面向高架栽培的草莓穴盤苗自動移栽系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、高架栽培作為一種省力化栽培模式從20世紀80年代開始從日本迅速推廣開來，近年來在我國亦得到了大量推廣。草莓穴盤苗屬于大型苗類，有弓背朝向要求，相比小型穴盤苗移栽，其對末端執(zhí)行器有更多要求；現(xiàn)在已開發(fā)的移栽機或移栽機器人有面向大田、穴盤、花盆、植物工廠、螺旋立柱等對象，而高架設(shè)施與以上應(yīng)用環(huán)境有顯著的區(qū)別，現(xiàn)有的移栽裝備無法推廣到高架設(shè)施移栽上；目前還沒有草莓穴盤苗和面向高架的自動移栽方面的公開研究，所以開發(fā)面向高架設(shè)施的草莓穴盤苗移栽系

2、統(tǒng)十分必要。
　　本文開展的研究工作和得到的結(jié)論如下：
　?。?）對高架設(shè)施的環(huán)境參數(shù)和草莓穴盤苗的形態(tài)參數(shù)進行了測量并統(tǒng)計，得到測量數(shù)據(jù)及其誤差范圍。據(jù)此提出了小車架間行進的雙側(cè)同步作業(yè)——穴盤整排同取與雙側(cè)換向同栽——同步打孔栽苗的系統(tǒng)方案。
　?。?）基于草莓穴盤苗坨的力學(xué)特性試驗，設(shè)計了由兩個定角斜插式雙指四針取苗爪和變距換向機構(gòu)組成的雙爪旋轉(zhuǎn)式末端執(zhí)行器。以縮減取苗爪整體寬度和擺動傳動角的雙重目標進行取苗爪參

3、數(shù)規(guī)劃，確認機構(gòu)參數(shù)。針對樣機運動過程中手指桿在直線軸承座中滑動時的卡頓現(xiàn)象，進行了ADAMS仿真，找出規(guī)律并進行了機構(gòu)的改進。
　　（3）為驗證研究栽培槽的承載能力和基質(zhì)穴孔成型特性進行打孔試驗。試驗表明高架栽培槽有能力承受靜態(tài)或動態(tài)速度下的打孔載荷，且有良好的成穴特性。對移栽系統(tǒng)的各部分等進行了機構(gòu)設(shè)計和相關(guān)元件參數(shù)計算和選型。
　　（4）為驗證雙爪旋轉(zhuǎn)式末端執(zhí)行器的作業(yè)效果，進行了移栽試驗。用單取苗爪進行基于正交試驗設(shè)

4、計的取苗試驗，試驗表明因素對取苗成功率影響從大到小排列為取苗角度、拔苗加速度、手指寬度，試驗證明平均取苗成功率為90.62％，相對誤差為5.40%。栽苗試驗中栽苗平均高度差和平均直立度隨著栽苗中心偏差和栽苗高度的增大而相應(yīng)的增大和減小。雙爪旋轉(zhuǎn)式草莓穴盤苗末端執(zhí)行器移栽試驗表明能夠完成取苗、變距換向、栽苗作業(yè)。
　　本文設(shè)計并開展了草莓穴盤苗的夾莖拔苗試驗和有約束拔苗破壞的力學(xué)特性試驗，體現(xiàn)所需拔苗力與苗坨強度、手指形態(tài)之間的關(guān)系