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基于有限状态机的取投苗控制系统设计与试验
1
作者 钟仁杰 谢守勇 +2 位作者 刘凡一 侯明洋 宋幼添 《农机化研究》 北大核心 2026年第4期155-164,共10页
针对移栽机取投苗装置结构复杂、部分机构间难以协调控制的问题,基于STM32控制器设计了取投苗控制系统,搭建了苗盘定位任务、苗钳取投苗任务和苗杯转速控制任务3个模块。分别以苗盘位置、苗钳动作、栽植频率为主要控制目标,结合各模块... 针对移栽机取投苗装置结构复杂、部分机构间难以协调控制的问题,基于STM32控制器设计了取投苗控制系统,搭建了苗盘定位任务、苗钳取投苗任务和苗杯转速控制任务3个模块。分别以苗盘位置、苗钳动作、栽植频率为主要控制目标,结合各模块之间的协同作业条件,搭建了苗盘定位状态机和苗钳取投苗状态机,并采用增量式PID算法控制栽植频率,实现了取投苗系统各部分间的有序配合和移栽作业的自动控制;应用Simulink对系统逻辑框架进行了仿真验证,通过分析各模块工作状态变化验证了控制系统的可行性。为验证控制系统的工作性能,开展了准确性试验和取投苗试验。准确性试验表明:苗盘定位最大偏差为2.54 mm,苗钳最大进给定位偏差为1.8 mm,满足取投苗作业要求。取投苗试验表明:在60~120株/min的工作频率范围内,苗盘定位成功率为100%,综合成功率高于92.18%,系统运行可靠,满足移栽作业要求。 展开更多
关键词 移栽机 取投苗控制系统 有限状态机 增量式PID 时序仿真分析
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蔬菜钵苗移栽机夹茎式取投苗装置的优化设计与试验
2
作者 李红双 朱天一 《农机化研究》 北大核心 2026年第4期43-51,共9页
针对现有蔬菜钵苗取投苗装置存在作业效率低、伤苗率高的问题,设计了一种夹茎式六杆取投苗装置,能够保证在不损伤钵苗的前提下实现快速取投苗。首先,基于取投苗作业轨迹关键点设计了各关键部件结构参数,并建立其运动学模型;其次,根据运... 针对现有蔬菜钵苗取投苗装置存在作业效率低、伤苗率高的问题,设计了一种夹茎式六杆取投苗装置,能够保证在不损伤钵苗的前提下实现快速取投苗。首先,基于取投苗作业轨迹关键点设计了各关键部件结构参数,并建立其运动学模型;其次,根据运动学模型使用MatLab软件编写取投苗装置的优化分析程序,分析出连杆参数对装置运动特性的影响。设定参数优化目标和约束条件,采用逐次逼近法对关键部件进行参数优化,得到一组最优连杆参数组合:l_(AB)=76 mm、l_(BC)=256 mm、l_(CD)=140 mm、l_(AD)=300 mm、l_(DE)=270 mm、θ5=85°;最后,以优化后的最优连杆参数组合设计试验样机进行虚拟仿真验证,并以苗龄45 d、基质含水率50%的茄子钵苗作为试验对象,进行样机测试。结果表明:虚拟仿真的轨迹、速度和加速度曲线与优化后理论曲线基本一致,试验样机测试的取苗成功率提升至96.83%,与传统取苗装置相比提升5.05个百分点,投苗成功率95.87%,伤苗率2.83%,能够满足蔬菜钵苗移栽机的实际作业要求。 展开更多
关键词 蔬菜钵苗移栽机 取投苗装置 运动学模型 逐次逼近法 参数优化 夹茎式
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穴盘苗夹取力学试验台设计与测试分析 被引量：1
3
作者 韩绿化 王琰 +4 位作者 杜学武 许倩倩 马国鑫 刘洋 毛罕平 《农业工程学报》 北大核心 2025年第7期47-55,共9页
针对穴盘苗自动移栽苗钵夹取受力不清的问题,设计了一种由直线模组带动的多针钳夹式取苗力学试验台。采用气缸驱动方式构造出活动可调的多针夹钵取苗执行器,配置滚珠丝杠直线滑台模组驱动夹取执行器,组合位移传感器、拉压力传感器以及... 针对穴盘苗自动移栽苗钵夹取受力不清的问题,设计了一种由直线模组带动的多针钳夹式取苗力学试验台。采用气缸驱动方式构造出活动可调的多针夹钵取苗执行器,配置滚珠丝杠直线滑台模组驱动夹取执行器,组合位移传感器、拉压力传感器以及高精度控制与数据采集系统精准检测取苗瞬态过程的位移量和作用力值变化。开展夹钵取苗力学测试,研究发现取苗过程是滑针斜插、平行夹持、提升移位等多种夹取动作交织组合作用的过程,苗钵在滑针斜插与平行夹持作用下有集聚松动脱盘的趋势,夹钵取苗的作用力主要用来克服苗钵与穴孔之间建立的粘附力。进行取苗力学特性分析,结果显示粗细两种夹取针的斜插力有极显著性差异(P<0.01),取苗运行速度对脱盘力、提取力的影响极显著(P<0.01),两种夹取作用力有相关性。整体上弹性纤细夹取针的取苗作用对苗钵的扰动小,成功取苗需要夹取针深入夹持苗钵脱盘。采用插-夹-拔组合式取苗操作,苗钵的完整率在97%以上。研究结果可为穴盘苗夹取受力分析、高效低损取苗机构优化设计提供指导。 展开更多
关键词 穴盘苗 移栽机 取苗机构 力学测试 脱盘力 提取力
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基于响应面分析下中草药移栽机的优化设计 被引量：1
4
作者 赵厚睿 刘臻 《农机化研究》 北大核心 2025年第1期135-141,共7页
通过响应面分析法对中草药移栽机进行优化设计,以提高中草药种植效率和质量。首先,选取移栽速度、移栽深度和移栽器械倾角3个因素作为设计变量,选取移栽成功率和移栽损伤率作为评价指标;在此基础上,设计了一个采用多种传感器组合的控制... 通过响应面分析法对中草药移栽机进行优化设计,以提高中草药种植效率和质量。首先,选取移栽速度、移栽深度和移栽器械倾角3个因素作为设计变量,选取移栽成功率和移栽损伤率作为评价指标;在此基础上,设计了一个采用多种传感器组合的控制系统,采用模糊控制算法进行控制,并通过试验得到的数据进行响应面分析,得出了最优设计方案。研究结果表明:最优移栽速度为0.2 m/s,最优移栽深度为15 cm,最优移栽器械倾角为25°;通过优化设计,中草药移栽机的移栽成功率提高了11.8%,移栽损伤率降低了9.6%,取得了较好的效果。 展开更多
关键词 移裁机 响应面分析 参数优化 多传感器 中草药
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温室穴盘苗多末端补苗移植机构设计与试验
5
作者 童俊华 王钦源 +3 位作者 李振 娄海峰 李亚涛 武飞龙 《农业机械学报》 北大核心 2025年第7期227-235,共9页
在温室穴盘育苗过程中,存在种苗漏播、长势不良等现象,为保证出厂苗品级,需要将这些劣苗的苗坨剔除并补栽健康钵苗。现有的取苗末端执行器主要适用于大苗龄钵体苗,对小苗龄、弱根系钵体苗适应性差,为此设计了一种适用小空间取植苗的柔... 在温室穴盘育苗过程中,存在种苗漏播、长势不良等现象,为保证出厂苗品级,需要将这些劣苗的苗坨剔除并补栽健康钵苗。现有的取苗末端执行器主要适用于大苗龄钵体苗,对小苗龄、弱根系钵体苗适应性差,为此设计了一种适用小空间取植苗的柔性末端执行器及其成排多末端补苗作业机构。柔性末端执行器可单独控制,在取苗时爪片下降过程中逐步收拢,对苗坨形成渐进式夹紧作业。以一串红、石竹、四季海棠、矮牵牛穴盘苗为研究对象,对柔性取植末端执行器进行刚柔耦合动力学分析,开展柔性取植末端执行器的三因素三水平补苗移植正交试验。结果表明:影响苗坨完整度的试验因素由大到小为爪片间距、爪片宽度、基质含水率,确定最优参数组合为爪片间距21 mm,爪片宽度18 mm,基质含水率55%~60%。在最优参数组合下对穴盘苗进行末端执行器补苗移植性能验证试验,结果表明,钵苗移植成功后其苗坨完整度在85%以上,满足补苗移植作业需求,整机补苗效率为2105株/h(约为68盘/h),该研究可为温室穴盘育苗自动化补苗作业提供参考。 展开更多
关键词 温室穴盘苗 补苗移植 渐进式夹取 多末端执行器
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2ZY-1B型多功能烟草移栽机设计与试验
6
作者 邱志丹 罗熙霖 +3 位作者 常鹏飞 沈少君 陈龚 杨文武 《机械设计》 北大核心 2025年第9期183-189,共7页
针对目前烟草移栽机功能单一,不能同步完成营养土投放和定根水喷淋的问题,基于东风井关2ZY型烟草移栽机,根据东南丘陵烟区烟草种植农艺要求,研制了2ZY-1B型多功能烟草移栽机。重点研究了转盘式烟草营养土投放装置和定根水自动喷淋系统,... 针对目前烟草移栽机功能单一,不能同步完成营养土投放和定根水喷淋的问题,基于东风井关2ZY型烟草移栽机,根据东南丘陵烟区烟草种植农艺要求,研制了2ZY-1B型多功能烟草移栽机。重点研究了转盘式烟草营养土投放装置和定根水自动喷淋系统,并进行了整机集成,通过田间生产试验评估了机具对作业效率和作业质量的影响。试验结果表明:烟苗栽植深度合格率达96%以上、埋苗率小于5.23%、成活率大于92.62%、移栽速率为1 216株/h,整机作业效率为人工的2.8倍。结果表明:设计结果满足烟草移栽农艺要求,能有效提高烟草种植环节作业效率。 展开更多
关键词 农业机械 烟草移栽机 农机农艺融合
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草莓穴盘苗弓背定向自动移栽装置设计与试验
7
作者 孙良 张煜 +2 位作者 崔荣江 叶潘宇 陈东顺 《农业机械学报》 北大核心 2025年第7期200-209,共10页
针对现有草莓移栽装置缺乏弓背定向功能的问题,设计了一种具有弓背定向的草莓穴盘苗自动移栽装置。该装置由送苗装置、取苗定向装置、传送装置及直立下栽装置等组成,可实现穴盘输送、取苗、弓背定向及下栽作业。分析适栽期草莓穴盘苗外... 针对现有草莓移栽装置缺乏弓背定向功能的问题,设计了一种具有弓背定向的草莓穴盘苗自动移栽装置。该装置由送苗装置、取苗定向装置、传送装置及直立下栽装置等组成,可实现穴盘输送、取苗、弓背定向及下栽作业。分析适栽期草莓穴盘苗外形参数,设计适用于草莓大苗钵特征的气动楔形弹性自复位取苗爪;开展直立下栽装置运动参数匹配分析,确定下栽鸭嘴开合角为0°~30°;基于匍匐茎与弓背反向关系,提出融合超绿算法与DBSCAN密度聚类的弓背识别算法进行弓背识别定向。以插入速度、取出速度、钵体含水率为试验因素,取苗成功率为指标进行正交试验。试验结果表明,影响取苗成功率因素主次顺序为:钵体含水率、插入速度、取出速度,最优参数组合为:插入速度150 mm/s、取出速度124 mm/s、钵体含水率50%~60%。整机试验结果表明,最优参数组合下移栽效率为16株/min,取苗成功率为91.4%,平均株深为98.8 mm,平均株距为194.3 mm,定向成功率为95.7%,移栽成功率达87.5%,符合草莓移栽农艺要求。本研究为草莓高架栽培自动移栽装备研发提供了技术参考。 展开更多
关键词 草莓移栽 取苗爪 下栽鸭嘴 弓背定向 图像识别
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基于改进粒子群优化算法的水稻钵苗膜上移栽机构混合多位姿综合与试验
8
作者 辛亮 冯宇琛 +1 位作者 张轶群 何泽宇 《农业机械学报》 北大核心 2025年第8期283-292,共10页
针对现有水稻钵苗膜上移栽机构缺少对钵苗移栽及破膜挖穴作业轨迹与姿态控制,从而影响水稻钵苗膜上移栽协同作业质量的问题,本文提出一种基于改进粒子群优化算法(GFPSO)的并置式复合非圆齿轮行星轮系机构混合多位姿综合设计方法。首先... 针对现有水稻钵苗膜上移栽机构缺少对钵苗移栽及破膜挖穴作业轨迹与姿态控制,从而影响水稻钵苗膜上移栽协同作业质量的问题,本文提出一种基于改进粒子群优化算法(GFPSO)的并置式复合非圆齿轮行星轮系机构混合多位姿综合设计方法。首先提出并置式水稻钵苗膜上移栽机构设计要求,分别完成钵苗移栽与协同破膜挖穴理想轨迹规划与关键位姿点选取,建立水稻钵苗膜上移栽机构混合多位姿综合模型;将粒子群优化算法与适应度-距离平衡选择策略及高斯随机游走扩散过程结合,提出一种改进粒子群智能优化算法(GFPSO)进而完成复合非圆行星轮系机构的混合多位姿综合模型求解,实现基于求解结果的轮系机构设计。根据设计结果开展水稻钵苗膜上移栽机构三维建模及ADAMS虚拟样机仿真,通过对比仿真轨迹与关键点位姿参数,验证了机构设计正确性。通过物理样机加工装配与试验台架组装,开展机构空转试验。试验结果表明,实际运动轨迹、姿态与理论设计、虚拟仿真结果基本一致;开展水稻钵苗膜上移栽性能试验,试验结果表明,平均膜上移栽成功率为90.95%,平均栽植株距变异系数为2.35%,水稻钵苗膜上移栽性能良好,验证了水稻钵苗膜上移栽机构的可行性与实用性。 展开更多
关键词 水稻钵苗膜上移栽 复合非圆齿轮行星轮系 混合多位姿综合 改进粒子群优化算法
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甘薯移栽机作业工况监测系统设计与试验 被引量：2
9
作者 徐亚雷 张还 +2 位作者 杨然兵 潘志国 郭鑫雨 《农机化研究》 北大核心 2025年第1期67-71,共5页
针对目前我国甘薯裸苗移栽机存在作业状况难以实时监测分析的问题,设计了一种融合多种传感器的甘薯裸苗移栽监测系统,主要包括信息采集处理与远程监测两部分。以漫反射激光传感器、旋转编码器作为信息采集机构,以PLC作为信息处理与逻辑... 针对目前我国甘薯裸苗移栽机存在作业状况难以实时监测分析的问题,设计了一种融合多种传感器的甘薯裸苗移栽监测系统,主要包括信息采集处理与远程监测两部分。以漫反射激光传感器、旋转编码器作为信息采集机构,以PLC作为信息处理与逻辑控制器,并结合DTU设备将移栽机作业工况实时发送至OneNet远程云平台,基于MIT APP Inventor开发了手机APP软件,通过手机访问OneNet云平台实现移栽信息远程查看与分析。对关键装置漏栽监测系统准确度进行了试验,结果表明:漏栽监测系统在3种移栽频率下,最高监测精度为98.45%,平均监测精度为98.15%,可以较好地满足甘薯裸苗移栽精确监测方面的要求。 展开更多
关键词 甘薯 裸苗移栽 作业监测 物联网 传感器
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基于非奇异快速终端滑模的移栽机取送苗机构运动控制 被引量：2
10
作者 张玉泉 任玲 +2 位作者 杨苗 崔建谱 张聪华 《农业工程学报》 北大核心 2025年第3期22-31,共10页
针对番茄移栽机取送苗机构高速往复运动中产生的定位误差增大和稳定性下降的问题,该研究采用基于干扰观测器的非奇异快速终端滑模控制策略,实现取送苗机构的定位控制。分析取送苗机构受约束情况,建立取送苗机构动力学模型;设计非奇异快... 针对番茄移栽机取送苗机构高速往复运动中产生的定位误差增大和稳定性下降的问题,该研究采用基于干扰观测器的非奇异快速终端滑模控制策略,实现取送苗机构的定位控制。分析取送苗机构受约束情况,建立取送苗机构动力学模型;设计非奇异快速终端滑模控制器,并采用改进型分数阶自适应(fractional-order adaptive law,fal)函数趋近律,保证取送苗机构位置控制的快速性和准确性。为防止控制器中非线性函数和摩擦振动导致的抖振,引入非线性干扰观测器,实现抖振有效抑制和系统跟踪的稳定性。在Matlab/Simulink软件中进行干扰下移栽机取送苗机构轨迹跟踪仿真试验,结果表明:非奇异快速终端滑模控制器保证系统跟踪误差在有效时间内收敛;引入干扰观测器的非奇异快速终端滑模控制,改善系统控制抖振导致的收敛振荡,提高系统稳定性。最后搭建试验平台,通过高速摄影对取送苗运动轨迹和误差累积情况进行验证,结果表明:取送苗速率试验中位姿最大误差是2.63°,累计试验位姿误差在3°内,满足取送苗实际工作要求。该研究可为移栽机取送苗自动化提供参考。 展开更多
关键词 农业机械 移栽机 取送苗机构 非奇异快速终端滑模控制 干扰观测器 运动控制 番茄穴盘苗
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蔬菜毯苗移栽机构优化设计与试验 被引量：1
11
作者 俞钰飞 赵雄 +1 位作者 张鹏飞 张斌 《农机化研究》 北大核心 2025年第11期117-125,134,共10页
针对当前钵苗移栽机的取苗臂取苗位置难以保持一致、“脱苗”等问题较严重的情况,以蔬菜毯苗为研究对象,设计了一种以椭圆齿轮行星轮系和非圆齿轮行星轮系相结合的取栽一体化移栽机构。移栽机构采用单侧双臂结构布置,机构椭圆齿轮行星... 针对当前钵苗移栽机的取苗臂取苗位置难以保持一致、“脱苗”等问题较严重的情况,以蔬菜毯苗为研究对象,设计了一种以椭圆齿轮行星轮系和非圆齿轮行星轮系相结合的取栽一体化移栽机构。移栽机构采用单侧双臂结构布置,机构椭圆齿轮行星轮系完成取苗工作,非圆齿轮行星轮系完成挖穴工作。通过给定蔬菜毯苗的农艺要求,在对取苗部分和挖穴部分进行运动学建模,并开发优化设计软件。完成机构结构设计、三维模型装配和仿真实验,验证理论的正确性。搭建试验台,通过摄像机获得样机轨迹,对比得到理论轨迹、仿真轨迹和样机轨迹基本一致,验证机构设计的正确性。实现毯苗取栽一体化移栽机构:取苗合格率为93%,移栽合格率为91.6%,满足蔬菜毯苗的移栽要求。 展开更多
关键词 移栽机 蔬菜毯苗 非圆齿轮 椭圆齿轮 优化设计 取栽一体化
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小型穴盘苗移栽机空穴盘回收机构的设计与试验 被引量：1
12
作者 周芹 李章彦 +3 位作者 刘磊 文天拟 杨鑫宇 杨启志 《农机化研究》 北大核心 2025年第8期99-104,共6页
目前,小型移栽机大多未配置空穴盘回收机构,需人工捡拾掉落的空穴盘,造成一定程度上劳动力的增加,且已有空穴盘回收机构多适用于中大型移栽机,存在尺寸大、机械结构相对复杂等问题。为此,设计了一种适用于温室小型全自动移栽机的空穴盘... 目前,小型移栽机大多未配置空穴盘回收机构,需人工捡拾掉落的空穴盘,造成一定程度上劳动力的增加,且已有空穴盘回收机构多适用于中大型移栽机,存在尺寸大、机械结构相对复杂等问题。为此,设计了一种适用于温室小型全自动移栽机的空穴盘回收机构,主要介绍和分析了机构的组成和工作原理,并完成了机构的结构设计和硬件选型。最终通过对空穴盘性能试验分析单次推盘个数和相对应的成功率,得到了最优单次推盘个数。试验结果表明:一次回收穴盘数量为3个效果最优,综合成功率为100%,空穴盘掉落到地面与栽植幼苗的最短距离均大于23 cm,不会造成压苗,满足使用要求。 展开更多
关键词 温室小型移栽机 空穴盘 回收 输送带
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全自动高速移栽机连续供盘收盘装置设计与试验
13
作者 李玉华 张康博 +3 位作者 侯瑞 周凯 施国英 侯加林 《农业机械学报》 北大核心 2025年第9期405-416,共12页
针对现有自动移栽机供盘、收盘仍需人工操作,自动化程度低等问题,提出一种基于多传感器融合的移栽机连续供盘收盘方法,设计了移栽机连续供盘与收盘装置。对横向送盘机构、纵向步进移盘机构、垂直连续取落盘机构、双开合收盘机构及控制... 针对现有自动移栽机供盘、收盘仍需人工操作,自动化程度低等问题,提出一种基于多传感器融合的移栽机连续供盘收盘方法,设计了移栽机连续供盘与收盘装置。对横向送盘机构、纵向步进移盘机构、垂直连续取落盘机构、双开合收盘机构及控制系统进行了设计及优化,运用Box-Behnken中心组合试验研究了接盘倾斜角、进盘气压、穴底距对苗盘衔接连续率的作用规律,通过方差分析、响应面分析得出进盘气压为0.37 MPa、落盘倾斜角为27.29°、穴底距为5.26 mm时,苗盘衔接连续率最优,达96.81%,以移盘偏差为指标开展移盘拨齿位置准确度试验,得出移盘最大偏差为14.17%。满足移栽机最高栽植效率的条件下使用最优参数组合进行田间试验,结果表明,栽植效率达128株/min时,苗盘衔接连续率为95%,叠盘成功率为99%。各项性能均满足移栽机工作要求。提出的连续供盘收盘方法可显著提高移栽机的自动化程度。 展开更多
关键词 移栽机 苗盘衔接 连续供盘 气动 穴盘回收
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夹茎式辣椒穴盘苗取苗机构设计与试验 被引量：4
14
作者 任朝阳 严伟 +4 位作者 纪要 李坤 周洵泽 张文毅 胡敏娟 《农业工程学报》 北大核心 2025年第1期55-64,共10页
针对目前取苗机构取投苗环节运动轨迹较复杂、取苗效率较低的问题,该研究提出利用连续非圆齿轮行星轮系取苗机构实现低速取苗和稳速投苗的“间歇”作业方式,设计一条适合夹茎式作业且取苗爪姿态、末端点速度可控、无回绕、无尖嘴的光滑... 针对目前取苗机构取投苗环节运动轨迹较复杂、取苗效率较低的问题,该研究提出利用连续非圆齿轮行星轮系取苗机构实现低速取苗和稳速投苗的“间歇”作业方式,设计一条适合夹茎式作业且取苗爪姿态、末端点速度可控、无回绕、无尖嘴的光滑“扇形”轨迹,并建立取苗机构模型。基于Matlab软件分析轨迹坐标对节曲线、传动比等参数的影响,并进行优化。试制物理样机进行台架试验,通过测量并对比分析实际工作轨迹和理论轨迹,验证了取苗机构设计的正确性。取苗试验结果表明,取苗机构传动平稳,转速为60、70 r/min时,取苗成功率均为96.30%,投苗成功率由96.15%减至94.23%,未出现伤苗情况;转速为90 r/min时,取苗成功率为90.74%,伤苗率为1.85%,投苗成功率为90.38%。研究结果可为辣椒穴盘苗全自动移栽机自动取苗机构的研发提供参考。 展开更多
关键词 控制 非圆齿轮 取苗机构 夹茎式 辣椒穴盘苗 姿态 速度
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穴盘错位摆放机自动化控制系统的设计与试验 被引量：1
15
作者 于洋 张秀花 +2 位作者 老福兴 冷旭宁 李业锋 《河北农机》 2025年第9期4-6,共3页
蔬菜育苗是蔬菜生产的关键环节,而软质穴盘播种后的搬运与摆放作业目前仍主要依赖人工,存在劳动强度大、作业效率低等问题,针对这一问题,本研究基于自主研发的穴盘错位摆放机,结合其结构特性和作业需求,设计了一套高效、稳定的自动化控... 蔬菜育苗是蔬菜生产的关键环节,而软质穴盘播种后的搬运与摆放作业目前仍主要依赖人工,存在劳动强度大、作业效率低等问题,针对这一问题,本研究基于自主研发的穴盘错位摆放机,结合其结构特性和作业需求,设计了一套高效、稳定的自动化控制系统,以提升穴盘搬运与摆放的自动化水平,降低人工成本,提高育苗生产效率。首先分析了穴盘错位摆放机的作业流程,明确了控制系统的功能需求,绘制了控制系统接线图,采用可编程逻辑控制器(PLC)编写程序,实现了对摆放机的精确控制。开发了人机交互控制界面,以实现高效的人机交互操作。测试结果证实了该系统能够稳定完成全部预定工序,运行过程平稳,定位精度高,摆放误差控制在5%以内,完全满足育苗穴盘自动化摆放的作业要求。 展开更多
关键词 穴盘育苗 穴盘错位摆放 自动化控制系统 PLC 人机交互
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基于定轨迹滑轨连杆机构的移栽机投栽配合研究 被引量：2
16
作者 李文灏 姬江涛 +3 位作者 金鑫 林诚 李鹏飞 李明勇 《农机化研究》 北大核心 2025年第6期42-47,共6页
针对移栽机在高速作业过程中投栽配合不当出现的伤苗、漏苗等问题,利用定轨迹滑轨连杆机构将取投苗机构与接栽苗机构联立,设计了一种定轨迹滑轨连杆式投栽一体式机构,并通过单一动力源实现投栽过程耦合,提高了栽植稳定性。根据机构的工... 针对移栽机在高速作业过程中投栽配合不当出现的伤苗、漏苗等问题,利用定轨迹滑轨连杆机构将取投苗机构与接栽苗机构联立,设计了一种定轨迹滑轨连杆式投栽一体式机构,并通过单一动力源实现投栽过程耦合,提高了栽植稳定性。根据机构的工作原理,建立了运动学模型,通过ADAMS运动学仿真,找出了移栽机取栽机构的3组配合位置。此机构满足取投作业与接栽作业要求,为进一步研究移栽作业的投栽配合提供依据。 展开更多
关键词 高速移栽机 定轨连杆机构 投栽配合 最佳投苗点 运动仿真
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山地蔬菜移栽机液压调平系统研究
17
作者 张恒毅 祝晓武 +2 位作者 李若实 李少凡 金鑫 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第12期268-273,327,共7页
针对丘陵山地坡耕地条件下,蔬菜钵苗移栽机难以在复杂的农业耕地环境进行自适应调平的问题,提出一种山地蔬菜钵苗移栽机的液压调平控制系统。采用双轴倾角传感器和激光位移测距传感器,2种传感器采集坡度倾角变化信息,经PLC控制系统的算... 针对丘陵山地坡耕地条件下,蔬菜钵苗移栽机难以在复杂的农业耕地环境进行自适应调平的问题,提出一种山地蔬菜钵苗移栽机的液压调平控制系统。采用双轴倾角传感器和激光位移测距传感器,2种传感器采集坡度倾角变化信息,经PLC控制系统的算法处理,控制电液伺服阀改变液压缸活塞杆的位移量,带动两侧平台升降,调整移栽机姿态。采用AMEsim和MATLAB/Simulink进行控制系统的联合仿真,并进行试验验证。结果表明:调平试验的平均耗时为21 s,调平后车体平台的倾斜角度偏差被控制在0.5°以内。该液压系统的响应速度和稳定性都能满足丘陵山地蔬菜移栽机调平的需求,调平系统建模和控制采用多软件联合仿真的方式,可以有效提高仿真的精度,为今后的农机具调平系统设计提供更多参考方案。 展开更多
关键词 山地移栽机 自适应调平 液压系统 PLC AMEsim/Simulink联合仿真
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穴盘苗移栽机自动取喂系统的设计与试验 被引量：101
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作者 韩长杰 杨宛章 +2 位作者 张学军 郭辉 尹文庆 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期51-61,共11页
该文针对新疆地区吊篮式移栽机手工喂入效率低的问题,设计了穴盘苗移栽自动取喂系统。该系统采用穴盘步进移位机构提供穴盘的横向和纵向移位,由翻转摆位式取苗机械手进行取苗和穴盘苗的转移,利用柔性链输送喂入机构对穴盘苗逐个投放,能... 该文针对新疆地区吊篮式移栽机手工喂入效率低的问题,设计了穴盘苗移栽自动取喂系统。该系统采用穴盘步进移位机构提供穴盘的横向和纵向移位,由翻转摆位式取苗机械手进行取苗和穴盘苗的转移,利用柔性链输送喂入机构对穴盘苗逐个投放,能够对穴高45mm、上边宽31.75mm、下边宽13mm的吸塑成型的软穴盘苗进行自动取苗并向两个栽植器投苗。整个系统由PLC(programmable logic controller)程序控制,采用气压驱动,工作气压0.5～0.8MPa,耗气量60.65L/min,单组取喂系统结构独立,质量小于110kg,不增加原有移栽机地轮负荷,即能与新移栽机配套生产,也能对现有移栽机进行自动化改造。系统中穴盘步进移位机构在柔性链输送喂入机构的侧上方倾斜放置,使穴盘上表面与水平面的夹角105°,缩小了机器水平占用空间。采用苗龄58d的"红安6号"辣椒苗进行室内取苗试验,试验结果显示,系统取喂苗总可靠率达98.92%,平均基质损失质量9.26%,取喂速度达70株/min,未见明显伤苗,能够满足设计要求。 展开更多
关键词 农业机械 移栽 自动化 穴盘苗 取苗机械手 PLC控制
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花卉幼苗自动移栽机关键部件设计与试验 被引量：51
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作者 冯青春 王秀 +3 位作者 姜凯 周建军 张睿 马伟 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期21-27,共7页
为实现盆栽花卉幼苗机械化移栽作业,减轻人工操作劳动强度,该文对花卉穴盘苗自动移栽机的关键部件进行设计。基于机器视觉技术获取花卉幼苗生长信息,采用区域目标像素统计的方法对幼苗生长状况进行评价,并对优质种苗进行定位,剔除缺苗... 为实现盆栽花卉幼苗机械化移栽作业,减轻人工操作劳动强度,该文对花卉穴盘苗自动移栽机的关键部件进行设计。基于机器视觉技术获取花卉幼苗生长信息,采用区域目标像素统计的方法对幼苗生长状况进行评价,并对优质种苗进行定位,剔除缺苗、劣苗。为满足不同规格穴盘通用性和种苗无损操作要求,设计了弹簧驱动柔性可调的幼苗根部夹持手爪,通过对手爪的力学分析计算,优化其中关键零件的结构参数。移栽机控制系统由PC上位机扩展多路电机驱动节点,以满足多轴控制需要。基于自动移栽机试验平台,对各关键部件进行试验测试,结果表明系统移栽作业效率小于800工作循环/h时,夹持手爪能够对幼苗进行可靠操作,移栽成功率95%以上,此外视觉系统对幼苗识别准确率87%以上。 展开更多
关键词 农业机械 机器人 移栽 花卉幼苗 夹持手爪 机器视觉 性能试验
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蔬菜穴盘育苗底部气吹式钵体松脱装置设计 被引量：37
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作者 韩绿化 毛罕平 +3 位作者 赵慧敏 刘洋 胡建平 马国鑫 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期37-45,共9页
针对蔬菜穴盘苗直接拔苗费力又损伤大的问题,设计了一种有助于穴盘苗移栽的气吹式钵体松脱装置。利用直线模组移位单元和双联气缸升降单元组合成输送系统,驱动气嘴排从穴盘底部的穴孔排水口逐排顶吹穴盘苗钵体,实现穴盘苗钵体与穴孔壁... 针对蔬菜穴盘苗直接拔苗费力又损伤大的问题,设计了一种有助于穴盘苗移栽的气吹式钵体松脱装置。利用直线模组移位单元和双联气缸升降单元组合成输送系统,驱动气嘴排从穴盘底部的穴孔排水口逐排顶吹穴盘苗钵体,实现穴盘苗钵体与穴孔壁之间非机械接触式放松,利于移栽时人工轻松拔苗或机械快速夹取。对关键部件进行设计,使用排气孔直径为5mm的气嘴,能确保气体射流从128穴孔排水口有效顶吹穴盘苗钵体而不顶盘,根据亚声速自由气体射流动力学原理计算表明:当气嘴口空气射流压力大于0.098 MPa,不超过0.235 MPa时,所设计的气嘴能将穴盘苗吹松而不破坏苗钵根土结构。开展气力顶钵松脱多因素试验研究,结果表明气流喷射压力高度显著影响苗钵完整率,钵体含水率对完整率影响显著,其他苗龄、气流回路流量、气嘴头有无海绵密封等试验因素没有统计学显著性影响。当气嘴回路中气流喷射压力控制为0.2 MPa,钵体含水率为55%～60%,黄瓜苗龄为25 d,气流回路全开,气嘴没有海绵头铺垫时,对穴盘苗顶吹作用达到既能将穴盘苗钵体顶松脱离穴孔壁粘附,又最大程度保证钵体完整度的效果。开展验证性试验,苗钵气力松脱完整率达到96%以上,完成整盘苗放松约48s,满足实际需要。该研究可为开发省力的穴盘苗钵放松装置和边松脱边取苗的高效无损自动取苗机构提供参考。 展开更多
关键词 机械化 设计 优化 穴盘苗 钵体 气吹 松脱 正交试验
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