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中国是世界最大蔬菜生产国,移栽是中国蔬菜的主要种植形式。移栽机是适用于蔬菜移栽的机械,但是,目前我国使用的移栽机多为仿制国外的半自动移栽机。半自动移栽机的缺点有:需人工喂苗,效率低,连续工作人工劳动强度大,移栽质量差等。而全自动蔬菜移栽机全部为国外的产品,且结构复杂、价格昂贵。并不适应于我国小块田地移栽的需要。因此,急需研制出适合我国国情的穴盘苗全自动移栽机。 针对我国对全自动移栽机的迫切需求,本文的核心工作为两大方面:一是对全自动移栽机的核心工作机构——取苗机构,进行了运动学分析与优化设计,以及结构改进设计,二是负责导师团队设计的全自动移栽机的试制和试验研究工作,其主要研究内容及结论如下: (1)介绍了一种双臂式自动取苗机构,并介绍了该机构组成及工作原理,建立了双臂式自动取苗机构试验台,在该试验台上进行了不同取苗速率的取苗试验。取苗速率试验结果表明,随着取苗速率的增加,平均投苗失败率和平均伤苗率逐步升高,平均取苗成功率降低。主轴转速为10转/分时,取苗成功率最高(99.22%);主轴转速为30转/分时,取苗成功率最低(60.15%)。 (2)对双臂式取苗机构进行运动学分析,运用复数矢量法建立了双臂式取苗机构运动学理论模型;在双臂式取苗机构试验台上,运用高速摄像及相应的视频后处理技术,对双臂式取苗机构进行了运动学试验分析,试验分析结果与理论模型结果基本吻合,验证了双臂式取苗机构理论模型的正确性;在理论模型的基础上,对双臂式取苗机构进行了结构优化。 (3)对双臂式取苗机构进行了结构改进。对凸轮-连杆机构动力传递方式进行了改进,引入了一种几何锁合型凸轮——双滚子沟槽式凸轮,设计了双滚子沟槽式凸轮的基本参数;改进了双臂式取苗机构杆件间联接方式,并对其杆件进行减重设计;对双臂式取苗机构的内外侧工作部件进行了质量平衡;对双臂式取苗机构支撑架在焊接过程中的形变误差进行了控制;针对取苗末端执行器在高速工作时振动的问题设计了一种减振装置;最后,在Solidworks软件中完成了经优化、改进后的双臂式取苗机构建模工作,并对该机构进行了试制。 (4)对全自动移栽机进行了试制与试验工作。由于双臂式取苗机构是全自动移栽机的一部分,通过全自动移栽机整机联动的取苗试验,更能反映实际情况。首先,对全自动移栽机进行了试制,并完成多次调试工作根据调试过程暴露的问题,对全自动移栽机进行了改进设计;在调试工作完成后,进行了取苗试验,在取苗速率为40转/分的情况下,取苗成功率达到了92.4%;在取苗速率55转/分的情况下,取苗成功率达到了88.09%,平均取苗成功率达到了90.25%。取苗效果良好,达到了预先设计的目标。