蔬菜自动嫁接机夹持机构设计【16张CAD图纸】【优秀】

蔬菜自动嫁接机夹持机构设计

35页 16000字数+说明书+16张CAD图纸

嫁接机工作流程图.dwg

气动工作原理图.dwg

蔬菜自动嫁接机夹持机构总汇14张.dwg

蔬菜自动嫁接机夹持机构设计论文.docx

目    录

摘要1

关键词1

1  前言2

2  蔬菜嫁接技术3

　2.1  蔬菜嫁接方法3

　2.2  蔬菜嫁接栽培技术现状3

　2.3  蔬菜嫁接研究必要性及适用类型3

　　2.3.1  机械嫁接的必要性3

　　2.3.2  嫁接机适用类型4

　2.4  国内外嫁接机的发展现状4

　　2.4.1  国外（日本）嫁接机技术先进国家的发展现状4

　　2.4.2  国外（韩国）嫁接机技术先进国家的发展现状6

　　2.4.3  国内嫁接机技术先进国家的发展现状6

　2.5  蔬菜嫁接机的设计特点7

　　2.5.1  设计的特点7

　　2.5.2  蔬菜自动嫁接机设计结构示意图8

　　2.5.3  设计思路9

　　2.5.4  本蔬菜自动嫁接机设计方案：10

3  蔬菜嫁接机夹持机构设计10

　3.1  蔬菜嫁接机工作原理10

　3.2  蔬菜嫁接机工作流程11

　3.3  夹持机构夹具设计11

　　3.3.1  夹具自由度计算11

　　3.3.2  夹具伤苗优化12

　　3.3.3  夹具的捕捉范围的确定13

　　3.3.4  夹具的高度的确定13

　　3.3.5  苗木特性分析13

　　3.3.6  夹具夹紧力的计算15

　　3.3.7  确定夹具的厚度及高度计算16

　　3.3.8  夹持机构保持架设计16

　　3.3.9  夹具连杆长度计算16

　　3.3.10  夹具杆长度计算和确定18

　3.4  夹具运动结构完善和优化18

　　3.4.1  苗木夹具材料优化18

　　3.4.2  苗木夹具结构优化19

　3.5  原动件驱动方案设计20

　3.6  气动元件选择20

　　3.6.1  气缸20

　　3.6.2  电磁阀23

　　3.6.3  安装24

　3.7  传感元件选择24

　　3.7.1  激光器型号选择24

　　3.7.2  光敏感元件型号选择26

4  其它机构27

　4.1  夹持机构的旋转部件设计27

　4.2  切苗机构28

　4.3  包扎夹简介28

　4.4  控制电路简介29

　4.5  苗木传送机构机构29

5  总结29

　　5.1  蔬菜嫁接机的总体结果29

　　5.2  蔬菜嫁接机存在的不足30

参考文献30

致谢31

附录31

蔬菜自动嫁接机的夹持机构设计

　　　摘  要：由于瓜类连作障碍问题越来越突出，蔬菜嫁接技术受到人们的重视。育苗专业户、育苗公司也应运而生。对于育苗专业户和育苗公司，如果靠人工嫁接，由于工作效率低和嫁接技术水平低，显然易贻误嫁接时机。因此采用嫁接机作业，小型和半自动式嫁接机，由于售价低廉，在市场上受到欢迎。本设计涉及一种能完成蔬菜嫁接中砧木、接穗的输苗、切苗、接合、固定、排苗等嫁接过程的自动化作业机器。操作者只需把砧木和接穗放到相应的供苗传送带上，其余嫁接作业均由机器自动完成。本文主要研究该蔬菜自动嫁接机的夹持机构。

　　　关键词：蔬菜；自动；嫁接机；夹持机构

Design of the Holding Mechanism of Vegetable Automatic Grafting Machine

　　　Abstract: More and more prominent melon cropping obstacles, vegetable grafting technique attention has been paid. Nursery specialized households, breeding companies have emerged. The nursery specialized households and nursery company, by artificial graft, due to low efficiency and low level of grafting technique, obvious adversely affected by graft timing. They hope that the grafting machine operation, and the fact that small and semi-automatic grafting machines, due to the low price in the market to be welcomed.This design introduce an automatic machine which can anvil wood, spike to lose seedling, slice seedling, coalescence and fix, line up seedling's etc. workers only need to put the anvil wood and connect spike on the transmission belt and the rest of the work will be completed automatically by machine. This text mainly studies the structure of the automatically machine for vegetable grafting.

　　　Keyword: Vegetable, Automatic, the machine for Grafting

　　 本蔬菜自动嫁接机设计方案：

　　　本作品设计在嫁接过程中砧木和接穗都采用营养钵培养。蔬菜幼苗营养钵由皮带输入，直接在营养钵上嫁接，从而避免将幼苗从土壤基质中拔出。这种嫁接方法即避免了嫁接损伤，又缩短了嫁接消耗的时间，节约了劳动成本。蔬菜营养钵在皮带的传送下向前运动，当到达光电检测装置时，蔬菜苗隔断光线传播，光电检测装置得到信号送入单片机，单片机驱动气缸，使夹持机构工作，当夹持动作完成，单片机命令切削汽缸顶端的电机，电机轴段装有刀片，快速切断接穗，同理，砧木也采用相同机构夹持。然后驱动转向电机旋转167.8度，由于切削机构与接穗夹一同旋转，所以砧木也被快速切除。通过电磁铁的吸合，使接穗与砧木重合。完成对接后，通过包扎机构实现包扎，由于包扎机构采用特殊的魔术贴包扎，所以能够实现快速准确包扎的作用。并且可以在魔术贴上添加愈合激素，实现提高成活率的目的。包扎完毕，传送带将嫁接好的苗木继续向后传送。嫁接机构开始下一轮嫁接。由于整个过程由程序控制，机械操作，一个嫁接周期只需6秒钟，即每小时可嫁接600株。

　　　本蔬菜嫁接机机械结构分为夹持机构、旋转机构、包扎夹、切苗机构、苗木传送机构、底盘等六个部分．本文主要进行夹持机构设计．

3  蔬菜嫁接机夹持机构设计

3.1  蔬菜嫁接机工作原理

　　　本蔬菜自动嫁接嫁接机嫁接原理：嫁接过程中，蔬菜砧木苗和接穗苗分别置于蔬菜嫁接机的两个传动带上，传送带在步进电机的驱动下将蔬菜苗向嫁接夹内运送。设嫁接夹闭合的夹口中心为三维坐标系的原点，设步进电机驱动的皮带运动方向为X轴，激光发射方向垂直于皮带运动方向，相当于坐标系的Y轴。当蔬菜苗到达光电感应装置区域后，苗的茎杆将激光的光线挡住，接收光的感应电路得到触发信号，传送给单片机，单片机控制步进电机停止转动，因此蔬菜苗的茎杆锁定在激光发出的这条直线上，相当于坐标系中的X轴为0。而蔬菜苗夹进给方向与X轴垂直，与激光束方向平行，即坐标系中的Y轴。当蔬菜苗茎杆挡住激光，与此同时单片机控制夹紧气缸伸长，使嫁接夹开始左右同步向中心夹紧，即向X,Y轴平面原点夹紧，落入夹紧区域任何一点的苗的位置趋于唯一点，即原点。由于气缸的夹紧力和速度是可调的，所以不会对苗造成伤害。当苗木夹紧后切割刀片在切割气缸的推动下快速进给，呈30度夹角斜刺向苗木，通过电机带动刀片实现高速切削。并且速度、刀片的角度可调。同理，砧木嫁接夹也采用相同机构实现定位、切削。由于接穗嫁接夹与砧木嫁接夹臂长可调，只要嫁接夹臂长相等，中心重合，那么旋转一定的弧度就可以实现砧木与接穗自动对齐。即砧木嫁接夹的X、Y轴原点与接穗嫁接夹X、Y轴原点对齐。并且通过电磁铁辅助定位，实现精确对接。

　　　蔬菜自动嫁接机夹持机构是实现嫁接任务过程中最关键的机构之一。由设计方案可知砧木夹持机构与接穗夹持机构完全一样，不同的是砧木嫁接夹没有单独配备切削机构，因为增加切削机构，刀片的切削角度容易产生误差及增加系统控制复杂程度，所以采用同一切削机构。实现切削的方法是：当固定在穗木嫁接夹上的切削机构切完穗木后旋转一定角度运转到砧木夹上方，使砧木嫁接夹的X、Y轴原点与接穗嫁接夹X、Y轴原点对齐。切割气缸快速进给，呈25-30度夹角斜刺向苗木，通过电机带动刀片实现高速切除砧木。由于本设计主要研究的对象是蔬菜自动嫁接机的夹持机构，所以只对切削机构单独作简单介绍。

3.2  蔬菜嫁接机工作流程

   本设计蔬菜嫁接机的工作大致可分为27步一个循环，详见附录1 工作流程图。

3.3  夹持机构夹具设计

3.3.1  夹具自由度计算

　　　要设计一个能够夹持直径约1-3mm大小的蔬菜苗机构，那么我们首先要考虑的是怎样设计出能够将一定区域内的目标捕捉到我们希望的唯一点机构，只有满足这样的条件才能够实现精确对接。