【摘 要】
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随着经济水平的发展,我国花卉产业的种植面积和产值一直在稳步提升。顺应各行业“机器换人”的新趋势,各类花卉移栽机构也逐渐在花卉产业实际生产过程中投入使用。论文针对国内花卉产业特点对移栽机构进行研究,对花卉盆栽农艺要求进行分析并完成轨迹设计,提出一种基于五杆机构的轻简型花卉自动盆栽机构,并完成机构优化、结构设计、虚拟仿真,并利用光电传感器实现自动识别功能,试制样机并完成机构移栽试验。论文主要研究内容如
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随着经济水平的发展,我国花卉产业的种植面积和产值一直在稳步提升。顺应各行业“机器换人”的新趋势,各类花卉移栽机构也逐渐在花卉产业实际生产过程中投入使用。论文针对国内花卉产业特点对移栽机构进行研究,对花卉盆栽农艺要求进行分析并完成轨迹设计,提出一种基于五杆机构的轻简型花卉自动盆栽机构,并完成机构优化、结构设计、虚拟仿真,并利用光电传感器实现自动识别功能,试制样机并完成机构移栽试验。论文主要研究内容如下:（1）分析移栽过程中关键点位上移栽轨迹的农艺要求,设计了一种更适用于硬质钵苗盘的移栽轨迹;对五杆机构进行分析,获得机构各参数之间的函数关系,完成盆栽机构建模。（2）将机构拆分为EDF杆组及ABC杆组进行优化,分析盆栽机构在关键点的位姿要求和移栽过程中运动学要求,分别确定EDF杆组和ABC杆组的优化目标及约束条件。基于遗传算法分别编写了机构优化程序,优化获得机构各杆长度为77mm,274mm,111mm,217mm,319mmm,295mm,机构机架坐标为（177mm,582mm）,（93mm,300mm）,并得到移栽周期中机构原动件的运动规律。（3）针对植苗角度过大的问题对盆栽机构移栽臂的内部结构进行设计,设计了凸轮-连杆机构以调整取苗杆在植苗点的位姿,使其在植苗点上保持竖直以保证植苗效果;对五杆机构及移栽臂进行结构设计,绘制轴、杆、壳体等部件的三维模型和二维图纸,利用Adams完成机构仿真,验证机构结构设计的准确性。（4）搭建试验台,完成机构控制系统设计。通过数值微分法对电机角位移曲线进行插值,实现双电机实时同步联动控制;完成自动识别系统设计,利用光电反射传感器对钵苗盘空穴进行检测,使机构在移栽过程中可以跳过空穴进行工作。（5）对机构整体系统进行调试,解决调试过程中出现的一些问题;完成机构空转实验,得到机构实际轨迹,将其与设计轨迹对比,验证控制系统设计的准确性;完成移栽试验,得到四个取苗点取苗角度分别为100.2°,92.5°,87.1°,80.9°,植苗点植苗角度为90.1°,符合设计要求;分析实验结果,验证论文所设计盆栽机构的可行性。
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