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花卉移栽技术可以减少作物的生长周期,保持作物的品质统一,达到增产增收的目的,已成为现代温室盆栽花卉生产中主要的种植措施。发展自动化盆栽花卉移栽技术是顺应盆栽花卉生产高增长率的趋势,解决现有的低生产率和推进我过农业现代化的重要举措。随着我国花卉生产和设施农业技术发展,目前已具备了大力发展自动化盆栽花卉移栽技术的基础和条件。本文对盆栽花卉自动化移栽做了相关研究,主要研究内容和结果如下:(1)测量待移栽对象的几何参数和土基质的力学特性。测量待移栽对象—盆栽花卉株高、花茎直径和盆花重量的几何参数,测得红掌的株高为149.70±19.80mm,花茎直径为15.78±3.17mm,整体重量为198.10±22.89g。为仿真分析钢针与土基质的相互作用关系,利用ZJ型应变控制式直剪仪测量土基质的剪切特性参数,测得内聚力C=13.8KPa,摩擦角=29°。(2)确定自动化移栽过程,利用Solidworks软件设计初步方案,设计传送机构和自动落盆机构。对手工移栽过程进行分析,确定自动化移栽流程。分析传送机构的功能,选用配有挡板的网链传送带,对步进电机选型。设计自动落盆机构,可以实现一次可以落下5个盆的功能。(3)建立二次覆土机构初步方案,将创新方法应用到具体机构优化设计中。分析二次覆土机构所需完成特定功能所需的结构,建立二次覆土机构的初始模型,利用TRIZ进行矛盾提取,利用矛盾矩阵对压实模块进行优化。利用ARIZ进行组件分析、系统模型分析对模芯进行优化,得到改进方案。(4)确定移栽机构基本结构、确定方式和基本尺寸,利用ABAQUS进行静力学分析,进行实物样机试验,得到最佳参数组合。确定移栽机构采用一对机械手从花卉两侧夹取花茎的方式,根据花卉尺寸,计算移栽机构的几何参数;采用正交设计方法,利用ABAQUS软件进行静力学分析,得出插入深度对剪切应力的影响最小,必须考虑因素间的交互作用关系;利用二次正交旋转组合设计试验方法进行实物样机试验,结合曲面优化法得出升降气缸气压为0.36MPa,钢针插入斜度为28°和钢针插入点到中心的距离为38.12mm的最优参数组合。(5)选用三菱FX3U-128MT/ESPLC作为移栽机控制器,设计移栽机的自动控制系统。分配I/O点数,绘制PLC对步进电机控制电路,气动系统图,分析自动落盆、二次落土机构和移栽机构的程序流程图,设计上位机对PLC的监控,编写控制程序。