發(fā)布時間：2020-11-07 07:58

　　 隨著中國城市化進程的加快,城市園林綠化建設(shè)也在逐步推進。盆栽花卉因其觀賞價值高,常用于裝點節(jié)日和美化環(huán)境。同時因其短實效性,盆栽花卉具有極大的市場需求。盆栽花卉的主要種植方式為穴盤育苗,即用精密播種機將種子定量地播于穴盤中。當(dāng)秧苗在穴盤中生長到一定大小時,將秧苗從穴盤移入到花盆中,此過程稱為“盆栽”。這種栽培方式可以提高花卉幼苗的成活率,保持作物品質(zhì)的統(tǒng)一。但是同時也存在人工盆栽工作量大、勞動強度高且工作效率低等急需解決的問題。綜上所述,研制出結(jié)構(gòu)簡單、成本低、能夠廣泛應(yīng)用的高效輕簡化花卉盆栽機構(gòu),對解放勞動力、實現(xiàn)花卉盆栽機械化具有重要的意義。目前,以荷蘭為首的發(fā)達國家研制的花卉盆栽裝備處于國際領(lǐng)先水平,其仿造經(jīng)濟作物田間移栽裝備的技術(shù)和結(jié)構(gòu)。這種裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高,主要應(yīng)用于大型集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式,與國內(nèi)現(xiàn)階段設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式適應(yīng)性差。國內(nèi)研發(fā)的盆栽裝備結(jié)構(gòu)多與國外裝備相似,其復(fù)雜性限制了成本的降低�；�于上述問題,本文借助課題組的優(yōu)化設(shè)計平臺,將非圓齒輪行星輪系和裝有取苗裝置的盆栽臂相結(jié)合,設(shè)計了一種回轉(zhuǎn)式一串紅盆栽機構(gòu),該機構(gòu)可實現(xiàn)將一串紅缽苗無損地移入到花盆中。為了確定機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù),建立了盆栽機構(gòu)的理論模型,并在此基礎(chǔ)上編寫了盆栽機構(gòu)的優(yōu)化軟件,在軟件中優(yōu)化得到一組滿足盆栽機構(gòu)工作要求的參數(shù)。根據(jù)優(yōu)化得到的參數(shù),在CAD中完成了機構(gòu)二維模型的設(shè)計并在UG中完成了三維模型的建立和裝配。本文的具體研究內(nèi)容如下:(1)分析國內(nèi)外盆栽機構(gòu)的研究現(xiàn)狀,針對現(xiàn)有的盆栽機構(gòu)存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機電控制成本高等問題,本文提出了一種回轉(zhuǎn)式一串紅盆栽機構(gòu)。該機構(gòu)應(yīng)用非圓齒輪行星輪系結(jié)合裝有探出式取苗裝置的盆栽臂,可實現(xiàn)一般回轉(zhuǎn)式移栽機構(gòu)不能達到的盆栽軌跡和姿態(tài)要求。(2)介紹了一串紅盆栽機構(gòu)的工作原理。將取苗裝置作為盆栽臂的一部分考慮,進行盆栽機構(gòu)的運動學(xué)分析,建立盆栽機構(gòu)的理論模型,對盆栽機構(gòu)取苗片尖點的位移、速度和加速度進行理論上的分析計算。(3)確定了盆栽機構(gòu)所需滿足的多個優(yōu)化目標(biāo),應(yīng)用計算機輔助分析方法解決盆栽機構(gòu)多目標(biāo)、多參數(shù)的復(fù)雜優(yōu)化問題。在上述建立的盆栽機構(gòu)理論模型的基礎(chǔ)上,借助VB平臺,開發(fā)盆栽機構(gòu)優(yōu)化軟件,介紹了軟件中的各項功能,分析盆栽機構(gòu)各個參數(shù)的變化對取苗片尖點軌跡的影響,最終優(yōu)化得到一組滿足盆栽要求的非劣解。(4)根據(jù)上述優(yōu)化得到的盆栽機構(gòu)的參數(shù),對盆栽機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。首先確定盆栽機構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)布局,應(yīng)用AutoCAD對盆栽機構(gòu)中的零部件進行設(shè)計,并確定盆栽機構(gòu)的初始安裝位置。(5)應(yīng)用NX8.0軟件完成了盆栽機構(gòu)中傳動齒輪的成形,以及盆栽機構(gòu)中各零件的三維建模,并完成了盆栽機構(gòu)虛擬模型的裝配。將裝配好的模型進行干涉檢測,為后續(xù)盆栽機構(gòu)物理樣機的試制做準(zhǔn)備。(6)借助3D打印技術(shù),實現(xiàn)了回轉(zhuǎn)式一串紅盆栽機構(gòu)物理樣機的快速成型,并完成了物理樣機的裝配。設(shè)計了盆栽機構(gòu)的高速攝影試驗,拍攝盆栽機構(gòu)的運動過程,得到取苗片尖點的軌跡,并與盆栽機構(gòu)的理論軌跡進行對比,驗證設(shè)計的正確性。最后在試驗臺上完成了盆栽機構(gòu)的取苗試驗,驗證了盆栽機構(gòu)的可行性。
【學(xué)位單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S223
【部分圖文】：

花壇、裝點節(jié)日和制造花卉雕塑等[2-5]。截止到 2016 年，對計，其數(shù)據(jù)已達到 133.04 萬公頃，和 2012 年相比，全國花中盆栽植物種植面積的增長達到了 7.53%，目前中國的花卉化環(huán)境和裝點節(jié)日等方面發(fā)揮著重要作用，也在很大程度上的發(fā)展改變了原有的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，全國多個地區(qū)已把花卉000 年，花卉產(chǎn)業(yè)為國民經(jīng)濟創(chuàng)造了 158.2 億的銷售額。近幾提升，并且花卉的出口量急劇增加，2016 年的銷售額比 2�；ɑ芊N植起步相對較晚，且種植的地點相對集中，多在浙江 1999 年這十多年的時間里，以塑料大棚等為代表的花卉種植，我國園藝設(shè)施的總體發(fā)展水平較低，這就導(dǎo)致種植的花卉且無法滿足花卉的需求量。設(shè)施栽培面積的發(fā)展歷程，現(xiàn)代化溫室（如圖 1-1 所示）在提高，但是日光溫室所占比例卻呈下降趨勢。該現(xiàn)象預(yù)示著增加，設(shè)施設(shè)備的要求也會相應(yīng)的逐漸提高。隨著我國花卉程中必然出現(xiàn)的現(xiàn)象[6-8]。

姿態(tài)相異；二是田間缽苗移栽裝備在靜止的土地上移機構(gòu)靜止，花盆帶動土壤隨輸送帶運動。中國的花卉不大[9]，一臺進口盆栽流水線動輒 100 萬以上，盆栽內(nèi)又沒有相應(yīng)的盆栽裝備，盆栽工序的機械化成為觀構(gòu)簡單、成本低、能夠廣泛應(yīng)用的高效輕簡化花卉盆栽規(guī)�；�具有重要的意義。現(xiàn)狀現(xiàn)狀發(fā)的 PC-16 型花卉移栽機如圖 1-2 所示，其工作過程取苗的執(zhí)行部件桿機構(gòu)由氣缸驅(qū)動[10,11]。機構(gòu)工作時穴盤中取出，取出秧苗后，將秧苗栽植到花盆中，從保持靜止不動，當(dāng)栽植動作結(jié)束后，輸送帶開始運動置。

每個移栽爪的移栽速度為 20 次/min，為了提高移栽的構(gòu)性能通用性差，只能對符合栽植要求的秧苗進行作同類型的秧盤。該機構(gòu)主要應(yīng)用于大型集約化農(nóng)業(yè)生模式適應(yīng)性較差。整套裝備價格昂貴，國內(nèi)大部分花的費用。A FlexPlanter 移栽機[12,13]，同樣是從垂直方向夾取幼苗不同，該機器結(jié)合了視覺識別系統(tǒng)，通過識別系統(tǒng)判程中剔除長勢較差的幼苗，不合格的幼苗直接進入垃苗質(zhì)量的步驟，節(jié)省了人力。
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本文編號：2873665