輕便型溫室換盤移栽機設(shè)計與試驗 趙升燚 劉繼展 周 昕 江蘇大學(xué) 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與技術(shù)省部共建教育部重點實驗室 江蘇 鎮(zhèn)江 212013 摘 要 針對國內(nèi)中小型溫室的實際生產(chǎn)需要 設(shè)計了一種輕便型溫室換盤移栽機 提出了多爪間隔定距取放苗 方案 從而大大簡化了傳統(tǒng)含爪距擴展的多爪取放 輸送系統(tǒng) 同時 提出了源盤與目標(biāo)盤的長距鏈傳動推桿輸送 結(jié)構(gòu) 取代了傳統(tǒng)三伺服的喂盤取盤短距鏈傳動與長距帶組合結(jié)構(gòu) 在實現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化的同時 有效提高了穴盤輸 送的定位精度 整機控制系統(tǒng)實現(xiàn)高度集成化 使用了模塊化的軟件設(shè)計 減少了被控對象和控制流程 并降低了 整機功耗 試驗結(jié)果表明 源穴盤換行作業(yè)平均誤差 0 25mm 換盤作業(yè)平均誤差 0 89mm 目標(biāo)穴盤換行作業(yè)平均 誤差 0 31mm 換盤作業(yè)平均誤差 1 09mm 多爪取放苗機構(gòu)可高效完成取苗栽苗作業(yè) 水平輸送機構(gòu)以 1 5m s 驅(qū) 動多爪取放苗機構(gòu)高速穩(wěn)定的往復(fù)運動 該機的研制為各類溫室育苗的移栽作業(yè)提供了裝備支撐 關(guān)鍵詞 移栽機 穴盤 輕便型 溫室 中圖分類號 S223 9 S625 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1003 188X 2020 11 0051 07 0 引言 移栽是溫室育苗重要環(huán)節(jié)之一 自動化育苗已成 為設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然要求 1 2 溫室育苗環(huán)境復(fù) 雜 由于生菜 番茄 辣椒 黃瓜等蔬菜幼苗生長周期 不同 需移栽至不同規(guī)格穴盤中 勞動力占用極大 耗 時耗力且移栽效率差 嚴(yán)重制約了我國育苗產(chǎn)業(yè)的自 動化和標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展 3 6 因此 溫室換盤移栽設(shè)備的 研發(fā)對降低勞動者負擔(dān)和提高生產(chǎn)效率具有重要意 義 穴盤苗自動移栽是一種適合工廠穴盤苗生產(chǎn)的育 苗移栽方式 山東 浙江 江蘇 上海等地大型農(nóng)場育 苗模式已由傳統(tǒng)人工變?yōu)樽詣踊瘷C器育苗移栽 大大 提高了生產(chǎn)效率 7 近年來 國內(nèi)外對智能移栽裝備 進行了大量研究 國外移栽機技術(shù)已經(jīng)比較成熟 模 塊式的開發(fā)方式可實現(xiàn)多組取苗爪同時作業(yè) 作業(yè)效 率高 但成本也高 國內(nèi)所研制的溫室穴盤苗自動移 栽機存在定位精度不高 控制性能不穩(wěn)定 智能化程 度較低及穩(wěn)定性差等問題 8 9 為此 自主研制了輕便型溫室換盤移栽機 對主 收稿日期 2019 05 05 基金項目 江蘇省農(nóng)業(yè)自主創(chuàng)新項目 CX 16 1044 江蘇省高校自 然科學(xué)研究重大項目 A 類 16KJA210002 國家重點研發(fā) 計劃項目 2018YF0700705 江蘇省農(nóng)業(yè)科技支撐重點資 助項目 BE2014406 作者簡介 趙升燚 1995 男 安徽滁州人 碩士研究生 E mail 969936897 qq com 通訊作者 劉繼展 1976 男 河北衡水人 研究員 博士生導(dǎo)師 E mail liujizhan 163 com 要機構(gòu)進行設(shè)計 對穴盤輸送定位裝置機構(gòu) 多末端 移栽機構(gòu) 尺寸優(yōu)化及集成性布局 并開展一系列驗 證試驗 保證了高效率的移栽作業(yè) 1 整體設(shè)計方案與工作原理 1 1 作業(yè)環(huán)境 如圖 1 所示 國內(nèi)大型溫室育苗已逐漸采用標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)格的穴盤育苗模式 自動化移栽裝備也用到生產(chǎn)線 上 只需少量的人工放盤 取盤 即可完成高效率的移 栽作業(yè) 10 圖 1 現(xiàn)代化溫室育苗 Fig 1 Modern greenhouse nursery 目前 國內(nèi)日光溫室大棚規(guī)格偏向于小型化 長 度不宜大于 100m 面積小于 667m 2 為宜 與國外溫室 規(guī)模相差甚遠 自動化作業(yè)普及程度更是遠遠不 如 11 同時 國外移栽設(shè)備與國內(nèi)小型化的生產(chǎn)模式 并不相符 價格昂貴 體積較大 因此 低成本 易操 15 2020 年 11 月 農(nóng) 機 化 研 究 第 11 期 DOI 10 13427 ki njyi 2020 11 009 作的輕便型移栽機的研發(fā)可有效提高農(nóng)戶的生產(chǎn)效 率 12 13 1 2 總體方案與結(jié)構(gòu) 輕便型溫室換盤移栽機主要由鏈?zhǔn)皆囱ūP與目標(biāo) 穴盤輸送定位單元 氣動多爪取放苗單元 交互式集 成控制單元組成 三維結(jié)構(gòu)如圖 2 所示 各單元均為 模塊化設(shè)計 可實現(xiàn)機械與電路的快捷化拆裝 鏈?zhǔn)?源穴盤與目標(biāo)穴盤輸送定位單元 氣動多爪取放苗單 元均為獨立的多滾輪移動式設(shè)計 大大提高了該機使 用的輕便性 1 顯示器 2 直線模組 3 多末端移栽機構(gòu) 4 源穴盤輸送面 5 空壓機 6 伺服電機 7 控制柜 8 滾輪 圖 2 輕便型溫室換盤移栽機三維模型圖 Fig 2 Three dimensional model of an greenhouse sorting tray transplanter 2 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計 在江蘇溧陽 金壇等地工廠化育苗場 進行了育 苗品種 穴盤規(guī)格 育苗基質(zhì)及育苗期等規(guī)格與換盤 移栽作業(yè)需求的調(diào)研 本項目換盤移栽的對象為育苗 期不同苗齡常見蔬菜與花卉穴盤苗 移栽作業(yè)時株高 在 80 120mm 左右 如溫室主要栽培作物中需求量大 的番茄 黃瓜及辣椒穴盤苗 根據(jù)作業(yè)對象特征及作 業(yè)要求 對移栽機主要執(zhí)行部件進行具體的結(jié)構(gòu)參數(shù) 設(shè)計 2 1 氣動多爪取放苗單元 換盤移栽系統(tǒng)要實現(xiàn)自動化作業(yè) 需要移栽機構(gòu) 精確地將源穴盤里的移栽苗源移栽至目標(biāo)穴盤里的 空穴孔里 完成取苗 移送 放苗等動作 移栽機構(gòu)直 接決定了移栽的質(zhì)量和效率 對集成換盤移栽系統(tǒng)至 關(guān)重要 2 1 1 現(xiàn)有多爪取放苗方案 多爪取放苗系統(tǒng)通常包括多套取苗爪和橫向水平 輸送機構(gòu) 為適應(yīng)源穴盤和目標(biāo)穴盤的穴孔距的差 異 還需要加裝復(fù)雜的爪距擴展裝置 如圖 3 所示 爪距擴展裝置的增加導(dǎo)致水平輸送動作部件的復(fù)雜 笨重 相應(yīng)的水平承載輸送機構(gòu)更加龐大 且系統(tǒng)的 動作快速性能受到極大限制 1 升降氣缸 2 取苗爪 3 電磁閥組 4 伺服電機 5 輸送模組 6 展合板 圖 3 現(xiàn)有多爪變距移栽機構(gòu) Fig 3 Existing multi claw variable distance transplanting mechanism 2 1 2 多爪間隔取放苗方案的提出 根據(jù)調(diào)研 換盤移栽中高密度盤與低密度盤的穴 孔距通常存在定比關(guān)系 50 孔穴盤 5 行 10 列 的穴 孔距為 105 孔穴盤 7 行 15 列 的 1 5 倍 如圖 4 所 示 分別以 105 孔穴盤與 50 孔穴盤作為源穴盤和目 標(biāo)盤 提出了 5 爪間隔取放苗方案 即分別以源穴盤 的 3 倍穴孔距間隔取苗 以目標(biāo)穴盤的 2 倍穴孔距間 隔放苗 實際爪距不變 從而避免了爪距擴展的復(fù)雜 結(jié)構(gòu) 實現(xiàn)了多爪取苗 水平輸送各環(huán)節(jié)的輕量化 a b 圖 4 穴盤示意圖 Fig 4 Schematic diagram of cavitation disk 25 2020 年 11 月 農(nóng) 機 化 研 究 第 11 期 2 1 3 多爪取放苗機構(gòu)的結(jié)構(gòu)輕量化 根據(jù)多爪間隔取放苗方案 開發(fā)了無爪距擴展裝 置的定爪距 5 爪取放苗機構(gòu) 由單氣缸實現(xiàn) 5 爪的同 步升降 5 爪開合分別由獨立微型氣缸控制 多爪可 靈活配置 以適應(yīng)不同規(guī)格穴盤的需要 并使移栽過 程中的實時分選成為可能 機構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)如圖 5 所 示 1 角碼 2 浮動連接座 3 滑塊 4 取苗爪 5 氣缸連接浮動接頭 6 直線導(dǎo)軌 7 鋁型材 8 筆形氣缸 圖 5 多爪取放苗機構(gòu)三維模型圖 Fig 5 Three dimensional model diagram of multi claw picking and placing seedling mechanism 2 1 4 多爪水平輸送機構(gòu)的結(jié)構(gòu)輕量化 由于多爪取放苗機構(gòu)的輕量化 使多爪的水平輸 送由單條的直線動作單元實現(xiàn) 如圖 6 所示 本設(shè)計 采用了額定速度 2 16m s 動作行程 1300mm 的同步 帶式直線模組 并通過 750W 交流伺服電機與多組光 電限位開關(guān) 實現(xiàn)了多爪的高速水平輸送和精確定位 控制 多爪加速度最大可達 8m s 2 1 多爪取放苗機構(gòu) 2 模組工作臺 3 支撐橫架 4 直線模組 5 伺服電機 圖 6 水平輸送機構(gòu)三維模型圖 Fig 6 Three dimensional model diagram of horizontal conveying mechanism 2 2 穴盤輸送定位單元 穴盤輸送機構(gòu)的進給效果和精度直接影響到移栽 成功率 作業(yè)時需源穴盤輸送機構(gòu)將源穴盤中的穴盤 苗不斷地輸送到取苗爪的取苗位置 并在取苗爪完成 整排取苗后 使得源穴盤間歇進給一個穴孔中心距 進入下一個循環(huán)的取苗 目標(biāo)穴盤輸送方式與此相 同 從設(shè)計成本 合理性的角度考慮 將源穴盤輸送 機構(gòu)與目標(biāo)穴盤輸送機構(gòu)統(tǒng)一設(shè)計為一種穴盤輸送 機構(gòu) 然后對稱加工制作 2 2 1 現(xiàn)有穴盤輸送定位方案 現(xiàn)有穴盤輸送定位系統(tǒng)由兩端喂盤取盤短距鏈傳 動和長距帶輸送方式構(gòu)成 造成整個傳送系統(tǒng)需 3 個 伺服電機協(xié)調(diào)運動 控制復(fù)雜且作業(yè)線過長 同時 穴盤靠盤底與輸送面間的摩擦力實現(xiàn)長距輸送進給 易造成打滑而影響穴盤進給精度 如圖 7 所示 1 喂盤區(qū) 2 皮帶輸送面 圖 7 現(xiàn)有穴盤輸送機構(gòu)示意圖 Fig 7 Schematic diagram of existing tray conveying mechanism 2 2 2 穴盤輸送定位機構(gòu)輕量化設(shè)計 根據(jù)現(xiàn)有的移栽輸送機構(gòu) 設(shè)計了一種長距鏈傳 動推桿輸送機構(gòu) 采用二級鏈傳動的方式 單個伺服 電機即可實現(xiàn)穴盤的推進 壓縮輸送面長度且降低了 電機數(shù)量 如圖 8 所示 1 短鏈條傳動裝置 2 穴盤推桿 3 福馬腳輪 4 滾輪 5 長鏈條 6 從動軸 7 穴盤 8 導(dǎo)向板 9 導(dǎo)向板高度調(diào)節(jié)裝置 10 輸送面 11 主動軸 圖 8 穴盤輸送機構(gòu)三維圖 Fig 8 Three dimensional schematic diagram of cavitation disk conveying mechanism 35 2020 年 11 月 農(nóng) 機 化 研 究 第 11 期 長距鏈輸送結(jié)構(gòu)兩端各安裝有張緊裝置 調(diào)節(jié)長 鏈條的張緊度 從而降低長鏈條高速傳動中的橫向振 動 用調(diào)心球軸承的自動調(diào)心性補償鏈輪軸的不同心 度和軸撓度造成的誤差 以保證鏈輪與鏈節(jié)滾子之間 的嚙合效果 從而降低長鏈條傳動中的縱向振動 進 而保證了長鏈條能平穩(wěn)和精確地帶動穴盤推桿推動 穴盤進給 3 輕便 控制系統(tǒng)設(shè)計 3 1 設(shè)計目標(biāo) 針對移栽機控制對象較多 運動復(fù)雜 作業(yè)精度 較高等問題 設(shè)計了一種輕簡型控制系統(tǒng) 即模塊化 的程序框架 可實現(xiàn)伺服電機高精度運動 傳感器信 號的采集反饋 氣動單元協(xié)調(diào)控制 設(shè)計目標(biāo)為 1 易操作 控制面板一鍵作業(yè) 一鍵急停操作 便于用戶控制 2 全自動作業(yè)模式 取苗 輸送 栽苗 換行 換 盤等無停歇自動作業(yè) 3 精確運動 高效率作業(yè) 穴盤可精準(zhǔn)間歇供 給 多爪移栽模塊橫向 縱向運動精確定位 各模塊間 協(xié)調(diào)運動 4 能耗降低 電力與氣體消耗降低 3 2 硬件設(shè)計 根據(jù)穴盤定位裝置及多末端移栽模塊輕便型結(jié)構(gòu) 設(shè)計 電機處負載遠遠減小 直線模組及輸送板選用 750W 松下伺服電機作為動力輸出源 功率遠小于荷 蘭 Visser 溫室換盤移栽機電機功率 如圖 9 所示 圖 9 伺服電機 Fig 9 Servo motor 由于傳統(tǒng)換盤移栽機需實現(xiàn)模擬量信號輸入 5 6 軸運動伺服和超過 20 路氣動元件的集成控制 通 常需由工控機 多軸運動控制卡 48 路數(shù)字量輸入輸 出卡構(gòu)成龐大復(fù)雜的控制系統(tǒng) 通過輕簡化設(shè)計 移 栽機動力元件數(shù)有效壓縮為 3 軸交流伺服和 6 路氣 動 同時借助目前 PLC 集成脈沖 晶體管 繼電器輸出 和多軸獨立脈沖控制的優(yōu)勢 14 15 構(gòu)建為基于多軸運 動增強型 PLC 的小型化集成控制系統(tǒng) 因此 本機選 用多軸運動增強型 PLC 作為主控制器 實現(xiàn)伺服電機 精確運動 傳感器信號采集與反饋 氣缸開合等功能 在簡化控制系統(tǒng)硬件設(shè)計基礎(chǔ)上 PLC 控制器的輸出 口 輸入口數(shù)量也大大減少 如表 1 所示 表 1 PLC 端口分配表 Table 1 PLC port allocation table 輸入口 說明 輸出口 說明 X0 作業(yè) Y0 直線模組脈沖 X1 停止 Y1 源穴盤輸送板脈沖 X2 直線模組限位 1 Y2 目標(biāo)盤輸送板脈沖 X3 直線模組限位 2 Y3 筆形氣缸電磁閥 X4 直線模組限位 3 Y10 直線模組方向 X5 激光傳感器 1 Y11 源穴盤輸送板方向 X6 激光傳感器 2 Y12 目標(biāo)盤輸送板方向 X7 磁性開關(guān) 1 Y13 取苗爪電磁閥 1 X10 磁性開關(guān) 2 Y14 取苗爪電磁閥 2 X11 磁性開關(guān) 3 Y15 取苗爪電磁閥 3 Y16 取苗爪電磁閥 4 Y17 取苗爪電磁閥 5 3 3 軟件設(shè)計 整機控制系統(tǒng)包括伺服電機驅(qū)動脈沖信號 傳感 器信號采集與反饋 電磁閥通斷控制 從而實現(xiàn)執(zhí)行 機構(gòu)高精度協(xié)調(diào)運動 因此 設(shè)計一種應(yīng)用于換盤移 栽機的模塊化軟件 有利于樣機的開發(fā)與調(diào)試 模塊 化軟件框圖 將整個移栽機軟件部分化為控制面板單 元 穴盤輸送定位單元 水平輸送定位單元及氣動取 放苗單元 分別按照設(shè)定的子模塊程序進行同步運 動 控制系統(tǒng)原理框圖如圖 10 所示 圖 10 控制系統(tǒng)原理圖 Fig 10 Control system schematic diagram 45 2020 年 11 月 農(nóng) 機 化 研 究 第 11 期 在移栽機硬件設(shè)計基礎(chǔ)上 圍繞幼苗種類 穴盤 規(guī)格不同的問題 實現(xiàn)了多末端移栽模塊精確運動并 停止在對應(yīng)作業(yè)點 結(jié)合移栽機各結(jié)構(gòu)參數(shù) 分析出 移栽機各運動單元的先后作業(yè)順序 如圖 11 所示 圖 11 系統(tǒng)運動流程圖 Fig 11 Flow chart of system motion 移栽機控制系統(tǒng)硬件基于 PLC 開發(fā) 軟件平臺集 成伺服運動控制模塊 例如 D VI 指令輸出指定頻 率脈沖數(shù) 用來實現(xiàn)穴盤逐行進給及換盤 PLSF 指令 輸出變頻脈沖 控制模組移送過程中加減速時間 根 據(jù)移栽作業(yè)流程可知 控制單次移栽作業(yè)中電機的先 后運動速度 距離 以及各氣缸進氣 出氣通斷時間 即可完成移栽機各執(zhí)行機構(gòu)的聯(lián)動協(xié)調(diào) 4 樣機與驗證 4 1 樣機開發(fā) 根據(jù)移栽機整體機械結(jié)構(gòu)設(shè)計及關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)計 算 完成了輕便型溫室換盤移栽機的開發(fā) 如圖 12 所 示 為簡化整機框架結(jié)構(gòu)及減小質(zhì)量 選用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè) 鋁型材作為框架 質(zhì)量小 承受力強 輸送板質(zhì)量承 受支架尺寸為 40mm 40mm 整機質(zhì)量承受支架尺寸 為 80mm 80 mm 皆為空心矩形管 同時 在此硬件 結(jié)構(gòu)上可進行檢測 分選 棄苗 補栽等功能模塊擴 展 實現(xiàn)溫室分選 移栽 補栽系統(tǒng)集成式設(shè)計 滿 足用戶功能擴展需求 1 補栽機構(gòu) 2 檢測裝置 圖 12 樣機實物圖 Fig 12 Transplanting machine 將移栽機控制系統(tǒng)部件安裝在移栽機底部質(zhì)量承 受框架上方 有效利用了移栽機空間資源 整機采用 電動 氣動兩種動力驅(qū)動方式 直線模組及輸送板處 電機采用 220V 交流電源驅(qū)動 多末端移栽機構(gòu)采用 氣動驅(qū)動 樣機尺寸 質(zhì)量 功率與荷蘭 Visser 公司 PIC O MAT PC21 型全自動換盤移栽機相比 尺 寸縮小 能耗降低 結(jié)構(gòu)簡化 樣機詳細參數(shù)如表 2 所 示 表 2 樣機參數(shù)對比 Table 2 Comparison of prototype parameters 類別 長 mm 寬 mm 高 mm 質(zhì)量 kg 功率 kW 樣機 2930 2760 2060 800 3 Visser 3400 3000 2200 1350 6 4 2 驗證試驗 4 2 1 試驗背景與方法 2019 年 3 月 在江蘇大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與技術(shù)教 育部重點實驗室 對樣機主要機構(gòu)進行了精度誤差試 驗 驗證作業(yè)精度是否滿足移栽作業(yè)要求 具體包括 穴盤間歇進給精度試驗 多爪移栽機構(gòu)作業(yè)精度試 驗 以及加減速過程移栽機構(gòu)振動性能試驗 1 穴盤間歇進給精度試驗 源穴盤單次逐行需 進給 36 5mm 目標(biāo)盤單次逐行需進給 51mm 換盤均 需進給 665mm PLC 控制器發(fā)送設(shè)定距離的脈沖數(shù) 電機帶動推桿將穴盤進給相應(yīng)的距離 輸送面上方導(dǎo) 向板標(biāo)記當(dāng)前行穴孔中心位置 該行向前進給后重新 標(biāo)記 數(shù)顯游標(biāo)卡尺測量兩處標(biāo)記點的距離 與設(shè)定 的運動距離進行對比 得出換行 換盤作業(yè)誤差 如圖 55 2020 年 11 月 農(nóng) 機 化 研 究 第 11 期 13 所示 對上述進給進行 10 次重復(fù)試驗 記錄每次 誤差值 圖 13 穴盤間歇進給試驗 Fig 13 Hole disc intermittent feeding test 2 多爪移栽機構(gòu)作業(yè)精度試驗 直線模組在取 苗區(qū) 栽苗區(qū)的光電限位開關(guān)用于控制多爪移栽機構(gòu) 在對應(yīng)作業(yè)點停止 移栽機構(gòu)在運動過程中依次在 3 處取苗點停止 進行取苗作業(yè) 依次在 2 處栽苗點停 止 進行栽苗作業(yè) 如圖 14 所示 判斷模組在高速運 動狀態(tài)下的作業(yè)點定位精度 是否可以進行完整地取 苗 栽苗作業(yè) 圖 14 多爪移栽機構(gòu)作業(yè)精度試驗 Fig 14 Precision test of multi jaw transplanting mechanism 3 加減速過程移栽機構(gòu)振動性能試驗 在勻加 速 減速模式下 PLC 控制器設(shè)定最大速度 V 加減速 時間 t 電機達到不同的加減速狀態(tài) 5 個取苗爪均攜 帶有穴盤苗 驗證不同的加 減速度狀態(tài)下 苗坨是否 會由于慣性在加減速過程中脫落 4 2 2 試驗結(jié)果與分析 試驗結(jié)果表明 源穴盤換行作業(yè)平均誤差 0 25mm 換盤作業(yè)平均誤差 0 89mm 目標(biāo)穴盤換行作業(yè)平均誤 差 0 31mm 換盤作業(yè)平均誤差 1 09mm 滿足穴盤間歇 進給作業(yè)要求 直線模組驅(qū)動多爪移栽執(zhí)行機構(gòu)速度 可達 1 5m s 穩(wěn)定輸送 并精準(zhǔn)停在對應(yīng)的光電限位開 關(guān)處 取苗爪可進行完整的取苗 栽苗作業(yè) 隨著直線模 組速度的提高 取苗損傷率也隨著上升 圖 15 加減速狀態(tài)試驗 Fig 15 Acceleration and deceleration condition test 在模組加減速過程中 加速狀態(tài)下無明顯振動 取苗爪可穩(wěn)定夾苗 減速狀態(tài)中 減速時間越短 振 動幅度越大 在 3m s 2 減速時無明顯振動 無苗坨脫落 情況 5m s 2 減速振動明顯 并無苗坨脫落 8m s 2 減速 時振動強烈 發(fā)生苗坨下墜情況 綜上所述 移栽機各執(zhí)行機構(gòu)可實現(xiàn)高速運動狀 態(tài)下的協(xié)調(diào)性配合 作業(yè)精度誤差均在設(shè)計誤差范圍 內(nèi) 完全符合實際生產(chǎn)的需要 5 結(jié)論 1 根據(jù)溫室育苗移栽機的結(jié)構(gòu)和作業(yè)原理 分析 了自動作業(yè)系統(tǒng)的需求 完成了移栽機結(jié)構(gòu)的設(shè)計 2 針對現(xiàn)有換盤移栽機的尺寸能耗等問題 對主 要部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化和作業(yè)區(qū)域集成化 機身尺寸為 2930mm 2760mm 2060mm 長 寬 高 質(zhì)量為 800kg 實現(xiàn)了換盤移栽機的小型化及輕量化 3 為驗證溫室換盤移栽機主要結(jié)構(gòu)性能 進行了 穴盤進給精度 移栽模塊運動精度 橫向輸送加減速 狀態(tài)下夾苗穩(wěn)定性等一系列驗證試驗 結(jié)果表明 自 主設(shè)計的移栽機可以很好實現(xiàn)溫室穴盤苗的高速移 栽作業(yè)需求 參考文獻 1 黃秋鑾 論設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及對策 J 辣椒雜志 2011 9 2 40 43 2 馬煒 閔麗萍 馬昌明 設(shè)施蔬菜育苗技術(shù) J 農(nóng)村科 技 2014 4 50 51 3 韓綠化 毛罕平 胡建平 溫室穴盤苗自動移栽機設(shè)計與 試驗 J 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報 2016 47 11 59 67 4 徐廣鵬 張闖闖 楊鐵鋼 等 一種種苗移栽機自動取苗 送苗裝置 J 農(nóng)機化研究 2016 38 6 249 252 65 2020 年 11 月 農(nóng) 機 化 研 究 第 11 期 5 劉凱強 曹衛(wèi)彬 連國黨 等 穴盤苗自動移栽機苗盤輸 送裝置的設(shè)計研究 J 農(nóng)機化研究 2016 38 4 126 129 6 趙英杰 馬振 陳永 等 移栽機自動進給機構(gòu)的設(shè)計研 究 J 農(nóng)機化研究 2018 40 7 68 71 7 郝金魁 張西群 齊新 等 工廠化育苗技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展 對策 J 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2012 40 1 349 351 8 王僑 穴盤苗自動取苗機構(gòu)控制系統(tǒng)研究 D 石河 子 石河子大學(xué) 2013 9 李華 曹衛(wèi)彬 顧文俊 等 夾持式取苗機構(gòu)自動控制系 統(tǒng)設(shè)計 J 農(nóng)機化研究 2014 36 7 107 109 10 于亞波 伍萍輝 馮青春 等 我國蔬菜育苗裝備研究應(yīng) 用現(xiàn)狀及發(fā)展對策 J 農(nóng)機化研究 2017 39 6 1 6 11 鐘鋼 國內(nèi)外溫室發(fā)展歷程 現(xiàn)狀及趨勢 J 農(nóng)業(yè)科 技與裝備 2013 9 68 69 12 王留柱 溫室缽苗移栽機機構(gòu)設(shè)計與移栽動平臺研究 D 鎮(zhèn)江 江蘇大學(xué) 2016 13 顧俊 溫室穴盤苗并聯(lián)高速移栽機設(shè)計與試驗 J 鎮(zhèn) 江 江蘇大學(xué) 2017 14 李男 劉繼展 高架草莓移栽機控制系統(tǒng)設(shè)計與試驗 J 農(nóng)機化研究 2019 41 11 122 126 15 魏新華 包盛 劉曉凱 等 穴盤苗全自動移栽機運動協(xié) 調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計與移栽試驗 J 農(nóng) 業(yè) 機 械 學(xué) 報 2016 47 12 1 7 Design and Experiment of Portable Greenhouse Transplanting Machine Zhao Shengyi Liu Jizhan Zhou Xin Key Laboratory of Modern Agricultural Equipment and Technology Ministry of Education Jiangsu University Zhen jiang 212013 China Abstract According to the actual production needs of small and medium sized greenhouse in China a portable green house transplanter was designed A multi paw interval and distance pick and place seedling solution scheme has been proposed which greatly simplifies the multi claw pick and place and transport system with the extended claw distance At the same time the long chain transmission push rod conveying structure of the source disk and the target disk is proposed which replaces the traditional three servo feeding disk take up short chain transmission and long distance belt combination structure While achieving lightweight structure the positioning accuracy of the tray conveying is effectively improved The whole machine control system is highly integrated using modular software design reducing the controlled object and control flow and reducing the power consumption of the whole machine The test results show that the average error of the source hole tray shifting operation is 0 25mm and the average error of the disk changing op eration is 0 89mm The average error of the target pallet change operation is 0 31mm and the average error of the change operation is 1 09mm The multi claw picking and placing seedling mechanism can efficiently complete the seed ling planting operation and the horizontal conveying mechanism drives the multi claw picking and placing seedling mechanism to reciprocate at a high speed and stability at 1 5 m s The development of the machine provides equipment support for the transplanting operation of various greenhouse seedlings Key words transplanting machine hole tray portable green house 75 2020 年 11 月 農(nóng) 機 化 研 究 第 11 期