畢業論文穴盤苗自動移栽機的研制-資料下載頁

　　

【正文】 ，繪制選定電動機輪廓相對于時間的圖形，如圖411所示，并將其保存。至此，一個伺服電動機就添加完畢了。圖49伺服電動機定義對話框圖410伺服電動機定義對話框圖411選定電動機輪廓相對于時間的圖形點擊軟件界面上方“應用程序”選項卡，然后點擊“運動”組下的“機構”命令標簽，之后再點擊“分析”組下的“機構分析”命令標簽，彈出對話框。在“首選項”選項卡中“圖形顯示”區域輸入參數，“初始配置”區域選擇“Current”，如圖412所示。在“電動機”選項卡中將運動時間均設定為自“開始”至“終止”，如圖413所示。之后，點擊“運行”按鈕，可以在主界面中觀察到末端執行器的剪叉機構的實際運動情況。圖412 分析定義對話框圖413 分析定義對話框點擊軟件界面上方“應用程序”選項卡，然后點擊“運動”組下的“機構”命令標簽，之后再點擊“分析”組下的“回放”命令標簽，彈出如圖414所示對話框。然后點擊對話框左上角的“播放”按鈕，彈出如圖415所示對話框。點擊“捕獲...”按鈕，彈出如圖416所示對話框。點擊“瀏覽...”按鈕，選擇保存動畫的名稱及路徑，其他選項保持默認設置，然后點擊“確定”按鈕，將輸出動畫及保存。圖414回放對話框圖415動畫對話框圖416捕獲對話框第五章 移栽機各系統關鍵參數設計根據穴盤苗移栽機的生產效率，確定移栽機相關的工作參數如下：移栽機末端執行器完成單步移栽動作所用時間為1s，其中完成末端執行器下降﹑，擬定輸送帶進給一排穴孔所用時間為2s，水浮穴盤一排穴孔的間距為100mm，則輸送帶的進給速度為50mm/s。移栽機輸送帶不宜過長，否則機體過于龐大，這里將輸送帶長度設計為兩個穴盤的長度為宜，此時環形輸送帶總長度初定為l=28002=3200mm。單個盛滿床土的穴盤質量不會超過2kg，也就是說連續移栽時輸送帶上的最大載荷為4kg。根據穴盤尺寸要求，需選用寬型輸送帶，但考慮到此次設計的移栽機輸送帶承重不大，從節約成本的角度出發，選擇兩條窄型輸送帶進行代替，這樣同樣可以實現傳動要求。窄型輸送帶的寬度為70mm，材質為進口PVC塑膠帶，厚度為3mm，滿足本設計強度要求。輸送帶的上表面每間隔約876mm布置一塊擋塊，擋塊的寬度為60mm，高度為30mm。在輸送帶的下面設有支承托板，比輸送帶略寬，支承托板寬約為195mm，支承托板的上表面距離輸送帶的下表面1mm，支承托板可以完全支承輸送帶及其上水浮穴盤，防止輸送帶工作時垂度過大，影響正常傳動。在輸送帶的兩側布置有兩塊長條形擋板，擋板分別安裝在左右兩塊支承托板上，擋板的長度為1300mm，高度約為40mm，厚度約為5mm。雙排輸送滾筒為尼龍材料，寬度為72mm，直徑為100mm，滾筒兩邊的小軸為鋼軸，直徑為20mm，安裝在軸承上并通過聯軸器與電機配合。在雙排輸送滾筒其中一個滾筒的一側安裝有一帶輪，帶輪由布置在輸送帶下方的安裝在步進電機軸上的主動帶輪通過皮帶傳動。帶的張緊機構設置在從動滾筒一側，由張緊板和滾筒調整螺釘組成，當皮帶出現松弛后可以及時調節。步進電機選型主要考慮電機的輸出扭矩、電機轉速、額定電壓、步距角、外形尺寸以及重量等參數。該輸送系統中，電動機輸出扭矩與啟動轉矩以及輸送帶同穴盤底部的摩擦力有關。T =Tq+Tμ=Jε+nmgμL=+=m式中：Tq為電動機啟動扭矩（Nm）；Tμ為電動機輸出扭矩（Nm）；J為總轉動慣量（）；ε為角加速度（）；n為穴盤個數；m為帶苗穴盤的質量（kg）；μ為穴盤與輸送帶的摩擦系數；L為牽引力作用在電機軸上的力臂（m）。在計算出的扭矩值上再增加一定的力矩余量和轉速余量，同時參考電機的矩—頻特性曲線，選擇輸送帶傳動使用的電動機為Y180M2型三相異步進電動機。本論文中絲杠主要應用于移栽裝置中的移缽裝置，用于連接末端執行器，從而使末端執行器實現垂直升降的功能。對滾珠絲杠進行選型，首先需要確定滾珠絲杠旋轉時的負載。通過Creo軟件中分析選項卡下的質量屬性模塊，可以測得絲桿所要帶動的零部件的總質量，進而求得所承受的載荷。由于末端執行器的主要制造材料為鋁型材，10^3kg/m^3，（因為軟件中默認密度的單位為公噸/mm^3）。通過多次測量，得出末端執行器的質量為=，連接板的質量為=，單個導軌滑塊的質量為=，此外單個育苗杯的質量為=，則總質量=++2+6=。考慮到部分零件所用材料的密度較大，故將總質量進行適當放大，從經驗角度，設定=10kg是安全可靠的。此外，其他參數確定如下：最大行程Smax=160mm，最大速度Vmax=400mm/s=24000mm/min，要求壽命Lt=25000h，導引面滑動摩擦系數μ=，驅動電動機轉速Nmax=1500r/min，定位精度177。，反復精度177。據此可確定絲杠的規格參數如下：1絲杠導程的選定由電動機的最高轉速可得l=Vmax/Nmax=24000/1500=16mm2絲杠長度的選定絲杠長度L=最大行程+絲帽長度+軸端預留量=160+136+104=400mm3絲杠軸徑的選定絲杠軸徑的選定原則一般是根據最高的容許轉速以及軸承的安裝固定方式，查找廠家產品型錄中在該轉速下的推薦規格選擇。在此選擇絲杠直徑為16mm。根據以上規格參數，選取型號為SFU016054的滾珠絲杠。末端執行器輸送系統中的氣缸主要用于移栽裝置中的移缽裝置，剪叉機構及模擬剎車拉緊機構中均具有氣缸。氣缸的選型主要是確定氣缸內徑的尺寸，內徑根據工作機構所需力的大小，考慮氣缸載荷率確定活塞桿上的推力和拉力。有桿氣缸的工作力為，根據剪叉機構和模擬剎車拉緊機構的工作力的大小，選定針筒氣缸的型號為16FAMA160，雙桿氣缸的型號為TN2510。第六章 總結與展望研究穴盤苗自動移栽機對于提高勞動生產率，加快農業現代化步伐具有重要意義。本文對穴盤苗自動移栽機進行研究，確定了移栽機的結構組成并對其進行了具體結構設計，并對其進行了運動仿真分析。同時，針對于主要功能部件末端執行器進行了三種結構分析比較，并從中選取了一種最佳方案。論文的主要成果如下:1通過實地考察，了解葉菜栽培模式及農科院目前對葉菜移栽的需求，確定移栽方案。2 通過參考相關文獻，選擇了適合本課題研究的育苗穴盤類型及育苗基質的成分，選用“騰飛金椒”辣椒種子進行育苗試驗，并對穴盤苗重量進行測量，為穴盤苗移栽機的結構設計以及仿真分析參數提供數據依據。3對穴盤苗移栽機進行了總體方案進行設計，并確定了具體結構，設計的移栽機主要包括盤庫裝置、移栽裝置和穴盤入池裝置三大組成部分。4對末端執行器的結構進行了三種方案設計，并通過分析對比，從中選取了一種最優方案，并對其進行具體結構設計。5對末端執行器進行了運動仿真分析，形象直觀地觀察了末端執行器剪叉機構的運動情況，與理想的情況一致。6 對移栽機中的其他關鍵參數進行了設計和選定。 展望穴盤苗自動移栽機的結構復雜，國內外對此機械的研究尚較少，本文通過大量查閱參考國內外有關文獻，自行設計了一臺全自動穴盤苗移栽機，理論上設計方案可行。對穴盤苗自動移栽機的設計仍有許多方面需要考慮，并開展進一步研究。作者認為論文的下一步工作可以從以下幾個方面展開：1 盤庫裝置中空水浮穴盤的存放和垂直輸送依靠兩條豎直布置的皮帶來完成。但實際操作中考慮到空穴盤兩端與兩條皮帶表面之間的間隙可能不同，會給穴盤在水平輸送帶上的定位造成誤差，以及皮帶具有柔性的特點，應思考更為科學合理的存放和輸送方案。2末端執行器中通過模擬剎車拉緊機構來實現夾合托板的開合運動，剎車拉緊機構中主要依靠鋼線來牽引下托板，但由于鋼線過細，強度難以保證，同時在兩托板之間鋼線會產生彎曲，長期使用有可能會造成鋼線在工作中拉斷，影響整臺機械的正常運轉。3 雖然對各運動部件的運動參數進行了設計，但尚未對PLC可編程控制器進行編程，難以使樣機各運動部件實現實際運動功能，應學習有關PLC編程知識。參考文獻[1] [D].江蘇大學碩士論文,機械設計及理論,2012.[2] 田素博,王榮華,[J].沈陽農業大學學報,2009,40(4) :620622.[3] 于紅松,張鐵中,[J].農業機械學報,2008,20( 3):132135.[4] L J KUTZ．Robotic transplanting of bedding plants[J].Transactions of the ASAE,1987,30(3) : 586590.[5] YANG Y, affecting performance of slidingneedles gripper during robotic transplanting of seedlings[J].Applied Engineering in Agriculture,1991,7(4):493498.[6] , robot for transplanting plugs[J].Greenhouse Grower,1988, 6(12):5860.[7] RYU K H,KIM G of a gripper for robotic transplanter and evaluation of its transplantingperformance[J].Korean Society for Agricultural Machinery,1998,23(3):271276.[8] [J].農業工程學報,1996,12(2) : 111115.[9] 呂英石,李新濤,陳昱全,[J].農業機械學報,2003,1(4):1124.[10] 孫剛,張鐵中,鄭文剛,[C]/ /中國農業工程學會,2005: 29301.[11] 田素博,邱立春,[J].沈陽農業大學學報,2007,38(1) : 122124.[12] 劉凱,[J].農機化研究,2009,31(12):179180.[13] [D] .江蘇大學碩士論文,機械設計及理論,2014.[14] [J],2012,(1).[15] 蘇志強,[J].現代園藝,2007,(9).[16] 孫紅霞,[J].長江蔬菜,2003,(6).[17] 穴盤苗自動移栽機苗盤回收機構設計與試驗[J].湖南農業大學學報,2014,40(3) :330333.[18] [D] .浙江理工大學碩士論文,機械設計及理論,2012.[19] 嚴宵月,胡建,平吳福,[J].農業機械學報,2013,10(1) :712.[20] 孫國祥,[J].農業機械學報,2010,41(10) : 48 53.[21] 張麗華,邱立春,田素博,[J].沈陽農業大學學報,2010,41(2) : 235237.致謝從論文確定課題到寫作完成，每次在我遇到問題時，導師的指點總能讓我豁然開朗。論文中的每一個想法都是在導師武傳宇教授的悉心指導下完成的。導師敏捷的思維、淵博的專業知識、嚴謹的治學態度、刨根問底的探索精神、豐富的工程實踐經驗、豁達的胸懷和崇高的人格，賦予我的不僅是一技之長，更多的是做人的道理，時刻鞭策我前進。值此論文完成之際，謹向我的導師武傳宇教授表示崇高的敬意和衷心的感謝！在此特別感謝武傳宇導師的研究生謝奇志學長在課題研究過程中給予我的悉心指導。您總是很耐心地幫我解答疑問，不論是在結構設計上還是在運動學分析上，都具有扎實的知識儲備，您認真的研究精神亦是我今后所應該學習的。通過您的指導，我更加深刻地理解了這些方面的知識，課題研究也得以順利地進行。此外，我也要特別感謝黃中華學弟在畢業設計過程中給予我的的幫助，你在末端執行器的結構設計和方案確定中給予了我很多建議。從你們身上我看到了研究學問的態度和熱情，今后必將以你們為榜樣。感謝我辛勤的父母對我的培養，使我可以在浙江理工大學這所文化底蘊深厚的百年學府中度過我人生中最重要的時光。請相信，經過這四年的學習我已經更有自信地去迎接未來的挑戰。最后，感謝所有給予我幫助、指導和關心的老師、同學和朋友。謝謝你們！45