苗成功率分别为95.83%、96.19%和96.48%。[结论]可调式喂苗装置设计符合蔬菜移栽机取喂苗的技术要求,移栽效果较好,可为通用全自动蔬菜移栽机的研制与开发提供参考。

吊篮式移栽机旋转杯式喂苗机构设计

针对新疆番茄、线辣椒铺膜加滴灌种植模式的要求,研制了一种膜上移栽机。该机一次作业可完成辅助喂苗、栽植器破膜成穴移栽和膜面覆土等工序,但是由于结构复杂,喂苗速度受到很大限制。为此,设计了一套旋转杯式喂苗机构。其利用外销多槽轮机构带动苗杯进行间歇式转动,可以给工作人员充足的时间进行投苗;通过改变链轮齿数,来调整移栽株距。该机构使用简单方便,能大大提高整机的工作效率。

链排式喂苗机构与栽植器时空匹配关系的研究

为改善因喂苗机构与栽植器时空位置匹配不佳造成的栽植效率低下的问题,在2ZB-2型移栽机的基础上研制了带有链排式喂苗机构的试验台,分析喂苗机构与栽植器时空匹配关系,确定影响投苗率的因素,并使用ADAMS软件进行单因素仿真试验得出各因素的水平范围,通过高速摄影进行验证。使用Box-Benhnken中心组合试验方法设计三因素三水平正交试验,进行响应曲面分析,以投苗率作为响应值得出:在理想条件下,秧苗水平线速度为0.202m/s(移栽机前进速度2.2km/h)、喂苗机构垂直高度120mm、水平距离10mm时,实现了喂苗机构与栽植器的最优时空匹配关系,人工劳动强度适宜,喂苗机构的投苗率达到100%,且基质损坏率较低。

旱田移栽机机械手自动喂苗系统

旱田移栽机机械手自动喂苗系统主要由育秧盘传送带,机械手,MSP430单片机,电动机等组成。其在当前半自动移栽机的基础上融入了电子技术,走机电一体化的路线,研究和开发全自动移栽机。该系统采用了可伸缩并有拾取功能的机械手和卡位式轮回传送带,并用微控制器MSP430对其进行反馈控制,使该系统能够准确拾取秧苗,及时对移栽机进行"喂"苗,同时避免了育秧盘下滑或者遮挡住了旱田秧苗移栽机的入苗口而造成的机械手不能正常"喂"苗的情况,保证了秧苗的成活率。该研究对促进我国农业自动化水平的进展,保障我国农村种植行业持续发展有重要意义。

基于PLC的全自动移栽机取苗喂苗控制系统设计

针对目前全自动移栽机作业效率低、稳定性低的问题。结合自主设计的全自动移栽机装置,基于可编程控制器PLC设计一种穴盘苗的取喂苗控制系统,并进行田间试验。试验表明,系统通过PLC控制多个气缸与步进电机,能够实现取苗、喂苗的协调配合。在移栽速率为60~120株/min范围内,取喂苗成功率与苗株完整率均大于95%。控制系统能适应不同移栽速率下的自动移栽作业,最终实现高效稳定自动移栽。

机械取喂苗装置驱动机构的设计与试验

针对半自动移栽机作业过程中人工取投苗劳动强度大、效率低等问题,设计了一种机械取喂苗装置,并根据机械取喂苗装置的设计要求,对装置关键部件进行分析与计算,确定其主要结构参数。借助SolidWorks软件对其进行运动学仿真分析,仿真结果满足设计要求。试制机械取喂苗装置进行试验,结果表明:当取苗速度为80株/min时,其取苗、投苗成功率均高于90%,符合机械化取投苗工作要求。

吊杯式移栽机喂苗机构改进设计

针对2ZB-2型吊杯移栽机喂苗机构可靠性较差、作业效率低等问题,将喂苗机构的金属转盘、投苗筒和活门部件改进成304不锈钢材质,提高喂苗机构的耐腐蚀性,进而提高设备的作业性能和效率;将投苗筒斜口的角度由原来的45°改为50°,导苗嘴上口直径增大10 mm,延长活门打开时间,避免夹苗现象,提高设备对秧苗适用性,最大栽植高度可提高4 cm。田间试验表明,改进后移栽机的漏苗率为1.55%,比改进前降低了1.75个百分点;合格优良率达79.88%,提高了12.99个百分点;作业效率提高了11.11%,达到0.05 hm^2/h;可靠性提高22.51个百分点,达到88.61%;同时移栽机作业成本降低了185.7元/hm^2。喂苗机构的改进,解决了生锈问题,降低了挂苗、夹苗现象,进而降低设备故障时间,提高了设备稳定性与可靠性,对实现移栽机的普及推广具有重要意义。

基于预处理苗带甘薯裸苗自动移栽机设计与试验

甘薯种植多以裸苗移栽为主,对机械化移栽要求较高。针对国内甘薯移栽设备自动化程度低,作业时需要人工喂苗导致劳动强度大、机械化栽插质量不高的问题,结合甘薯裸苗栽植农艺要求,基于预处理苗带喂苗装置和挠性圆盘栽植装置设计了一种甘薯裸苗自动移栽机,结合甘薯裸苗移栽机喂苗装置、挠性圆盘栽植装置和浇水装置自动作业控制需要,设计了基于CAN总线的甘薯裸苗自动移栽机控制系统,能够一次性完成旋耕、起垄、开沟、自动有序喂苗、定株距栽插、镇压覆土、自动浇水、修垄等作业。田间试验表明,机具在目标株距25 cm以及作业速度0.25、0.35、0.45 m/s的情况下,栽植株距变异系数和栽植深度合格率均达到了标准要求,栽植株距变异系数和栽植姿态合格率受作业速度影响较大,栽植深度受作业速度变化影响较小,在作业速度为0.25 m/s时,栽植株距变异系数平均值为10.16%,栽植深度合格率平均值为95.56%,作业性能优于0.35 m/s和0.45 m/s,栽植姿态合格率平均值为90%。本研究为甘薯裸苗机械化、自动化移栽机械的理论研究和设计提供了新的参考。

基于PLC的蔬菜移栽机器人输送装置电气控制系统

以蔬菜移栽机器人为研究对象,以准确移栽蔬菜秧苗为目的,采用PLC控制技术设计了一套蔬菜移栽机器人喂苗装置电气控制系统。试验结果表明:蔬菜移栽机器人喂苗装置正确移栽率在96%以上,运行精度满足移栽机定位要求,能够实现蔬菜的无损移栽。

杨树扦插移栽机的设计与试验

为提高杨树扦插效率及林业经济效益,杨树扦插作业的机械化发展越来越被重视。为此,针对新疆地区杨树苗木的扦插作业,设计了一种自动扦插移栽机。该机具有设计合理简单、成本低、适用性强等特点,一定程度上提高了效率,降低了劳动强度。现场试验表明:该机具基本可实现杨树苗木的扦插作业,达到了预期要求,但不足之处需要进一步改进。

基于高速摄影技术穴盘苗抛投运动试验与分析

针对吊杯式移栽机喂苗机构抛投穴盘苗准确率低下的问题,在吊杯式移栽试验台上进行投苗试验,用高速摄影机对穴盘苗从喂苗机构落苗口到栽植器的运动轨迹进行拍摄,采用图像后处理技术分析穴盘苗质量、穴盘苗植株高度和喂苗杯速度对穴盘苗抛投运动的影响,并进行正交试验,采用响应面分析法确定影响喂苗机构抛投穴盘苗准确率的投苗参数最佳组合。结果表明:1)穴盘苗高度、穴盘苗质量和喂苗杯速度影响抛投过程中穴盘苗的姿态和运动轨迹,并对水平位移产生较大影响。栽植器接苗时穴盘苗的水平位移区域为[30,50]mm,喂苗机构落苗口相对于栽植器接苗点水平位移(L)为32.1mm≤L≤42.8mm,2)影响喂苗机构抛投穴盘苗准确率的主次因素依次为穴盘苗高度、穴盘苗质量和喂苗杯速度,当喂苗杯速度为0.184m/s、穴盘苗质量为(20±4)g、穴盘苗高度为(130±10)mm时,投苗准确率达到99%。