葫芦科植物嫁接机苗木输送装置的设计开题报告.doc

毕业设计开题报告（理工类）设计题目葫芦科植物嫁接机的设计嫁接平台、苗木的传输系统及总装配图学生姓名学号专业机械设计制造及其自动化一、课题的目的意义：嫁接就是把两种幼苗安插、结合到一起的作业。利用抗性强的砧木进行嫁接育苗，可大大增强抗病性(嫁接西瓜、黄瓜可防止枯萎病，嫁接茄子可防止黄萎病、根结线虫病，嫁接番茄可防止青枯病、枯萎病，一般嫁接苗防止土传病害的效果达89.6%100%)；同时，通过嫁接换根，还可使植株的抗寒性及耐热、耐湿、耐旱、吸肥能力大大提高，还可克服连作障碍，因而可显著增产，瓜类、茄果类嫁接后一般可增产20%以上，重病区可成倍增产。嫁接机是一种集机械、自动控制与园艺技术于一体的机器。它根据不同嫁接方法，把蔬菜苗茎秆直径为几毫米的砧木、穗木的嫁接为一体，使嫁接速度大幅度提高；同时由于砧、穗木接合迅速，避免了切口长时间氧化和苗内液体的流失，从而又可大大提高嫁接成活率。因此，嫁接机被称为嫁接育苗的一场革命。葫芦科植物是重要的蔬菜和水果植物，例如黄瓜、西瓜等，其嫁接机系统的研究，将会大幅度的提高生产率，减轻农民的劳动强度。二、近年来国内外研究现状：(1)国外蔬菜嫁接机研究现状。在日本，西瓜、黄瓜、茄子靠嫁接栽培的分别达到l00%、90%、96%，每年大约嫁接10多亿棵。从1986年起，日本开始了对嫁接机器人的研究，以日本“生物系特定产业技术研究推进机构”为主，一些大的农业机械制造商参加了研究开发，其成果已开始在一些农协的育苗中心使用。由于看到了蔬菜嫁接自动化及嫁接机器人技术在农业生产上的广阔前景，日本一些实力雄厚的厂家如YANMA、M1TSUBISHI等也竞相研究开发自己的嫁接机器人，嫁接对象涉及西瓜、黄瓜、西红柿等。日本研制开发的嫁接机有较高的自动化水平，但机器体积庞大，结构复杂，价格昂贵。20世纪90年代初，韩国也开始了对自动化嫁接技术的研究，但其研究开发的技术，只是完成部分嫁接作业的机械操作，自动化水平较低，速度慢，而且对砧、穗木苗的粗细程度有较严格的要求，不适于工厂化的大规模嫁接生产。在欧洲的意大利、法国、荷兰等农业发达国家，蔬菜的嫁接育苗相当普遍，大规模的工厂化育苗中心每年向用户提供嫁接苗。但这些国家尚无自己的嫁接机技术和产品，嫁接作业大部分停留在手工嫁接的水平上，极少地方使用日本的嫁接机器。(2)我国蔬菜嫁接机研究现状。嫁接栽培技术已在我国日光温室、大棚等设施瓜类蔬菜生产中得到推广应用。但到目前为止，我国蔬菜嫁接都是采用人工方法，瓜类蔬菜的手工嫁接，有靠接、插接等方法。蔬菜嫁接是一项时间紧迫、作业量浩大的工作。例如，栽培1亩地黄瓜需要35004000株苗，而幼苗适于嫁接的时间只有35天，一个熟练的操作者平均每分钟只能嫁接l2株。为争取速度，加快进度，人们需要长时间地连续嫁接，甚至通宵达旦地工作。嫁接苗的砧木苗直径在34毫米左右，穗木苗直径只有l2毫米，加之幼苗脆嫩细弱，所以嫁接起来很耗费精力。而且，每个人所掌握的嫁接技术要领、手法及熟练程度不同，难以保证高的嫁接质量和高的成活率。由于费工费时，在有些地区，又出现了放弃嫁接栽培的现象，取而代之的是大量施用农药、杀虫剂、杀菌剂。这样不但造成了浪费，更严重的是污染了蔬菜，破坏了环境，对人类健康构成威胁。蔬菜的手工嫁接效率低、劳动强度大、嫁接苗成活率低，已远远不能适应我国农业生产的要求。因此，在我国发展机械化、自动化的嫁接技术势在必行。目前，我国主要有两种蔬菜嫁接机。一种是由长春裕丰自动化技术责任有限公司与中国农业大学合作，利用日本、韩国专利技术研制了“蔬菜半自动嫁接机”，主要用于黄瓜苗、西葫芦苗和西瓜苗嫁接，也可用于番茄苗、茄子苗嫁接。它采用的是靠接法。先取出砧木苗，置于嫁接机左侧的压苗片中。然后从育苗穴盘中取出接穗苗，置于嫁接机右侧的压苗片中。机器启动后，自动进行夹苗、切口、结合等动作，并用嫁接夹从右侧夹住已嫁接的苗子。最后取出嫁接苗，栽植在预备好的苗床中。如果有34人配合，嫁接速度可大大提高，最快每小时可嫁接540株，比手工嫁接效率提高数倍，成活率达90%。另一种是由中国农业大学机械工程学院农业机械化系张铁中副教授研制的一种智能全自动蔬菜嫁接机。该机由计算机控制，实现了砧木和接穗取苗(用穴盘育苗)、切割、结合、固定和摆放等嫁接全过程的自动化操作，在体积、重量、嫁接速度和性能等方面的指标，均达到了国际先进水平，获得了国家专利。它每小时可嫁接1000株苗，克服了手工嫁接速度慢、费工费时和嫁接成活率低的缺点，可用于保护地黄瓜嫁接，也可用于茄子等其他蔬菜嫁接。但是这个机构使用穴盘育苗苗木成活率不高，本次设计采用营养钵育苗成活率也高于穴盘育苗。三、设计方案的可行性分析和预期目标：1可行性分析原有嫁接机采用人工放置砧木，要求放苗的速度快且放置位置精确，因此劳动强度大。而采用砧木自动供苗系统则可以保证在高效率嫁接的前提下提高蔬菜嫁接的自动化程度。由于输送砧木苗时不要求精确的传动比和较高的传动效率，因此输送系统可以采用普通的平带运输机，驱动电机可以选用伺服电机。该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为Y系列三相交流异步电机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。2预期目标该装置的工作过程：带营养钵的砧木苗和接穗被放置在皮带上，电机转动，营养钵随皮带前进，检测传感器同时进行检测：当传感器检测到营养钵时，电机停止转动，此时营养钵恰好位于指定位置，等待机械手取营养钵；营养钵被取走后，电机继续转动，输送下一个营养钵到指定位置。保证6棵/分钟的工作效率。在整个砧木输送装置的设计与安装时还应考虑：放置砧木苗的皮带上端面应稍高于砧木生长点识别系统中托盘的顶端面，保证营养钵能从连续供苗系统中被平稳放置于砧木生长点识别系统中。四、所需要的仪器设备、材料：画图工具，图纸，图板，机械设计手册五、课题分阶段进度计划：1第1周布置任务，翻译外文资料，查阅有关文献，讨论方案。完成翻译2第2周实习参观，确定整体方案。完成确定方案3第310周根据确定方案进行设计计算，绘制草图。完成绘制草图4第1113周完成总装图、部件装配图及零件图等机械部分设计。完成机械部分设计5第14周检查与修改完成检查修改6第1516周编写设计说明书，整理全部文件，准备答辩。完成说明书，整理好文件7第17周根据答辩意见修改。通过答辩指导教师意见：签字：200年月日