【摘 要】
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自2017年来,全国花卉消费额以年均10%以上的速度在递增。在盆栽花卉市场急剧扩张的情形下,对自动化盆栽花卉移栽设备的需求也日益增长,自动化花卉移栽技术的关键在于设计一个机构以实现花苗的夹取和栽植。现有的2R开链行星轮系式移栽机构由于受限于非圆齿轮的尺寸和结构,机构的夹苗至栽苗的位移量及机构运动的灵活性都会受到较大限制。论文提出基于3R开链杆运动分析的行星轮系花卉盆栽机构,通过分析行星轮系式开链杆
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自2017年来,全国花卉消费额以年均10%以上的速度在递增。在盆栽花卉市场急剧扩张的情形下,对自动化盆栽花卉移栽设备的需求也日益增长,自动化花卉移栽技术的关键在于设计一个机构以实现花苗的夹取和栽植。现有的2R开链行星轮系式移栽机构由于受限于非圆齿轮的尺寸和结构,机构的夹苗至栽苗的位移量及机构运动的灵活性都会受到较大限制。论文提出基于3R开链杆运动分析的行星轮系花卉盆栽机构,通过分析行星轮系式开链杆组的运动规律,确定3R开链行星轮系式机构的形式。开发了 3R开链行星轮系机构优化设计软件,结合花卉盆栽作业的运动要求,获得3R轮系式花卉盆栽机构的最优参数解,完成机构的三维设计及仿真并开展了试验研究。相较于2R开链行星轮系式移栽机构,3R轮系式花卉盆栽机构能实现更大的位移量和更合理的取和栽时的秧苗角度。论文的主要研究内容如下:1)分析2R开链行星轮系机构的运动特性,提出了基于3R开链杆运动分析的3R开链行星轮系机构,并对3R开链行星轮系机构形式进行了区分,确定论文所研究的轮系式花卉盆栽机构的基本形式。2)结合刚体引导理论,提出了先获得2R开链杆组的连杆末端轨迹,根据2R开链杆组轨迹与实际轨迹的在关键点位置上的偏差角度,确定3R开链行星轮系机构的其他相关设计参数,获得3R开链行星轮系机构数学模型。3)分析了花卉盆栽机构的作业要求,确定机构的静轨迹和动轨迹的设计要求。基于MATLAB编写了 3R开链行星轮系机构优化设计软件,实现了设计结果的快速筛选及可视化输出,获得了 3R轮系式花卉盆栽机构的最优参数解。4)利用Solidworks软件完成了 3R轮系式花卉盆栽机构的三维建模,利用Adams软件对该机构进行仿真,验证了机构的设计方法的正确性。组装加工后的零件并完成实验,3R轮系式花卉盆栽机构的盆栽成功率达到69.14%。被栽入花盆的钵苗直立性良好。
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