夹紧式番茄移栽机取苗机构的设计与试验.pdf

夹 紧 式 番 茄 移 栽 机 取 苗 机 构 的 设 计 与 试 验 张 开 兴 1 2 吴 昊 1 王 文 中 1 宋 超 1 刘 贤 喜 1 1 山 东 农 业 大 学 机 械 与 电 子 工 程 学 院 山 东 泰 安 2 7 1 0 1 8 2 山 东 省 农 业 装 备 智 能 化 工 程 实 验 室 山 东 泰 安 2 7 1 0 1 8 摘 要 针 对 目 前 番 茄 移 栽 机 取 苗 机 构 存 在 自 动 化 水 平 低 伤 苗 漏 苗 的 问 题 设 计 了 一 种 弹 性 指 针 夹 紧 式 取 苗 机 构 通 过 分 析 苗 基 质 在 取 苗 过 程 中 的 受 力 状 况 对 弹 性 取 苗 针 夹 持 角 度 相 对 距 离 等 相 关 几 何 参 数 进 行 计 算 完 成 取 苗 机 构 本 体 设 计 基 于 A D A M S 运 动 仿 真 验 证 了 该 取 苗 机 构 设 计 和 参 数 选 择 的 合 理 性 根 据 仿 真 结 果 对 无 杆 气 缸 的 行 程 与 速 度 进 行 了 优 化 并 依 据 设 计 方 案 试 制 样 机 并 进 行 取 苗 试 验 结 果 表 明 取 苗 投 苗 时 间 控 制 在 1 3 s 弹 性 取 苗 针 与 竖 直 方 向 夹 角 选 取 8 时 伤 苗 率 漏 苗 率 和 苗 基 质 破 坏 均 都 得 到 了 有 效 的 控 制 综 合 取 苗 成 功 率 达 到 9 7 5 关 键 词 移 栽 机 番 茄 取 苗 机 构 夹 紧 式 取 苗 爪 A D A M S 仿 真 中 图 分 类 号 S 2 2 3 9 4 文 献 标 识 码 A 文 章 编 号 1 0 0 3 1 8 8 X 2 0 2 0 1 2 0 0 6 4 0 5 0 引 言 我 国 是 世 界 第 一 大 番 茄 生 产 国 番 茄 已 发 展 成 为 我 国 最 重 要 的 蔬 菜 品 种 之 一 1 在 番 茄 等 农 业 作 物 生 产 过 程 中 育 苗 移 栽 是 不 可 缺 少 的 工 序 可 起 到 对 气 候 的 补 偿 作 用 缩 短 农 作 物 的 生 长 期 增 加 农 作 物 产 量 提 高 抗 虫 抗 旱 抗 盐 碱 能 力 2 同 时 也 便 于 实 现 移 栽 的 机 械 化 与 自 动 化 3 取 苗 是 番 茄 移 栽 过 程 中 关 键 的 一 步 取 苗 环 节 的 工 作 质 量 体 现 在 抓 取 幼 苗 的 准 确 性 和 对 幼 苗 的 损 伤 程 度 上 将 直 接 影 响 移 栽 成 功 率 和 番 茄 幼 苗 的 成 活 率 目 前 我 国 对 番 茄 的 移 栽 机 械 以 半 自 动 为 主 相 比 人 工 移 栽 半 自 动 移 栽 机 效 率 得 到 有 效 提 升 但 受 限 于 人 工 取 苗 喂 苗 速 度 半 自 动 移 栽 机 的 移 栽 效 率 受 到 限 制 且 存 在 伤 苗 漏 苗 及 人 工 成 本 高 昂 等 问 题 4 陈 大 军 等 就 我 国 移 栽 机 发 展 现 状 进 行 了 分 析 结 论 为 我 国 对 于 全 自 动 番 茄 移 栽 机 的 研 究 起 步 较 晚 目 前 全 自 动 移 栽 机 多 以 高 校 及 科 研 机 构 研 发 为 主 且 处 于 关 键 机 构 研 发 及 测 试 阶 段 5 随 着 我 国 番 茄 面 积 的 进 一 步 扩 大 对 机 械 化 的 要 求 变 得 更 加 迫 切 6 童 俊 华 等 研 制 出 三 臂 回 转 式 蔬 菜 钵 苗 取 苗 机 构 在 两 臂 回 转 式 的 基 础 增 加 取 苗 臂 数 量 使 得 取 苗 效 率 得 到 大 幅 度 的 提 高 7 严 宵 月 等 通 过 对 取 苗 爪 收 稿 日 期 2 0 1 9 0 5 3 1 基 金 项 目 国 家 重 点 研 发 计 划 项 目 2 0 1 7 Y F D 0 7 0 0 1 0 2 作 者 简 介 张 开 兴 1 9 8 4 男 山 东 泰 安 人 副 教 授 硕 士 生 导 师 E m a i l k a i x i n g z h a n g 1 3 9 c o m 通 讯 作 者 刘 贤 喜 1 9 6 3 男 山 东 泰 安 人 教 授 博 士 生 导 师 E m a i l w j b l i u s d a u e d u c n 驱 动 凸 轮 的 轮 廓 及 作 业 时 序 进 行 设 计 实 现 了 对 基 质 苗 的 整 排 夹 取 和 间 隔 投 放 8 韩 长 杰 等 研 究 并 提 出 了 依 靠 气 缸 控 制 柔 性 取 苗 爪 取 苗 与 投 苗 时 的 姿 态 变 换 进 行 取 苗 的 方 法 9 以 上 设 计 方 法 为 本 文 的 研 究 提 供 了 一 定 的 借 鉴 但 存 在 取 苗 效 率 低 机 械 结 构 复 杂 导 致 可 靠 性 差 伤 苗 漏 苗 情 况 严 重 等 问 题 为 此 笔 者 设 计 了 一 种 结 构 可 靠 效 率 高 效 果 好 的 取 苗 机 构 1 夹 紧 式 取 苗 机 构 的 设 计 1 1 结 构 组 成 与 工 作 原 理 弹 性 指 针 夹 紧 式 取 苗 机 构 如 图 1 所 示 1 取 苗 爪 控 制 气 缸 2 取 苗 爪 安 装 块 3 支 撑 扩 位 板 4 取 苗 爪 5 无 杆 气 缸 图 1 取 苗 机 构 结 构 示 意 图 F i g 1 D i a g r a m o f s e e d i n g p i c k u p m e c h a n i s m 4 6 2 0 2 0 年 1 2 月 农 机 化 研 究 第 1 2 期 本 夹 紧 式 取 苗 机 构 主 要 由 取 苗 爪 控 制 气 缸 取 苗 爪 安 装 块 支 撑 扩 位 板 取 苗 爪 及 无 杆 气 缸 等 组 成 其 中 取 苗 爪 由 4 根 弹 性 取 苗 针 组 成 该 弹 性 指 针 夹 紧 式 取 苗 机 构 结 构 简 单 可 靠 采 用 弹 性 取 苗 针 的 设 计 使 取 苗 爪 有 合 适 的 夹 持 力 度 且 对 不 同 紧 密 度 的 苗 基 质 有 较 好 的 适 应 性 减 小 了 对 苗 基 质 的 破 坏 程 度 工 作 时 取 苗 爪 在 控 制 气 缸 和 无 杆 气 缸 的 协 同 控 制 下 完 成 取 苗 动 作 取 苗 机 构 的 工 作 状 态 如 图 2 所 示 图 2 取 苗 机 构 工 作 过 程 示 意 图 F i g 2 P r o c e s s o f s e e d i n g p i c k u p m e c h a n i s m 无 杆 气 缸 底 座 固 定 滑 块 连 接 支 撑 扩 位 板 支 撑 扩 位 板 固 定 控 制 气 缸 的 柱 塞 无 杆 气 缸 控 制 取 苗 爪 的 上 下 移 动 控 制 气 缸 配 合 支 撑 扩 位 板 控 制 取 苗 爪 夹 持 角 度 首 先 两 气 缸 都 位 于 行 程 的 上 止 点 为 取 苗 准 备 状 态 随 后 无 杆 气 缸 滑 块 下 移 直 下 止 点 控 制 气 缸 下 移 至 下 止 点 取 苗 爪 插 入 苗 基 质 同 时 夹 持 角 减 小 对 苗 基 质 施 加 抓 紧 力 然 后 无 杠 气 缸 上 升 带 动 取 苗 爪 将 苗 基 质 提 起 在 运 苗 机 构 的 作 用 下 完 成 传 送 最 后 无 杠 气 缸 再 次 下 落 使 苗 基 质 靠 近 投 放 位 置 控 制 气 缸 下 落 使 取 苗 爪 夹 持 角 增 大 释 放 苗 基 质 完 成 取 苗 工 作 1 2 取 苗 爪 的 设 计 取 苗 爪 是 全 自 动 移 栽 机 的 核 心 部 件 其 结 构 参 数 直 接 影 响 到 对 基 质 产 生 的 形 变 损 伤 程 度 进 而 影 响 移 栽 机 的 移 栽 质 量 1 0 1 个 取 苗 爪 包 含 4 根 取 苗 针 在 研 究 了 多 种 金 属 材 料 的 属 性 后 最 终 选 用 强 度 较 高 具 有 一 定 的 柔 韧 性 和 可 塑 性 的 6 5 M n 高 弹 性 锰 钢 制 作 取 苗 针 其 许 用 应 力 如 表 1 所 示 取 苗 爪 的 各 几 何 参 数 的 设 定 主 要 考 虑 取 苗 爪 运 动 轨 迹 对 苗 基 质 的 作 用 影 响 使 设 计 的 取 苗 爪 在 尽 量 减 小 对 苗 基 质 伤 害 的 前 提 下 成 功 抓 取 基 质 苗 1 1 取 相 隔 1 8 0 的 两 取 苗 针 作 为 研 究 对 象 取 苗 爪 形 变 模 型 与 基 质 受 力 分 析 分 别 如 图 3 a 和 图 3 b 所 示 表 1 6 5 M n 高 弹 性 锰 钢 许 用 应 力 T a b l e 1 6 5 M n P e r m i s s i b l e S t r e s s o f S p r i n g P l a t e N e e d l e 类 型 许 用 切 应 力 M P a 许 用 弯 曲 应 力 M P a 剪 切 弹 性 模 量 G M P a 按 压 弹 性 模 量 E M P a 适 用 温 度 6 5 M n 7 0 0 8 7 5 8 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 4 0 1 2 0 图 3 取 苗 爪 和 基 质 的 受 力 分 析 F i g 3 G e o m e t r i c m o d e l o f s e e d l i n g h a r v e s t e r a n d m a t r i x f o r c e 取 苗 针 位 移 参 数 方 程 为 b L s i n L s i n 1 a L c o s L c o s 2 L 2 L 1 2 L s i n 3 式 中 L 取 苗 针 折 弯 处 至 顶 点 的 距 离 m m 抓 取 苗 时 取 苗 针 与 垂 直 方 向 的 夹 角 r a d 自 由 状 态 下 与 抓 取 状 态 下 取 苗 针 间 夹 角 r a d a 取 苗 针 自 由 状 态 下 与 取 苗 状 态 下 垂 直 方 向 的 距 离 m m b 取 苗 针 自 由 状 态 下 与 取 苗 状 态 下 水 平 方 向 的 距 离 m m L 1 取 苗 机 构 支 撑 扩 位 板 的 宽 度 m m L 2 取 苗 针 取 苗 状 态 顶 点 的 距 离 m m 取 苗 针 形 变 与 受 力 满 足 胡 克 定 律 则 F k L s i n L s i n 2 L c o s L c o s 2 4 式 中 苗 盘 壁 的 倾 斜 角 度 r a d 向 上 取 苗 的 瞬 间 取 苗 针 与 基 质 间 的 作 用 力 平 衡 方 程 为 F 2 c o s F 3 c o s f s i n F 1 F 3 s i n F 2 s i n f c o s 5 式 中 F 1 苗 基 质 受 与 穴 盘 存 在 粘 着 力 N F 2 取 苗 针 法 向 载 荷 N F 3 穴 盘 孔 的 反 作 用 力 N f 取 苗 针 与 苗 基 质 间 的 摩 擦 力 N 5 6 2 0 2 0 年 1 2 月 农 机 化 研 究 第 1 2 期 由 式 5 可 知 苗 基 质 的 受 力 影 响 因 素 主 要 有 穴 盘 穴 孔 倾 斜 角 取 苗 针 与 基 质 的 初 始 角 度 基 质 与 取 苗 手 间 的 摩 擦 因 数 等 根 据 所 提 几 何 参 数 进 行 物 理 特 性 计 算 分 析 提 出 1 组 较 优 的 取 苗 机 构 结 构 参 数 L 1 67 m m L 1 4 2 m m 7 9 通 过 最 后 的 取 苗 试 验 角 度 选 为 8 取 苗 针 安 装 块 至 取 苗 针 折 弯 处 的 距 离 为 20 m m 支 撑 扩 位 块 相 对 两 取 苗 针 卡 槽 间 距 为 4 2 m m 支 撑 扩 位 块 如 图 4 所 示 图 4 支 撑 扩 位 块 示 意 图 F i g 4 D i a g r a m o f s u p p o r t i n g b l o c k 1 3 控 制 气 缸 伸 长 量 的 计 算 分 析 取 苗 机 构 的 取 苗 爪 插 入 苗 基 质 可 分 为 两 个 阶 段 为 取 苗 爪 下 移 至 苗 基 质 表 面 此 时 气 缸 的 伸 长 量 为 L 3 取 苗 爪 插 入 苗 基 质 中 此 时 气 缸 的 运 动 伸 长 量 为 L 4 气 缸 的 总 伸 长 量 为 L t 其 运 动 轨 迹 如 图 5 所 示 1 2 图 5 取 苗 爪 运 动 轨 迹 图 F i g 5 T r a j e c t o r y d i a g r a m o f s e e d l i n g n e e d l e m o v e m e n t 分 析 图 5 中 3 种 状 态 可 得 到 取 苗 爪 初 始 状 态 到 插 入 苗 基 质 时 的 气 缸 行 程 数 学 模 型 为 L t L 3 L 4 L 4 h 0 h 1 h 0 S c o s d 2 h 0 t a n d 3 6 式 中 S 折 弯 处 至 顶 点 总 长 度 m m h 0 折 弯 处 至 插 入 基 质 顶 点 的 垂 直 距 离 m m h 1 折 弯 处 至 苗 基 质 表 面 的 垂 直 距 离 m m d 0 苗 基 质 顶 面 长 m m d 1 苗 基 质 底 面 长 m m d 2 折 弯 处 至 基 质 中 心 的 距 离 m m d 3 插 入 基 质 顶 点 处 与 基 质 中 心 的 距 离 m m 取 苗 爪 加 持 角 r a d 取 苗 爪 插 入 穴 孔 后 为 保 证 不 伤 根 系 d 3 的 数 值 应 尽 可 能 大 取 苗 爪 的 最 大 夹 持 角 选 择 范 围 为 a r c t a n d 0 d 1 2 h a r c t a n d 2 h 0 d 3 0 7 综 合 以 上 方 程 分 析 确 定 穴 苗 盘 高 为 45 m m 设 计 为 插 入 基 质 距 离 为 3 5 m m 插 入 苗 基 质 前 苗 针 距 穴 盘 表 面 距 离 选 择 20 m m 此 外 考 虑 到 施 加 弹 性 力 行 程 取 为 5 m m 本 设 计 选 用 笔 形 气 缸 行 程 为 50 m m 选 择 的 行 程 满 足 设 计 要 求 2 基 于 A D A M S 的 取 苗 机 构 运 动 学 仿 真 分 析 在 取 苗 过 程 中 取 苗 爪 的 移 动 速 度 将 直 接 影 响 取 苗 的 效 率 和 质 量 本 文 基 于 A D A M S 对 取 苗 机 构 关 键 部 件 进 行 了 运 动 学 仿 真 分 析 通 过 动 力 学 仿 真 结 果 验 证 设 计 的 合 理 性 2 1 运 动 学 仿 真 条 件 将 取 苗 机 构 的 三 维 模 型 导 入 到 A D A M S 中 在 取 苗 机 构 的 模 型 中 大 部 分 构 件 材 料 为 钢 可 延 续 默 认 设 置 然 后 将 气 缸 的 材 料 定 义 为 铝 材 取 苗 针 设 置 为 6 5 M n 钢 在 A D A M S 中 添 加 各 结 构 间 的 约 束 关 系 取 苗 机 构 各 部 件 之 间 的 约 束 关 系 如 表 2 所 示 表 2 各 构 件 间 的 约 束 关 系 T a b l e 2 C o n s t r a i n t s a m o n g c o m p o n e n t s 移 动 副 固 定 副 气 缸 缸 筒 与 苗 针 安 装 固 定 快 气 缸 活 塞 杆 与 气 缸 缸 筒 取 苗 爪 与 苗 针 安 装 固 定 块 无 杆 气 缸 滑 块 与 缸 体 支 撑 扩 位 板 与 无 杆 气 缸 滑 块 气 缸 活 塞 杆 与 支 撑 扩 位 板 2 2 运 动 学 仿 真 结 果 分 析 为 了 研 究 取 苗 爪 及 无 杆 气 缸 运 动 过 程 选 取 取 苗 爪 及 支 撑 扩 位 板 为 研 究 对 象 并 导 出 其 速 度 位 置 曲 线 图 6 为 取 苗 爪 速 度 位 置 变 化 曲 线 图 7 为 支 撑 扩 位 块 的 速 度 位 置 变 化 曲 线 6 6 2 0 2 0 年 1 2 月 农 机 化 研 究 第 1 2 期 图 6 取 苗 爪 速 度 与 位 置 变 化 曲 线 F i g 6 V a r i a t i o n c u r v e s o f s p e e d a n d p o s i t i o n a o f s e e d l i n g a c u p u n c t u r e n e e d l e 图 7 支 撑 扩 位 块 速 度 与 位 置 变 化 曲 线 F i g 7 C h a n g e c u r v e s o f s p e e d a n d p o s i t i o n o f i n s t a l l a t i o n e x p a n s i o n p l a t e 图 6 中 取 苗 爪 的 运 动 可 分 为 5 个 阶 段 无 杆 气 缸 下 移 阶 段 0 0 3 s 时 无 杆 气 缸 带 动 取 苗 机 构 整 体 下 移 下 移 距 离 为 1 0 0 m m 此 时 取 苗 爪 的 速 度 时 先 增 加 后 减 小 至 0 无 杆 气 缸 从 上 止 点 运 动 到 下 止 点 的 时 间 为 0 3 s 气 缸 下 移 阶 段 0 3 s 后 取 苗 爪 气 缸 开 始 插 入 苗 基 质 气 缸 从 上 止 点 至 下 止 点 运 动 时 间 为 0 1 5 s 此 时 取 苗 爪 末 端 的 行 程 为 1 5 0 m m 取 苗 爪 插 入 苗 基 质 无 杆 气 缸 带 动 整 体 上 移 阶 段 无 杆 气 缸 带 动 取 苗 机 构 及 抓 取 的 番 茄 苗 整 体 上 移 至 其 上 止 点 此 时 需 要 0 3 s 行 程 1 0 0 m m 0 7 5 0 8 5 s 为 预 留 伺 服 电 机 带 动 取 苗 机 构 水 平 方 向 移 动 0 8 5 1 15 s 时 无 杆 气 缸 下 移 带 动 取 苗 机 构 整 体 下 移 重 复 第 1 阶 段 过 程 1 1 5 1 3 s 时 无 杆 气 缸 上 移 至 上 止 点 完 成 对 基 质 苗 的 投 放 图 7 中 无 杆 气 缸 的 运 动 过 程 大 致 分 为 4 个 阶 段 无 杆 气 缸 整 体 下 移 阶 段 为 取 苗 爪 完 成 抓 取 基 质 苗 阶 段 整 体 上 升 阶 段 此 时 将 抓 取 的 番 茄 苗 向 上 移 动 1 0 0 m m 从 而 给 直 线 模 组 运 动 基 质 苗 预 留 一 定 空 间 整 体 下 降 阶 段 主 要 使 取 苗 机 构 最 大 限 度 接 近 送 苗 装 置 完 成 投 苗 后 无 杆 气 缸 上 升 重 复 各 阶 段 的 运 动 由 仿 真 结 果 可 以 看 出 去 除 直 线 模 组 横 向 移 动 时 间 抓 取 及 投 放 番 茄 苗 耗 时 1 3 s 时 间 与 运 动 过 程 满 足 移 栽 机 设 计 要 求 3 试 验 为 了 验 证 该 取 苗 机 构 理 论 设 计 的 有 效 性 根 据 设 计 的 机 械 结 构 模 型 试 制 了 移 栽 机 取 苗 机 构 样 机 并 进 行 了 取 苗 试 验 3 1 评 价 标 准 数 据 采 集 按 照 G B T 5 2 6 2 2 0 0 8 农 业 机 械 试 验 条 件 测 定 方 法 的 一 般 规 定 试 验 评 价 指 标 在 付 强 等 人 试 验 基 础 上 选 择 了 取 苗 成 功 率 作 为 取 苗 机 构 性 能 的 评 价 指 标 1 3 1 4 取 苗 成 功 率 受 伤 苗 率 苗 基 质 损 坏 率 及 漏 苗 率 等 3 方 面 因 素 影 响 计 算 公 式 为 q 1 1 1 2 1 3 9 式 中 q 取 苗 成 功 率 1 苗 基 质 损 坏 率 2 伤 苗 率 3 漏 苗 率 3 2 试 验 条 件 由 于 移 栽 机 取 苗 机 构 结 构 较 小 故 在 山 东 农 业 大 学 农 机 试 验 站 室 内 进 行 取 苗 试 验 室 内 温 度 2 0 空 气 湿 度 为 6 0 取 苗 试 验 对 象 选 用 适 合 取 苗 机 构 移 栽 的 苗 龄 4 0 天 的 番 茄 苗 番 茄 苗 基 质 含 水 率 在 1 5 2 5 之 间 试 验 采 用 6 1 2 穴 盘 其 规 格 为 长 5 4 0 m m 宽 2 8 0 m m 高 4 5 m m 横 向 穴 孔 数 为 1 2 纵 向 穴 孔 数 位 6 穴 孔 垂 角 1 2 穴 孔 口 大 小 3 8 m m 3 8 m m 穴 孔 底 大 小 1 9 m m 1 9 m m 横 向 相 邻 穴 孔 中 心 距 4 2 m m 纵 向 相 邻 穴 孔 中 心 距 4 1 m m 所 选 苗 盘 如 图 8 所 示 图 8 选 用 穴 盘 结 构 示 意 图 F i g 8 S e l e c t i o n o f p o i n t d i s k s t r u c t u r a l d i a g r a m 取 苗 机 构 固 定 在 专 门 设 计 的 实 验 台 上 采 用 气 泵 为 机 构 提 供 动 力 通 过 手 动 调 节 单 向 节 流 阀 调 节 其 运 行 速 度 选 取 了 7 7 5 8 8 5 9 等 5 组 不 同 角 度 的 取 苗 爪 分 别 进 行 试 验 3 3 试 验 结 果 分 别 对 取 苗 针 角 度 为 7 7 5 8 8 5 和 9 的 取 苗 机 构 进 行 4 0 株 取 苗 试 验 统 计 试 验 数 据 计 算 出 取 苗 成 功 率 结 果 如 表 3 所 示 试 验 结 果 表 明 当 取 苗 针 与 垂 直 方 向 夹 角 为 8 时 取 苗 成 功 率 最 高 为 9 7 5 此 时 取 苗 机 构 取 苗 成 功 率 显 著 高 于 其 他 角 度 且 该 取 苗 机 构 的 设 计 在 伤 苗 率 漏 苗 率 基 质 损 坏 率 方 面 都 控 制 在 了 5 包 含 以 内 满 足 设 计 要 求 7 6 2 0 2 0 年 1 2 月 农 机 化 研 究 第 1 2 期 表 3 机 械 手 取 苗 试 验 结 果 T a b l e 3 S e e d l i n g p i c k i n g t e s t r e s u l t s o f m a n i p u l a t o r 取 苗 针 角 度 取 苗 数 基 质 损 坏 数 量 基 质 损 坏 率 伤 苗 数 量 伤 苗 率 漏 苗 数 量 漏 苗 率 取 苗 成 功 率 7 0 4 0 0 0 2 5 0 1 2 5 9 2 6 2 7 5 4 0 0 0 1 2 5 1 2 5 9 5 0 6 8 0 4 0 0 2 5 1 2 5 0 0 9 7 5 8 5 4 0 1 2 5 1 2 5 1 0 9 5 0 6 9 0 4 0 2 5 0 1 2 5 2 2 5 9 0 3 1 4 结 论 通 过 对 我 国 移 栽 机 现 状 的 研 究 与 对 现 有 取 苗 机 构 类 型 的 分 析 设 计 了 一 种 弹 性 指 针 夹 紧 式 的 取 苗 机 构 阐 述 了 其 结 构 组 成 及 工 作 原 理 使 用 S o l i d W o r ks 建 模 软 件 对 该 机 构 进 行 建 模 并 借 助 A D A M S 对 机 构 的 工 作 效 果 进 行 了 仿 真 分 析 根 据 仿 真 结 果 完 成 样 机 试 制 并 进 行 取 苗 试 验 结 果 表 明 取 放 苗 过 程 控 制 在 1 3 s 取 苗 爪 角 度 为 8 时 取 苗 效 果 显 著 提 高 设 计 方 案 满 足 设 计 要 求 参 考 文 献 1 刘 超 新 疆 番 茄 加 工 产 业 的 现 状 及 发 展 前 景 分 析 J 现 代 食 品 2 0 1 8 1 3 4 5 9 2 薛 党 勤 侯 书 林 张 佳 喜 我 国 旱 地 移 栽 机 械 的 研 究 进 展 与 发 展 趋 势 J 中 国 农 机 化 学 报 2 0 1 3 3 4 5 8 1 1 3 刘 存 祥 李 晓 虎 岳 修 满 等 我 国 旱 地 移 栽 机 的 现 状 与 发 展 趋 势 J 农 机 化 研 究 2 0 1 2 3 4 1 1 2 4 9 2 5 2 4 董 哲 蔬 菜 穴 盘 苗 自 动 取 苗 装 置 的 设 计 与 研 究 D 沈 阳 沈 阳 农 业 大 学 2 0 1 5 5 陈 大 军 侯 加 林 施 国 英 等 国 内 旱 地 移 栽 机 技 术 现 状 分 析 J 中 国 农 机 化 学 报 2 0 1 8 3 9 7 9 8 1 0 2 6 向 伟 吴 明 亮 徐 玉 娟 幼 苗 移 栽 机 械 研 究 现 状 与 发 展 趋 势 J 农 机 化 研 究 2 0 1 5 3 7 8 6 9 1 7 童 俊 华 俞 高 红 朱 赢 鹏 等 三 臂 回 转 式 蔬 菜 钵 苗 取 苗 机 构 设 计 与 试 验 J 农 业 机 械 学 报 2 0 1 9 5 0 1 1 1 3 1 2 1 8 严 宵 月 胡 建 平 吴 福 华 等 整 排 取 苗 间 隔 放 苗 移 栽 机 设 计 与 试 验 J 农 业 机 械 学 报 2 0 1 3 4 4 S 1 7 1 3 9 韩 长 杰 穴 盘 苗 移 栽 机 自 动 取 喂 系 统 的 设 计 及 试 验 研 究 D 南 京 南 京 农 业 大 学 2 0 1 4 1 0 杨 萌 全 自 动 移 栽 机 送 苗 取 苗 装 置 控 制 系 统 研 究 D 石 河 子 石 河 子 大 学 2 0 1 8 1 1 孙 国 祥 汪 小 旵 何 国 敏 等 穴 盘 苗 移 栽 机 末 端 执 行 器 设 计 与 虚 拟 样 机 分 析 J 农 业 机 械 学 报 2 0 1 0 4 1 1 0 4 8 5 3 4 7 1 2 赵 镭 蔬 菜 移 栽 机 取 苗 机 构 运 动 控 制 系 统 研 究 D 重 庆 西 南 大 学 2 0 1 7 1 3 付 强 茄 科 蔬 菜 移 栽 机 械 手 的 设 计 与 试 验 研 究 D 大 庆 黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 2 0 1 8 1 4 许 博 廖 庆 喜 王 洋 等 油 菜 纸 钵 苗 移 栽 机 气 动 插 入 式 取 苗 过 程 分 析 与 试 验 J 华 中 农 业 大 学 学 报 2 0 1 8 3 7 6 1 1 9 1 2 9 D e s i g n a n d E x p e r i m e n t o f C l a m p i n g P i c k i n g S e e d l i n g M e c h a n i s m f o r T o m a t o T r a n s p l a n t e r Z ha ng K a i x i n g 1 2 W u H a o 1 W a ng W e nz ho ng 1 S o n g C ha o 1 L i u X i a nx i 1 1 C o l l e g e o f M e c ha ni c a l a n d E l e c t r i c a l E ng i ne e r i n g Sha ndo ng A g r i c ul t u r a l U ni v e r s i t y T a i a n 2 7 1 0 1 8 C h i n a 2 S ha n d o n g P r o v i nc i a l E ng i ne e r i ng L a b o r a t o r y o f A g r i c ul t u r a l E qui pm e nt I nt e l l i g e nc e T a i a n 2 7 1 0 1 8 C hi na A b s t r a c t I n v i e w o f t he s e e dl i n g t r a ns p l a nt i ng m e c h a ni s m f o r t o m a t o t he r e a r e s o m e s i g ni f i c a n t pr o bl e m s s uc h a s l o w l e v e l o f a ut o m a t i o n i n j ur y a n d s e e dl i n g l e a ka g e d u r i ng t h e s e e dl i ng p i c ki ng pr o c e s s I n t hi s pa pe r t he s e e dl i ng c l a w s a n d t he w i d e pl a t e o f t h e c l a m pi ng m e c h a n i s m w e r e s t udi e d T he s t r e s s s t a t e o f t he s e e d l i ng s u bs t r a t e i n t he p r o c e s s o f s e e d l i n g pi c k i n g w a s a n a l y z e d T h e r a t i o n a l i t y o f t he de s i g n a n d p a r a m e t e r o p t i m i z a t i o n o f t he s e e d l i n g pi c ki ng m e c ha n i s m w a s v e r i f i e d w i t h A D A M S A c c o r d i ng t o t he s i m ul a t i o n r e s ul t s t he s t r o k e a nd s p e e d o f t he c o nt r o l c y l i nde r w e r e t e s t e d T he r e s ul t s s ho w e d t ha t t h e s e e dl i n g p i c ki ng t i m e w a s c o nt r o l l e d a t 1 3 s a n d t he a n g l e b e t w e e n t he s e e d l i ng c l a w a nd t h e v e r t i c a l di r e c t i o n i s 8 T he da m a g e r a t e l e a ka g e r a t e a nd m a t r i x de s t r uc t i o n r a t e w e r e e f f e c t i v e l y c o nt r o l l e d a nd t he c o m p r e h e ns i v e s e e d l i ng pi c ki ng s u c c e s s r a t e r e a c he d 9 7 5 K e y w o r d s t r a ns p l a n t e r t o m a t o pi c ki ng s s e e dl i n g m e c ha ni s m c l a m pi n g c l a w A D A M S s i m ul a t i o n 8 6 2 0 2 0 年 1 2 月 农 机 化 研 究 第 1 2 期