蔬菜移栽作业是西南丘陵山地蔬菜种植生产过程中的重要环节,现有的半自动化蔬菜移栽机在取送苗作业中靠人力进行,劳动强度大,劳动效率低,开发自主研制的丘陵山地蔬菜移栽机及自动化控制系统,对提高丘陵山地蔬菜种植产业机械化、自动化水平有着至关重要的作用。本课题在对国内外蔬菜移栽机的工作原理与结构特点进行深入分析及实际调研基础上,考虑西南地区蔬菜移栽作业流程及农艺要求、蔬菜移栽机丘陵山地环境的适应性、送取植苗过程的机械化实现、整机自动化控制等方面的需求,进行了基于无线智能终端设备控制的丘陵山地蔬菜移栽机设计。主要研究内容包括:1、丘陵山地蔬菜移栽机动力、转向及行驶系统的参数化设计及三维实体建模。在进行动力计算基础上,借助三维设计工具Solidworks,对丘陵山地蔬菜移栽机动力传输与转向控制系统进行了参数化改进设计与三维实体建模,其中动力传输系统中主要对离合器控制系统、变速器操纵机构进行了适应自动化控制系统的结构改进设计及三维实体建模。为了提高蔬菜移栽机在西南丘陵山地环境中的适应能力,参数化设计了三角橡胶履带总成结构,并进行了三维实体建模,解决了蔬菜移栽机在湿滑、多土块、大坡度丘陵山地路面行驶与作业的难题。2、蔬菜移栽机送取植苗机构适应自动化控制的参数化设计及三维实体建模。在反复研究蔬菜移栽机送取植苗过程及原理的基础上,采用电控自动化送取苗的方式代替人工取投苗环节,参数化设计了送苗与取苗机构,经过计算和校验,送苗机构实现了育苗穴盘横向、纵向移动以及定位的自动化控制,能够精准地将育成苗移动到取苗指定位置。取苗机构采用齿轮组驱动取苗舌从三面同时插入育苗穴盘穴孔实现取苗,结构简单,取苗过程容易控制,保证了取苗过程的稳定性。此外,还对植苗机构的驱动方式进行了参数化改进,采用异型齿和驱动横梁结构对鸭嘴机构进行了重新设计。并在校验送取植苗机构相关结构的基础上,使用Solid Wokks三维建模软件对送取植苗机构进行了三维实体建模。3、基于ADAMS的蔬菜移栽机取植苗机构运动学仿真与基于ANSYS的机架及育苗穴盘孔结构强度静力学分析。采用ADAMS软件对取植苗机构的运动过程进行了运动学数值模拟仿真,通过对驱动齿轮角动量、角速度、角加速度等运动学仿真结果的分析,验证了取苗机构设计的正确性。通过对植苗机构植苗横梁在Y轴方向位置曲线,以及植苗驱动辊在Z轴方向上的位置曲线变化规律,验证了植苗机构设计正确性。为进一步的田间试验提供了重要的参考依据。用ANSYS软件对机身及育苗穴盘孔进行了结构强度分析。机架的静力学分析结果表明:机架结构强度满足设计要求,在各机构的应力作用下,无明显变形;育苗穴盘孔的静力学分析结果表明:穴盘孔的强度满足取苗舌片的取苗要求,在取苗过程中,穴盘孔会发生弹性变形,有助于蔬菜成苗在取苗过程中的分离。验证了蔬菜移栽机机架和育苗穴盘孔在丘陵山地环境下的工作过程中的可靠性和稳定性。4、丘陵山地蔬菜移栽机控制系统设计及实现。以STM32F767IGT6为主控芯片,设计了主控电路及功能接口,搭建了CAN总线电路、九轴传感器电路、ATK接口等电路,实现了图像数据采集、WIFI、GPS等功能模块在控制系统中的应用。软件上采用对实时操作系统Free RTOS进行剪裁的方法,以任务调度的方式,基于状态估计算法、PID控制算法,实现了各功能模块间的协作控制。为丘陵山地蔬菜移栽机的智能化发展,提供了设计思路和参考依据。