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（图纸+论文）蔬菜自动嫁接机夹持机构设计（全套完整）

嫁接技术的发展和完善，其应用范围不断扩大，目前已发展成为番茄茄子黄瓜苦瓜西瓜等蔬菜抗病早熟丰产的项重要技术措施。早在年代，日本荷兰等将嫁接技术应用到蔬菜生产上。据资料显示，年日本西瓜黄瓜甜瓜番茄和茄子栽培面积中有是嫁接栽培。我国在世纪年代首先在黄瓜生产中应用嫁接技术，年代嫁接栽培技术逐步完善与配套，已发展到西瓜茄子番茄等蔬菜上，并且，嫁接栽培面积逐年扩大，取得了显著的经济效益和社会效益。为了提高嫁接的成活率，操作要求营养钵中的苗尽可能放在传送带的中心部分。虽然我们希望苗最好在夹持机构的中心。但是苗正好在夹持机构中心的可能性比较小，操作难度大。因此考虑到苗的放置误差要求允许苗有定的偏离范围，设计夹持机构的捕捉范围为。因为传送带宽为，所以即使苗偏离营养钵中心的方向与苗偏离夹持机构的方向距离叠加这种最坏的情况下也不会从传送带上掉下来。夹具的高度的确定瓜类砧木的最适嫁接苗龄是以第片真叶出现时为最佳，过于幼嫩的苗，嫁接时不易操作过老的苗，不仅中心髓腔大，接口也不易愈合。般苗的高度为至。由于苗的高度所限,所以这个嫁接操作应该控制在营养钵以上高的范围内。苗木特性分析由于苗木脆弱，特别容易折断，夹持苗木时夹持力不能太大，太大易导致苗木的损伤夹持力也不能太小，太小又不能满足夹持固定的要求。因此针对上述矛盾设计如下实验。试验名称黄瓜西瓜幼苗茎杆的压力承受试验试验目的为了研究蔬菜幼苗在不影响成活的情况下所能够承受的最大压力，从而确定在所设计嫁接机的嫁接过程中机械夹持力的大小范围。试验要求根据试验目标及专家建议，预设嫁接苗被压变形成厚度为自身直径的时为承压极限。主要设备器材天平，砝码，轻质铝合金板长，宽，重,在测量中忽略不计，尺子，放大镜试验条件本苗木茎杆的压力试验是在刚性较强铁质工作台和刚性较强铝合金板之间进行的。试验步骤及原始数据记录试验方法由于预先不能确定苗所能够承受的最大压力，所以采用如图的试验方法。图蔬菜苗茎杆压力承受试验意图.由于铝合金板的长度为，苗的直径约，所以形成的夹角相当小。当重力分布在中心时，苗所承受的压力约为重力的。在试验过程中我们逐渐加重作用在铝合金板中心的压力，我们发现苗的茎杆所能承受的压力远超乎我们的现象。直到最后我们把的重力完全压在铝合金板中心也没有达到苗所能够承受的最大的压力。试验方法二由于测量原理有误差，所以采用第二种试验方法。图蔬菜苗茎杆压力承受试验二意图.根据前面试验的经验积累，我们通过向左右两边烧杯添加水，由于水的重量使其接近临界状态，最终达到平衡以观察苗茎杆的受压情况。由于苗的茎杆受力物理特性具有般普遍性，所以只要对相关条件下部分苗进行试验就能发现它的般规律。域任何点的苗的位置趋于唯点，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。即砧木嫁接夹的轴原点与接穗嫁接夹轴原点对齐。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。由设计方案可知砧木夹持机构与接穗夹持机构完全样，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定角度运转到砧木夹上方，使砧木嫁接夹的轴原点与接穗嫁接夹轴原点对齐。切割气缸快速进给，呈度夹角斜刺向苗木，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。.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步个循环，详见附录工作流程图。.夹持机构夹具设计夹具自由度计算要设计个能够夹持直径约大小的蔬菜苗机构，那么我们首先要考虑的是怎样设计出能够将定区域内的目标捕捉到我们希望的唯点机构，只有满足这样的条件才能够实现精确对接。如图所示，采用连杆机构同步进给，能够在定捕捉区域内严格保证夹具的中心点唯。夹具有运动机构个,其中有运动低副个,高副个,所以自由度为机构构成确定的运动。.夹持架.扁连杆.光敏接收头.夹苗夹具.激光头图夹持机构方案.图夹持机构方案原理图.夹具伤苗优化为保证达到夹持而又不伤害蔬菜幼苗的功能，我们需要考虑的是夹具在蔬菜茎杆上作用力的分布。由于蔬菜苗的茎杆相当脆弱，所以我们只有考虑增加夹具与蔬菜苗茎的接触面积以保证达到夹持而不伤害幼苗的目的。如图所示结构，通过改进采用交差夹合的办法来增加接触面积。橡胶夹头，粘贴板，夹具杆图夹持机构夹具示意图.夹具的捕捉范围的确定根据设计，传动带的设计的宽度为，蔬菜苗种植在高，直径的营养钵里面。。该嫁接机采用单子叶贴接法，实现了砧木和接穗的取苗切削接合嫁接夹固定排苗作业的自动化。该机嫁接作业时砧木可直接带土团进行嫁接，生产率为株•，嫁接成功率高达，可进行黄瓜西瓜甜瓜等瓜菜苗的自动化嫁接作业。图中国农业大学开发的嫁接机.,型插接式自动嫁接机。年东北农业大学研制出型插接式自动嫁接机见图。该嫁接机采用人工上砧木和接穗苗，通过机械式凸轮传递动力，可完成砧木夹持砧木生长点切除砧木打孔接穗夹持接穗切削以及接穗和砧木对接动作。该机结构简单成本低，操作方便，生产率为株•。经改进目前生产率已达株•。由于采用插接法进行机械嫁接，不需嫁接夹等夹持物。适用黄瓜甜瓜和西瓜的嫁接作业，嫁接成功率达。图东北大学开发的嫁接机蔬菜嫁接机的设计特点设计的特点为了克服现有的机器自动化水平较低，速度慢，而且对砧木接穗苗的粗细程度有较严格的要求或体积庞大，结构复杂，价格昂贵等方面的不足,本设计的创新点在于直接在营养钵上嫁接，从而避免将幼苗从土壤基质中拔出。即避免了嫁接损伤，又缩短了嫁接消耗的时间和人力资源，提高了产量，节约了劳动成本。利用光电检测装置，反应灵敏，目标捕捉准确。利用单片机控制整个过程，性能稳定，成本低，兼容性好，便于升级。控制部分采用标准化，模块化设计，便于维修。采用气动装置夹持。由于气动元件的优点在于能够实现对压力的任意调节，所以在嫁接中有着非常重要的作用。通过调节气阀实现对夹持力的调整。由于嫁接机的夹持臂旋转角度定，为了精确实现对接，通过电磁铁的吸合，使嫁接机的两臂位置固定，从而使接穗与砧木重合。采用汽缸伸缩推动旋转刀片切割蔬菜幼苗，便于实现对切割角度的控制。采用高速电机带动刀片旋转切削蔬菜幼苗，所以砧木上部分可以省略夹持机构。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。蔬菜幼苗由皮带送入，直接在营养钵上嫁接，便于实现流水线生产。蔬菜,自动,嫁接,夹持,机构,设计,毕业设计,全套,图纸湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计蔬菜自动嫁接机的夹持机构设计学生姓名学号年级专业及班级级机制班指导老师及职称学部湖南•长沙提交日期年月湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业设计作者签名年月日目录摘要关键词前言蔬菜嫁接技术.蔬菜嫁接方法.蔬菜嫁接栽培技术现状.蔬菜嫁接研究必要性及适用类型机械嫁接的必要性嫁接机适用类型.国内外嫁接机的发展现状国外日本嫁接机技术先进国家的发展现状国外韩国嫁接机技术先进国家的发展现状国内嫁接机技术先进国家的发展现状.蔬菜嫁接机的设计特点设计的特点蔬菜自动嫁接机设计结构示意图设计思路本蔬菜自动嫁接机设计方案蔬菜嫁接机夹持机构设计.蔬菜嫁接机工作原理.蔬菜嫁接机工作流程.夹持机构夹具设计夹具自由度计算夹具伤苗优化夹具的捕捉范围的确定夹具的高度的确定苗木特性分析夹具夹紧力的计算确定夹具的厚度及高度计算夹持机构保持架设计夹具连杆长度计算夹具杆长度计算和确定.夹具运动结构完善和优化苗木夹具材料优化苗木夹具结构优化.原动件驱动方案设计.气动元件选择气缸电磁阀安装.传感元件选择激光器型号选择光敏感元件型号选择其它机构.夹持机构的旋转部件设计.切苗机构.包扎夹简介.控制电路简介.苗木传送机构机构总结.蔬菜嫁接机的总体结果.蔬菜嫁接机存在的不足参考文献致谢附录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前言科技推动农业的快速发展，而农业对直接产生劳动价值的劳动工具不断提出更高的要求。蔬菜嫁接机的上市，虽然在很大程度上缓解了经济上出现的矛盾，但是其中有些机构还是不能最大限度的发挥自己的能力，我们都知道蔬菜嫁接机中最关键的部位夹持机构在嫁接生产过程中起着至关重要的作用，它的性能好坏直接影响苗木嫁接的工作效率和成功率，最重要的是蔬菜嫁接的成活率。有时蔬菜嫁接机器在工作过程中，夹持机构不能成功的完成夹持切削工作，或是使苗木受损和推到，这就大大影响整个机器的工作效率。我国是个农业大国，虽然农业人口众多，但随着工业化生产的不断加速，可以预计农业劳动力将向社会其他产业转移。实际上，进入世纪后，我国面临着比世界上任何国家都严重的人口老龄化问题，农业劳动力不足将会变成现实。另外，随着我国社会的进步，生活节奏的加快，饮食结构的变革和加入后参与国际竞争，必然对进入市场的农产品的质量提出更高的要求。在世纪，提高农业工程的自动化生产水平将成为我国农业科技领域的研究热点，用于农产品生产的各类机器人作为高级自动化设备，在我国将得到推广应用。在日本美国等发达国家，农业人口较少，随着农业生产的规模化多样化精确化，劳动力不足的现象越来越明显，许多作业项目，如蔬菜，水果的挑选与采摘，蔬菜的嫁接都是劳动密集型的工作，再加上时令的要求，劳动力问题更难解决，正是基于这种情况，农林业机器应运而生，以此来减轻劳动强度提高劳动生产率。由于嫁接苗的砧木直径在左右，穗木只有，加之幼苗幼嫩脆弱，嫁接起来十分费力。而且受人工所掌握的嫁接技术要领及熟练程度不同的影响，难以保证高质量的作业效果。传统的手工嫁接存在定的局限性劳动强度大作业效率低成活率受到极大影响操作工长时间工作对身体健康有危害。所以手工嫁接得不到普遍的应用，为了克服这类矛盾，机器嫁接已成为种趋