貼接法自動蔬菜嫁接機器人的設(shè)計與試驗研究.pdf

1、隨著人們生活水平和品味的不斷提高,對蔬菜水果品質(zhì)的要求也日益增高。蔬菜嫁接技術(shù)是克服作物連作障礙,提高抗病性的有效方法,而自動蔬菜嫁接機器人則是替代人工嫁接的有效途徑。以西瓜為例,2010年全國產(chǎn)量近6600萬噸,自動化嫁接以3倍于人工的速度計算即可為西瓜嫁接環(huán)節(jié)省去60％以上的勞動力。
　　 本文針對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及市場需求,提出嫁接機器人的功能要求,分析行為動作,圍繞定位、夾持、搬運、切削、輸送、振動排序和頂夾七大行為設(shè)計蔬

2、菜嫁接機器人并進行樣機試驗研究。主要工作概括如下:
　　 對現(xiàn)有嫁接方法進行比較選取適合機械化操作的貼接作為嫁接方法。測量了500株砧木(葫蘆)和接穗(西瓜)的植株高度,苗莖直徑,子葉展開角度;測試了砧木和接穗的力學(xué)性能,為之后的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計提供理論依據(jù)。
　　 圍繞定位、夾持、搬運、切削、輸送、振動排序和頂出七大行為進行樣機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。振動排序機構(gòu)設(shè)計過程中,對夾子在振動工作面的滑移進行理論推導(dǎo),選取振動角為25°;

3、利用ANSYS軟件對振動送夾裝置進行模態(tài)分析與諧響應(yīng)分析。送夾速度測試實驗驗證了分析的正確性。夾持器的設(shè)計以前述嫁接苗特性為依據(jù)進行簡單力學(xué)分析,計算出適合夾持的彈簧剛度系數(shù)。
　　 采用三菱FX1N-40MT控制整機,系統(tǒng)設(shè)計采用GX-Developer軟件及SFC語言編程,完成初始化、單步、回原點和自動四段程序。
　　 對貼接法自動蔬菜嫁接機器人進行了相關(guān)試驗研究,包括局部性能試驗和連續(xù)嫁接實驗。局部性能試驗保證各功