混合驱动五杆花卉盘栽机构的优化设计与试验

为实现盘栽机构的轻简化和运动设计的灵活性,该文以一种混合驱动五杆机构来实现花卉穴盘苗盘栽运动。根据工作要求拟定机构轨迹,以变速电机最小角速度波动为目标,基于遗传算法优化得到机构中机架位置为(0,-150)和(-267.20,61.87),五杆机构的杆长分别为152.80、324.55、336.56、100.40、302.60、341.00 mm。建立花卉盘栽机构三维模型,利用ADAMS进行了机构运动仿真,验证了机构优化设计结果的正确性。对混合驱动五杆花卉盘栽机构控制系统进行了设计,试制样机并开展了花卉盘栽试验。通过进行花卉移栽试验,测试得到花卉移栽轨迹高度为265 mm,取苗倾角为140°,取苗时入钵摆角为6.92°、出钵摆角为6.27°,取苗环扣宽度小于3 mm,植苗倾角为90°,植苗时入盘摆角为13.19°、出盘摆角为4.19°,植苗段垂直轨迹大于40 mm。花卉移栽的平均成功率为87.16%,表明混合驱动五杆花卉盘栽机构可以实现花卉盘栽工作。研究拓展了混合驱动的应用领域,可为全自动花卉盘栽装备的研发提供参考。

多组叠摞营养钵同时自动分离装置设计与试验

国内盆栽花卉的移栽机械化程度较低,急需研发全自动移栽机,而制约产品开发的难题是无法实现多组叠摞软质塑料营养钵的同时精准自动分离。为提高移栽效率,需将多组叠摞营养钵并排摆放,同时从底部分别分离,但由于作业空间受限,且塑料营养钵质地柔软、叠摞在一起后钵间界限模糊,分离机构设计难度较大。采用“吸附-顶起-下拉”式分离方案,利用吸盘组件和真空负压系统将每组最底端营养钵吸附固定,然后位于一侧的顶钵装置将叠摞营养钵顶起使最下面一个营养钵与上方叠摞营养钵分开,最后升降气缸将营养钵送下实现自动分离。在对该装置的工作过程进行分析的基础上设计了分离装置的总体结构,完成分离装置各关键部件的结构参数设计计算并对吸盘、气缸和真空发生器等进行选型,设计了控制系统,最后将分离装置安装在花卉全自动移栽机上进行性能试验。在整机前进速度为1.34cm·s^(-1)和工作效率为6000株·h^(-1)情况下,营养钵分离成功率为94.8%,空钵率为4%,重钵率为1.2%,说明该装置的可靠性较高。