鏈夾式大蔥移栽機(jī)的設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS】
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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))中期檢查記錄表
2016年4月18日
學(xué)生姓名
武發(fā)杰
班級(jí)
農(nóng)機(jī) 16-2
課題名稱(chēng)
鏈夾式大蔥移栽機(jī)的設(shè)計(jì)
課題完成進(jìn)度(學(xué)生自述)
第1周--第2周:查找相關(guān)資料,了解國(guó)內(nèi)大蔥移栽機(jī)現(xiàn)狀;
第3周--第4周:根據(jù)參考文獻(xiàn)中移栽機(jī)的工作原理及特點(diǎn),構(gòu)思設(shè)計(jì)方案,并決定采用何種方案。
第5周--第9周:根據(jù)工作要求,查閱相關(guān)手冊(cè),計(jì)算選擇主要零件;
第10周--第13周:撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),對(duì)部分問(wèn)題修改、調(diào)整;
第14周:整理資料準(zhǔn)備答辯
存在的問(wèn)題及整改措施(學(xué)生自述)
存在問(wèn)題:
由于時(shí)間較短及自身精力投入不足,做設(shè)計(jì)時(shí)不夠仔細(xì)、認(rèn)真。致使三維圖、二維圖、說(shuō)明書(shū)等過(guò)于粗糙、不夠精確。
改進(jìn)措施:
之后,在有時(shí)間的時(shí)候多關(guān)注畢業(yè)設(shè)計(jì),進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)。在工作時(shí)仔細(xì)、認(rèn)真。
指導(dǎo)教師意見(jiàn)(課題進(jìn)展情況、優(yōu)缺點(diǎn)、整改措施等)
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日
學(xué)院意見(jiàn)
負(fù)責(zé)人簽名
年 月 日
塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))任務(wù)書(shū)
學(xué)院
機(jī)械電氣化工程學(xué)院
班級(jí)
農(nóng)機(jī)16-2班
學(xué)生姓名
武發(fā)杰
學(xué)號(hào)
8031210133
課題名稱(chēng)
鏈夾式大蔥移栽機(jī)的設(shè)計(jì)
起止時(shí)間
2015年10月15日—— 2016 年 5月28日(共 14 周)
指導(dǎo)教師
肖愛(ài)玲
職稱(chēng)
副教授
課題內(nèi)容
(1) 移栽機(jī)的總體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),包括四部分:喂苗機(jī)構(gòu)、投苗機(jī)構(gòu)、機(jī)架和傳動(dòng)系統(tǒng)。為
了實(shí)現(xiàn)大蔥移栽時(shí)的零速投苗,根據(jù)工作原理設(shè)計(jì)合理的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),并進(jìn)行理論計(jì)
算。
(2)移栽機(jī)主要零部件的設(shè)計(jì),如苗夾、開(kāi)溝器、投苗鏈條限位導(dǎo)軌、夾緊導(dǎo)軌。
(3)對(duì)于移栽機(jī)的投苗機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,如投苗輸送鏈、苗夾等,保證機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的
合理性。
擬定工作進(jìn)度(以周為單位)
第1周—第2周???? 通過(guò)查找文獻(xiàn)資料,了解發(fā)展現(xiàn)狀。
第3周—第4周??? ? 設(shè)計(jì)總體方案。??
第5周—第9周???? 結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
第10周—第13周?? 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),對(duì)部分問(wèn)題修改、調(diào)整。
第14周?? 整理資料準(zhǔn)備答辯。
主要參考文獻(xiàn)
[1] 黃于明,趙章忠編著.蔥蒜類(lèi)蔬菜栽培技術(shù)[M].上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1996.
[2] 蹼良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,2001.6.
[3] 成人先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第 3 卷[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.1.
[4] 李寶筏.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,2003.7.
[5] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)第六版[M].北京:高等教育出版社,2002.
[6] 楊可楨,程光蘊(yùn),李仲生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第五版[M].北京:高等教育出版社,2007.
[7] 武科,陳永成,畢新勝.幾種典型的移栽機(jī)[J].農(nóng)機(jī)化,2009(03):12-14.
[8] 韓占全,封俊,曾愛(ài)軍.我國(guó)旱地栽植機(jī)械的現(xiàn)狀和發(fā)展前景[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè),2000(08):29-31.
任務(wù)下達(dá)人(簽字)
年 月 日
任務(wù)接受人意見(jiàn)
任務(wù)接受人簽名
年 月 日
注:1、此任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師填寫(xiě),任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。
2、此任務(wù)書(shū)須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開(kāi)始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。
3、此任務(wù)書(shū)一式三份,一份留學(xué)院存檔,一份學(xué)生本人留存,一份
指導(dǎo)教師留存。
鏈夾式大蔥移栽機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生:武發(fā)杰 指導(dǎo)老師:肖愛(ài)玲
(1. 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院, 阿拉爾 843300)
摘要:本大蔥在我國(guó)已成為區(qū)域規(guī)模種植的蔬菜作物之一,由于大蔥栽植農(nóng)藝要求的特殊性,即株距小、直立性要求高,用于其它作物移栽的移栽機(jī)基本不能用于大蔥移栽。對(duì)于大蔥移栽機(jī),國(guó)內(nèi)外雖有研究或產(chǎn)品問(wèn)世,但都存在移栽后蔥苗直立性差的不足。分析原因,是由于栽植器都采用圓盤(pán)式栽植器,蔥苗相對(duì)地面速度為零只是在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上,是瞬間的,時(shí)間短,造成蔥苗在相對(duì)地面零速的情況下覆土不充分,移栽后蔥苗傾斜,甚至倒伏。為了解決上述零速栽植的問(wèn)題,作者分析了各種移栽機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),最終確定采用鏈夾式投苗機(jī)構(gòu)。將苗夾和苗槽分別安裝在投苗輸送鏈和喂苗輸送帶上,通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)使苗夾和苗槽在豎直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)同步,保證苗夾能準(zhǔn)確的從對(duì)應(yīng)苗槽中夾取蔥苗;然后蔥苗在被夾持的狀態(tài)下隨輸送鏈轉(zhuǎn)為水平運(yùn)動(dòng),其水平運(yùn)動(dòng)速度與移栽機(jī)前進(jìn)的速度大小相等、方向相反,從而實(shí)現(xiàn)在一段距離內(nèi)的零速投苗,能夠?qū)崿F(xiàn)先覆土鎮(zhèn)壓再釋放蔥苗,從而保證了蔥苗移栽后的直立性。
關(guān)鍵詞: 大蔥;鏈夾式;移栽機(jī);零速投苗
中圖分類(lèi)號(hào): 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:
0引言
大蔥在我國(guó)已有3000多年的栽植歷史,大蔥富含多種微量元素,有特殊的辛辣味道,具有良好的調(diào)味和醫(yī)療功效。大蔥在我國(guó)不僅栽植歷史悠久,而且栽植面積大,尤其是在我國(guó)北方,形成了許多具有地方特色、全國(guó)知名的大蔥品種,其中較為著名的有天津的高腳白、陜西的赤水孤蔥以及山東章丘的大梧桐等。隨著國(guó)家對(duì)“三農(nóng)”問(wèn)題的關(guān)注度越來(lái)越大,以及農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整,許多地方將大蔥種植作為特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展,使得大蔥的種植面積進(jìn)一步擴(kuò)大,如山東章丘、天津?qū)氎婧桶不张R泉等地區(qū)的大蔥種植面積甚至超過(guò)10萬(wàn)畝。而且大蔥的種植是在6-7月份,天氣炎熱,人工作業(yè)環(huán)境差,效率低。所以農(nóng)民對(duì)實(shí)現(xiàn)大蔥移栽機(jī)械化的要求越來(lái)越迫切,同時(shí)對(duì)移栽機(jī)的性能要求也越來(lái)越高,因此設(shè)計(jì)一款高性能的大蔥移栽機(jī)對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化有著十分重要的意義??梢蕴岣叽笫[栽植過(guò)程中人力和物力資源的利用率,降低成本,同時(shí)也提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和大蔥栽植質(zhì)量。
1總體設(shè)計(jì)思路
本課題研究的重點(diǎn)是投苗機(jī)構(gòu):主要問(wèn)題是“零速投苗”。對(duì)于大蔥特殊的要求:高直立性、小株距、覆土深等,設(shè)計(jì)了鏈夾式大蔥移栽機(jī),包括四部分:喂苗機(jī)構(gòu)、投苗機(jī)構(gòu)、機(jī)架和傳動(dòng)系統(tǒng)。
1.1設(shè)計(jì)原理
通過(guò)三點(diǎn)懸掛,懸掛在拖拉機(jī)上,由地輪提供動(dòng)力,地輪帶動(dòng)同軸的第一傳動(dòng)鏈輪,然后經(jīng)過(guò)第一傳動(dòng)鏈和第二傳動(dòng)鏈輪傳遞給投苗輸送裝置;再由投苗機(jī)構(gòu)鏈輪帶動(dòng)第三傳動(dòng)鏈輪,由第二傳動(dòng)鏈和一對(duì)錐齒輪將動(dòng)力傳遞給喂苗輸送裝置。苗夾和苗槽分別安裝在投苗機(jī)構(gòu)輸送鏈和喂苗機(jī)構(gòu)輸送帶上,兩裝置之間通過(guò)選擇合適的傳動(dòng)比保證苗夾和苗槽在豎直方向的運(yùn)動(dòng)同步,以及苗夾運(yùn)動(dòng)到水平方向后,所夾持的蔥苗速度能夠與移栽機(jī)的速度大小相等、方向相反,即蔥苗實(shí)現(xiàn)零速投苗。在合適的位置覆土鎮(zhèn)壓裝置進(jìn)行覆土鎮(zhèn)壓,之后苗夾再打開(kāi),放開(kāi)蔥苗,以此保證蔥苗的零速投放是一個(gè)時(shí)間段,而不是一個(gè)點(diǎn)。同時(shí)為了保證蔥苗在沒(méi)進(jìn)行覆土之前防止開(kāi)溝后的土回流,影響蔥苗的栽植深度,安裝帶有護(hù)板的芯鏵式開(kāi)溝器。
1.2設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)
(1)喂苗機(jī)構(gòu):該機(jī)構(gòu)主要部分是輸送帶和苗槽,輸送帶根據(jù)移栽作業(yè)要求設(shè)計(jì)合理,苗槽安裝在輸送帶上,大蔥移栽的株距等于苗槽之間的距離。該裝置主要起到一個(gè)銜接作用,操作人員將盛放在苗箱中的裸蔥苗一棵一棵放入每個(gè)苗槽之中,蔥苗隨著苗槽由水平轉(zhuǎn)為豎直運(yùn)動(dòng),到達(dá)合適位置后,被安裝在投苗機(jī)構(gòu)的苗夾夾取。
(2) 投苗機(jī)構(gòu):該機(jī)構(gòu)主要包括限位導(dǎo)軌、夾緊導(dǎo)軌、苗夾和輸送鏈。苗夾安裝在輸送鏈的每個(gè)鏈節(jié)上,其間距等于苗槽的間距即大蔥株距,限位導(dǎo)軌主要對(duì)鏈條擺動(dòng)起到限制作用。夾緊導(dǎo)軌主要控制苗夾的開(kāi)閉,通過(guò)兩導(dǎo)軌之間的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)苗夾進(jìn)入夾緊導(dǎo)軌后逐漸閉合,夾緊蔥苗,然后在合適的位置逐漸打開(kāi)完成投苗。夾緊導(dǎo)軌使苗夾逐漸閉合,是為了避免蔥苗被夾取時(shí)造成的損傷,同時(shí)也減小了由于突變引起的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)沖擊。
通過(guò)對(duì)喂苗機(jī)構(gòu)和投苗機(jī)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)和安裝,實(shí)現(xiàn)苗夾在豎直方向與對(duì)應(yīng)的苗槽高度一致,保證準(zhǔn)確夾取苗槽中的蔥苗;在喂苗機(jī)構(gòu)、投苗機(jī)構(gòu)和拖拉機(jī)之間通過(guò)合理的傳動(dòng)方案,實(shí)現(xiàn)苗夾和苗槽在豎直方向運(yùn)動(dòng)的同步,以及苗夾在作水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)速度與移栽機(jī)前進(jìn)的速度大小相等、方向相反,實(shí)現(xiàn)零速投苗。操作人員向苗槽放苗是在苗槽的水平運(yùn)動(dòng)段,隨即苗槽轉(zhuǎn)為豎直運(yùn)動(dòng),當(dāng)蔥苗隨著苗槽轉(zhuǎn)為豎直運(yùn)動(dòng)后,相應(yīng)的苗夾也進(jìn)入豎直軌道,在適當(dāng)位置,苗夾逐漸夾緊,夾住對(duì)應(yīng)苗槽中的蔥苗。喂苗機(jī)構(gòu)和投苗機(jī)構(gòu)繼續(xù)運(yùn)動(dòng),當(dāng)苗槽的運(yùn)動(dòng)方向偏離豎直運(yùn)動(dòng)時(shí),蔥苗和苗槽分離。苗夾隨投苗輸送鏈繼續(xù)運(yùn)動(dòng),當(dāng)苗夾轉(zhuǎn)過(guò)900后,轉(zhuǎn)為水平運(yùn)動(dòng),其速度與移栽機(jī)前進(jìn)的速度大小相等、方向相反,實(shí)現(xiàn)在一段時(shí)間內(nèi)的蔥苗相對(duì)于地面速度為零,在這期間完成對(duì)蔥苗的覆土和鎮(zhèn)壓,之后苗夾在夾緊導(dǎo)軌的控制下,逐漸打開(kāi)放開(kāi)蔥苗。由于苗夾作水平運(yùn)動(dòng)有一個(gè)時(shí)間段,覆土鎮(zhèn)壓裝置有充分時(shí)間在蔥苗相對(duì)地面速度為零的情況下對(duì)蔥苗覆土壓實(shí),因此移栽后的蔥苗直立性好、株距均勻等。
圖1 移栽機(jī)示意圖
1.機(jī)架Ⅰ 2.開(kāi)溝器 3.覆土鎮(zhèn)壓輪 4.地輪 5.軸承UCP211 6.第一傳動(dòng)鏈輪 7.第一傳動(dòng)鏈 8.第二傳動(dòng)鏈輪 9.第一投苗機(jī)構(gòu)鏈輪 10.投苗輸送鏈 11.第三傳動(dòng)鏈輪 12.苗夾 13.機(jī)架Ⅱ 14.第二投苗機(jī)構(gòu)鏈輪 15.限位導(dǎo)軌 16.夾緊導(dǎo)軌 17.放置苗箱板 18.苗槽 19.機(jī)架Ⅲ 20.軸承UCP208 21.中間懸掛支架 22.左懸掛支架 23.錐齒輪 24.第二傳動(dòng)鏈 25.喂苗輸送帶 26.張緊裝置
2關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)
2.1苗夾的設(shè)計(jì)
苗夾在大蔥移栽過(guò)程中起到最終執(zhí)行的功能,苗夾通過(guò)苗夾座安裝在投苗機(jī)構(gòu)輸送鏈的每個(gè)鏈節(jié)上,苗夾從對(duì)應(yīng)安裝在喂苗機(jī)構(gòu)輸送帶上的苗槽中夾取蔥苗,苗夾的夾苗點(diǎn)的準(zhǔn)確性,關(guān)系到蔥苗最終的栽植效果,因此苗夾結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理。苗夾主要由苗夾板、彈簧、牛眼萬(wàn)向輪、銷(xiāo)子、苗夾座和滾輪等組成
2.2芯鏵式開(kāi)溝器設(shè)計(jì)
芯鏵式開(kāi)溝器的設(shè)計(jì)要考慮以下影響因素:
(1)芯鏵式開(kāi)溝器的主要作用是保證蔥苗移栽的直立性。犁鏵式開(kāi)溝器在開(kāi)溝過(guò)程中會(huì)有部分土壤回流,蔥苗被苗夾夾持在由豎直轉(zhuǎn)向水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)被回流的土壤阻礙,以至于蔥苗會(huì)出現(xiàn)窩根,蔥苗被碰傾斜。為了避免這種現(xiàn)象發(fā)生,安裝芯鏵式開(kāi)溝器,需要使翼板加長(zhǎng)。
(2)苗夾的運(yùn)行軌跡,蔥苗的夾持點(diǎn)位置,需要將芯鏵式開(kāi)溝器設(shè)計(jì)成高度可以調(diào)節(jié),根據(jù)實(shí)驗(yàn)來(lái)選取最合適的安裝高度。由于芯鏵式開(kāi)溝器和覆土鎮(zhèn)壓輪配合使用來(lái)完成蔥苗的覆土鎮(zhèn)壓。
綜合以上因素,芯鏵式開(kāi)溝器設(shè)計(jì)的寬度B=120mm,兩翼板之間的距離 b=100mm,翼板夾角γ=600。
2.3投苗鏈條限位導(dǎo)軌設(shè)計(jì)
投苗鏈條限位導(dǎo)的作用:苗夾通過(guò)苗夾座安裝在投苗機(jī)構(gòu)輸送鏈上,鏈條在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)波動(dòng),因此會(huì)帶動(dòng)苗夾波動(dòng),這樣會(huì)造成苗夾的夾苗點(diǎn)位置的不確定,同時(shí)由于波動(dòng),相臨苗夾會(huì)產(chǎn)生干涉,以至于無(wú)法完成移栽。在這種情況下安裝限位導(dǎo)軌,根據(jù)苗夾的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,設(shè)計(jì)出限位導(dǎo)軌的形狀,在限位導(dǎo)軌上銑出凹槽,使得苗夾在豎直和水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí),苗夾座兩端的限位板在凹槽內(nèi)運(yùn)動(dòng),限制苗夾的抖動(dòng);為了減小苗夾座與限位導(dǎo)軌凹槽之間的摩擦力,采用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦,在每個(gè)苗夾座的四個(gè)角安裝滾輪。
2.4夾緊導(dǎo)軌設(shè)計(jì)
夾緊導(dǎo)軌的作用是控制苗夾的開(kāi)閉:根據(jù)苗夾的運(yùn)動(dòng)軌跡,在豎直到水平方向上,苗夾需要完成蔥苗的夾取和投放。在此過(guò)程中夾緊導(dǎo)軌控制苗夾的打開(kāi)和夾緊,為了減小苗夾運(yùn)行過(guò)程受到的摩擦力,在苗夾上安裝牛眼萬(wàn)向輪。具體完成過(guò)程是,苗夾在進(jìn)入豎直方向運(yùn)動(dòng)時(shí),萬(wàn)向輪開(kāi)始進(jìn)入夾緊導(dǎo)軌,兩導(dǎo)軌之間的距離會(huì)逐漸減小,然后保持該距離,從而使苗夾逐漸夾緊,然后在夾緊的狀態(tài)下豎直運(yùn)動(dòng)一段距離。接著苗夾隨輸送鏈轉(zhuǎn)入水平運(yùn)動(dòng),苗夾仍處于夾緊狀態(tài)下,在距苗夾張開(kāi)點(diǎn)5cm覆土鎮(zhèn)壓輪開(kāi)始覆土鎮(zhèn)壓,使蔥苗的零速投放在一個(gè)時(shí)間段內(nèi),提高蔥苗移栽后的直立度。之后兩夾緊導(dǎo)軌之間的距離逐漸增大,苗夾逐漸打開(kāi)與蔥苗脫離,完成蔥苗的投放。
3總結(jié)
大蔥在我國(guó)部分地區(qū)成為了當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)型經(jīng)濟(jì)作物,其種植面積大,農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)大,對(duì)于機(jī)械移栽迫切需求。實(shí)現(xiàn)大蔥移栽機(jī)械化,存在兩個(gè)難點(diǎn):一、大蔥的分苗;二、大蔥移栽后的高直立度。
本文主要針對(duì)大蔥移栽后的高直立度做了相關(guān)研究。主要研究結(jié)果如下:
(1)根據(jù)大蔥移栽的特性,選擇了鏈夾式大蔥移栽機(jī)。
(2)通過(guò)喂苗機(jī)構(gòu)和投苗機(jī)構(gòu)相互配合,實(shí)現(xiàn)定距喂苗。在“零速投苗”的前提下設(shè)計(jì)相應(yīng)的傳動(dòng)系統(tǒng)。
(3)確定了最終的鏈?zhǔn)絺鬏敺桨?,主要包括:投苗、喂苗輸送帶的功能設(shè)計(jì),鏈圍的設(shè)計(jì)和安裝。根據(jù)零速栽植的宗旨,以及株距的要求,進(jìn)行了移栽機(jī)的傳動(dòng)方案設(shè)計(jì),通過(guò)理論計(jì)算選擇合適的傳動(dòng)比,選擇合適的輸送帶。
(4)對(duì)投苗機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,通過(guò)理論計(jì)算,計(jì)算出了整個(gè)移栽機(jī)所需的牽引力、牽引功率等。并對(duì)主要零部件進(jìn)行了機(jī)構(gòu)合理性的分析,如限位導(dǎo)軌、苗夾、夾緊導(dǎo)軌和開(kāi)溝器等。
但是由于時(shí)間倉(cāng)促等原因造成研究不足,在以下幾個(gè)方面可以做進(jìn)一步研究:
(1)蔥苗標(biāo)準(zhǔn)化育苗:通過(guò)田間試驗(yàn)可以看出,苗的大小、形態(tài)質(zhì)量好壞對(duì)移栽的效果很明顯,如果蔥苗較直、挺實(shí)則在移栽過(guò)程中能夠提高取苗的準(zhǔn)確率。
(2)機(jī)組結(jié)構(gòu):整個(gè)機(jī)組顯得結(jié)構(gòu)太大,造成了重心較為靠后,機(jī)構(gòu)看起來(lái)不緊湊。今后需要對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行更合理的設(shè)計(jì)。
這是我們?cè)诖髮W(xué)期間所進(jìn)行的一次非常全面的設(shè)計(jì),為大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和鞏固,使我們初步了解和掌握做設(shè)計(jì)的基本步驟、基本方法,通過(guò)本環(huán)節(jié)把我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)課程中所獲得的理論知識(shí)在設(shè)計(jì)實(shí)踐中加以綜合運(yùn)用,把大學(xué)四年來(lái)所學(xué)的知識(shí)貫穿起來(lái),使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐密切的結(jié)合起來(lái),為我將來(lái)的實(shí)際工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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2009.
塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開(kāi)題報(bào)告
課題名稱(chēng) 鏈夾式大蔥移栽機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 武發(fā)杰
學(xué) 號(hào) 8031210133
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專(zhuān) 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級(jí) 農(nóng)機(jī)16-2班
指導(dǎo)教師 肖愛(ài)玲
起止時(shí)間2015.10.15至2016.05.28
機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
填 表 說(shuō) 明
一、學(xué)生撰寫(xiě)《開(kāi)題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容:
1、本課題來(lái)源及研究的目的和意義;
2、本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀及分析;
3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析;
4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路;
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法;
6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃;
7、主要參考文獻(xiàn)(不少于7篇)。
二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))任務(wù)書(shū)”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫(xiě)完成,并交指導(dǎo)教師審閱。
三、開(kāi)題報(bào)告要求手寫(xiě)體,字?jǐn)?shù)在3000字以上,由學(xué)生在本報(bào)告冊(cè)內(nèi)填寫(xiě),頁(yè)面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個(gè)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))課題須提交開(kāi)題報(bào)告一式三份,一份學(xué)生本人留存,一份指導(dǎo)教師存閱,一份學(xué)生所在學(xué)院存檔,備檢備查。
一、本課題來(lái)源及研究的目的和意義
大蔥在我國(guó)已有3000多年的栽植歷史,大蔥富含多種微量元素,有特殊的辛辣味道,具
良好的調(diào)味和醫(yī)療功效。大蔥在我國(guó)不僅栽植歷史悠久,而且栽植面積大,尤其是在我國(guó)北方,形成了許多具有地方特色、全國(guó)知名的大蔥品種,其中較為著名的有天津的高腳白、陜西的赤水孤蔥以及山東章丘的大梧桐等。隨著國(guó)家對(duì)“三農(nóng)”問(wèn)題的關(guān)注度越來(lái)越大,以及農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整,許多地方將大蔥種植作為特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展,使得大蔥的種植面積進(jìn)一步擴(kuò)大,如山東章丘、天津?qū)氎婧桶不张R泉等地區(qū)的大蔥種植面積甚至超過(guò)10萬(wàn)畝。而且大蔥的種植是在6至7月份,天氣炎熱,人工作業(yè)環(huán)境差,效率低。所以農(nóng)民對(duì)實(shí)現(xiàn)大蔥移栽機(jī)械化的要求越來(lái)越迫切,同時(shí)對(duì)移栽機(jī)的性能要求也越來(lái)越高,因此設(shè)計(jì)一款高性能的大蔥移栽機(jī)對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化有著十分重要的意義??梢蕴岣叽笫[栽植過(guò)程中人力和物力資源的利用率,降低成本,同時(shí)也提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和大蔥栽植質(zhì)量。
二、本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀及分析
對(duì)于移栽機(jī)的研究無(wú)論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)都取得了一定的研究成果。目前,市面上流行的移栽機(jī)有吊杯式、導(dǎo)苗管式、撓性圓盤(pán)式以及鏈夾式。任何一種移栽機(jī)都有其自身的特點(diǎn),能夠適應(yīng)某種或某些作物的移栽,但是都不具有普遍使用性。目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的移栽機(jī)主要適用于玉米、棉花、煙苗等大株距、小株高作物移栽。對(duì)于大蔥移栽機(jī),國(guó)內(nèi)研究較少,國(guó)外研究主要在日本,日本的大蔥移栽機(jī)產(chǎn)品需要與相應(yīng)的農(nóng)藝相配合,不適應(yīng)我國(guó)大田育苗的現(xiàn)狀。
1.吊杯式移栽機(jī)
吊杯式移栽機(jī),如圖2-1所示,主要由栽植圓盤(pán)、偏心圓盤(pán)、導(dǎo)軌、吊杯等組成。作業(yè)時(shí),吊杯始終垂直地面,并隨著圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)?shù)醣D(zhuǎn)動(dòng)到上部時(shí),人工將秧苗放入吊杯中,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)定位置時(shí),吊杯底部的鴨嘴在導(dǎo)軌的作用下被壓開(kāi),秧苗落入穴內(nèi),隨后覆土鎮(zhèn)壓裝置進(jìn)行覆土鎮(zhèn)壓,完成栽植。吊杯脫離導(dǎo)軌后,在彈簧的作用下重新閉合,以此循環(huán)。吊杯式移栽機(jī)在栽植過(guò)程中使秧苗不受沖擊, 圖2-1吊杯式移栽機(jī)
但喂苗速度低,適合適合于株距較大的缽苗移栽。
2.導(dǎo)苗管式移栽機(jī)
導(dǎo)苗管式移栽機(jī),如圖2-2所示,主要由喂入器、導(dǎo)苗管、扶苗器、開(kāi)溝器、覆土鎮(zhèn)壓輪和苗架等組成。作業(yè)時(shí),人工將秧苗投入到喂入器的喂苗筒內(nèi),當(dāng)喂苗筒轉(zhuǎn)到導(dǎo)苗管的上方時(shí),活門(mén)打開(kāi),秧苗依靠自身重力作用,落入導(dǎo)苗管內(nèi),由導(dǎo)苗管將秧苗引入苗溝內(nèi),通過(guò)扶苗器的作用,秧苗保持直立狀態(tài),然后覆土鎮(zhèn)壓,完成栽植。導(dǎo)苗管式移栽機(jī)不傷苗、較好保持秧苗移栽后的直立性,栽植頻率在 40~60 株/min。
圖2-2導(dǎo)苗管式移栽機(jī) 圖2-3撓性圓盤(pán)式式移栽機(jī)
3.撓性圓盤(pán)式移栽機(jī)
撓盤(pán)式移栽機(jī),如圖2-3所示,主要由供苗輸送帶、撓性盤(pán)、鎮(zhèn)壓輪、以及傳動(dòng)系統(tǒng)組成。作業(yè)時(shí),人工將秧苗放入供苗輸送帶上,供苗輸送帶上等距安裝橡膠塊。輸送帶將秧苗味入撓盤(pán)內(nèi),秧苗隨撓盤(pán)旋轉(zhuǎn)到合適位置,撓盤(pán)打開(kāi),秧苗進(jìn)去開(kāi)好的溝內(nèi),然后覆土鎮(zhèn)壓,完成栽植。撓盤(pán)式移栽機(jī)對(duì)秧苗株距的適應(yīng)性較好,但栽植深度不穩(wěn)定,無(wú)法保證秧苗的高直立性。
4.鏈夾式移栽機(jī)
鏈夾式移栽機(jī),如圖2-4所示,主要由機(jī)架、導(dǎo)軌、苗夾、鎮(zhèn)壓輪等組成。作業(yè)時(shí),人工將秧苗放到苗夾上,秧苗被苗夾夾持,在鏈條帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)秧苗轉(zhuǎn)至苗溝時(shí),苗夾在導(dǎo)軌作用下被打開(kāi),秧苗落入苗溝中,然后覆土鎮(zhèn)壓,完成栽植?,F(xiàn)有的鏈夾式移栽機(jī)栽植株距準(zhǔn)確,栽植后秧苗的直立度較好,喂苗送苗穩(wěn)定可靠。但零速投苗效果不好,易傷苗,容易造成秧苗的漏栽。
圖2-4鏈夾式移栽機(jī)
三、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
1. 任務(wù)要求:大蔥栽植深度較深一般為 15cm 左右,并在后期進(jìn)行層層覆土,蔥白的質(zhì)量直接影響大蔥的質(zhì)量,因此要杜絕蔥苗移栽時(shí)窩根。國(guó)內(nèi)雖也有對(duì)大蔥移栽機(jī)的研制,但是蔥苗入溝時(shí)不能保證零速投苗,會(huì)造成蔥苗的傾斜、窩根,直接影響大蔥的質(zhì)量。因此,根據(jù)以上大蔥移栽的特性,設(shè)計(jì)了一款鏈夾式大蔥移栽機(jī)。
2.可行性分析:
(1)移栽機(jī)的整體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),為了實(shí)現(xiàn)大蔥移栽時(shí)的零速投苗,選擇合適的傳動(dòng)方案,進(jìn)行理論計(jì)算。
(2)移栽機(jī)核心部分為喂苗和投苗機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分,輸送鏈的運(yùn)行平穩(wěn)性直接影響到苗夾取苗的準(zhǔn)確性。
(3)對(duì)于移栽機(jī)主要的零部件進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,如苗夾、開(kāi)溝器、夾緊導(dǎo)軌、限位導(dǎo)軌等,保證機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
(4)根據(jù)分析結(jié)果,對(duì)方案進(jìn)行改善,進(jìn)行樣機(jī)試制,進(jìn)行田間試驗(yàn)。
四、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路
本課題研究的重點(diǎn)是投苗機(jī)構(gòu):主要問(wèn)題是“零速投苗”。對(duì)于大蔥特殊的要求:高直立性、小株距、覆土深等,設(shè)計(jì)了鏈夾式大蔥移栽機(jī),包括四部分:喂苗機(jī)構(gòu)、投苗機(jī)構(gòu)、機(jī)架和傳動(dòng)系統(tǒng)。
1. 喂苗機(jī)構(gòu):該機(jī)構(gòu)主要部分是輸送帶和苗槽,輸送帶根據(jù)移栽作業(yè)要求設(shè)計(jì)合理,苗槽安裝在輸送帶上,大蔥移栽的株距等于苗槽之間的距離。該裝置主要起到一個(gè)銜接作用,操作人員將盛放在苗箱中的裸蔥苗一棵一棵放入每個(gè)苗槽之中,蔥苗隨著苗槽由水平轉(zhuǎn)為豎直運(yùn)動(dòng),到達(dá)合適位置后,被安裝在投苗機(jī)構(gòu)的苗夾夾取。
2. 投苗機(jī)構(gòu):該機(jī)構(gòu)主要包括限位導(dǎo)軌、夾緊導(dǎo)軌、苗夾和輸送帶。苗夾安裝在輸送帶的每個(gè)鏈節(jié)上,其間距等于苗槽的間距即大蔥株距,限位導(dǎo)軌主要對(duì)鏈條擺動(dòng)起到限制作用。夾緊導(dǎo)軌主要控制苗夾的開(kāi)閉,通過(guò)兩導(dǎo)軌之間的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)苗夾進(jìn)入夾緊導(dǎo)軌后逐漸閉合,夾緊蔥苗,然后在合適的位置逐漸打開(kāi)完成投苗。夾緊導(dǎo)軌使苗夾逐漸閉合,是為了避免蔥苗被夾取時(shí)造成的損傷,同時(shí)也減小了由于突變引起的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)沖擊。
通過(guò)對(duì)喂苗機(jī)構(gòu)和投苗機(jī)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)和安裝,實(shí)現(xiàn)苗夾在豎直方向,與對(duì)應(yīng)的苗槽高度一致,保證準(zhǔn)確夾取苗槽中的蔥苗;在喂苗機(jī)構(gòu)、投苗機(jī)構(gòu)和拖拉機(jī)之間通過(guò)合理的傳動(dòng)方案,實(shí)現(xiàn)苗夾和苗槽在豎直方向運(yùn)動(dòng)的同步,以及苗夾在作水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)速度與移栽機(jī)前進(jìn)的速度大小相等、方向相反,實(shí)現(xiàn)零速投苗。
操作人員向苗槽放苗是在苗槽的水平運(yùn)動(dòng)段,隨即苗槽轉(zhuǎn)為豎直運(yùn)動(dòng),當(dāng)蔥苗隨著苗槽轉(zhuǎn)為豎直運(yùn)動(dòng)后,相應(yīng)的苗夾也進(jìn)入豎直軌道,在適當(dāng)位置,苗夾逐漸夾緊,夾住對(duì)應(yīng)苗槽中的蔥苗。喂苗機(jī)構(gòu)和投苗機(jī)構(gòu)的繼續(xù)運(yùn)動(dòng),當(dāng)苗槽的運(yùn)動(dòng)方向偏離豎直運(yùn)動(dòng)時(shí),蔥苗和苗槽分離。苗夾隨投苗輸送帶繼續(xù)運(yùn)動(dòng),當(dāng)苗夾轉(zhuǎn)過(guò)90°后,轉(zhuǎn)為水平運(yùn)動(dòng),其速度與移栽機(jī)前進(jìn)的速度大小相等、方向相反,實(shí)現(xiàn)在一段時(shí)間內(nèi)的蔥苗相對(duì)于地面速度為零,在這期間完成對(duì)蔥苗的覆土和鎮(zhèn)壓,之后苗夾在夾緊導(dǎo)軌的控制下,逐漸打開(kāi)放開(kāi)蔥苗。由于苗夾作水平運(yùn)動(dòng)有一個(gè)時(shí)間段,覆土鎮(zhèn)壓裝置有充分時(shí)間在蔥苗相對(duì)地面速度為零的情況下對(duì)蔥苗覆土壓實(shí),因此移栽后的蔥苗直立性好、株距均勻等。
五、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法
1. 利用萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)和中國(guó)知網(wǎng)查閱相關(guān)資料,了解大蔥移栽機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀。
2. 確定設(shè)計(jì)方案。
3. 查閱相關(guān)資料,了解大蔥移栽機(jī),以確定方案中所需的機(jī)構(gòu)。
?4. 遇到關(guān)鍵性的問(wèn)題向老師請(qǐng)教。
5. 利用二維軟件CAD、SW軟件繪制三維裝配圖和零件圖。
6. 參考資料中的計(jì)算方法及公式等進(jìn)行計(jì)算校核。
六、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃
第1周—第2周???? 通過(guò)查找文獻(xiàn)資料,了解發(fā)展現(xiàn)狀。
第3周—第4周?? ??設(shè)計(jì)總體方案。??
第5周—第9周??? 結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
第10周—第13周?? 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),對(duì)部分問(wèn)題修改、調(diào)整。
第14周 ? 整理資料準(zhǔn)備答辯。
七、主要參考文獻(xiàn)
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學(xué)生簽名
年 月 日
指導(dǎo)教師審閱意見(jiàn)
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論文開(kāi)題報(bào)告 姓名姓名:武發(fā)杰武發(fā)杰 班級(jí):農(nóng)機(jī)班級(jí):農(nóng)機(jī)16-216-2 學(xué)號(hào):學(xué)號(hào):80312101338031210133鏈夾式大蔥移栽機(jī)的設(shè)計(jì)鏈夾式大蔥移栽機(jī)的設(shè)計(jì)論文題目論文題目目錄一、研究的目的及意義二、移栽機(jī)現(xiàn)狀及分析三、關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路一、研究的目的及意義 大蔥在我國(guó)已有 3000 多年的栽植歷史,大蔥富含多種微量元素,有特殊的辛辣味道,具有良好的調(diào)味和醫(yī)療功效。大蔥在我國(guó)不僅栽植歷史悠久,而且栽植面積大,尤其是在我國(guó)北方,形成了許多具有地方特色、全國(guó)知名的大蔥品種,其中較為著名的有天津的高腳白、陜西的赤水孤蔥以及山東章丘的大梧桐等。隨著國(guó)家對(duì)“三農(nóng)”問(wèn)題的關(guān)注度越來(lái)越大,以及農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整,許多地方將大蔥種植作為特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展,使得大蔥的種植面積進(jìn)一步擴(kuò)大,山東章丘、天津?qū)氎婧桶不张R泉等地區(qū)的大蔥種植面積甚至超過(guò) 10 萬(wàn)畝。而且大蔥的種植是在6至7月份,天氣炎熱,人工作業(yè)環(huán)境差,效率低。所以農(nóng)民對(duì)實(shí)現(xiàn)大蔥移栽機(jī)械化的要求越來(lái)越迫切,同時(shí)對(duì)移栽機(jī)的性能要求也越來(lái)越高,因此設(shè)計(jì)一款高性能的大蔥移栽機(jī)是必要的。二、移栽機(jī)現(xiàn)狀及分析 對(duì)于移栽機(jī)的研究無(wú)論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)取得了一定的研究成果。目前,市面上流行的移栽機(jī)有吊杯式、導(dǎo)苗管式、撓性圓盤(pán)式以及鏈夾式。特點(diǎn)特點(diǎn):1 1、吊杯式移栽機(jī):、吊杯式移栽機(jī):在栽植過(guò)程中使秧苗不受沖擊,但喂 苗速度低,適合適合于株距較大的缽苗移栽。2 2、導(dǎo)苗管式移栽機(jī):、導(dǎo)苗管式移栽機(jī):不傷苗、較好保持秧苗移栽后的直 立性3 3、撓性圓盤(pán)式移栽機(jī):、撓性圓盤(pán)式移栽機(jī):對(duì)秧苗株距的適應(yīng)性較好,但栽 植深度不穩(wěn)定,無(wú)法保證秧苗的高直立性 4、鏈夾式移栽機(jī)、鏈夾式移栽機(jī) 鏈夾式移栽機(jī),如圖所示,主要由機(jī)架、導(dǎo)軌、苗夾、鎮(zhèn)壓輪等組成。作業(yè)時(shí),人工將秧苗放到苗夾上,秧苗被苗夾夾持,在鏈條帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)秧苗轉(zhuǎn)至苗溝時(shí),苗夾在導(dǎo)軌作用下被打開(kāi),秧苗落入苗溝中,然后覆土鎮(zhèn)壓,完成栽植?,F(xiàn)有的鏈夾式移栽機(jī)栽植株距準(zhǔn)確,栽植后秧苗的直立度較好,喂苗送苗穩(wěn)定可靠。但零速投苗效果不好,易傷苗,容但零速投苗效果不好,易傷苗,容易造成秧苗的漏栽。易造成秧苗的漏栽。鏈夾式移栽機(jī)鏈夾式移栽機(jī)三、關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路 本課題研究的重點(diǎn)是投苗部分:投苗機(jī)構(gòu)需要解決的主要問(wèn)題是“零速投苗零速投苗”。對(duì)于大蔥特殊的要求:高直立性、小株距、覆土深等,設(shè)計(jì)了鏈夾式大蔥移栽機(jī),包括四部分:喂苗機(jī)構(gòu)、投苗機(jī)構(gòu)、機(jī)架和傳動(dòng)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)喂苗機(jī)構(gòu)和投苗機(jī)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)和安裝,實(shí)現(xiàn)苗夾在豎直方向,與對(duì)應(yīng)的苗槽高度一致,保證準(zhǔn)確夾取苗槽中的蔥苗;在喂苗機(jī)構(gòu)、投苗機(jī)構(gòu)和拖拉機(jī)之間通過(guò)合理的傳動(dòng)方案,實(shí)現(xiàn)苗夾和苗槽在豎直方向運(yùn)動(dòng)的同步,以及苗夾在作水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)速度與移栽機(jī)前進(jìn)的速度大小相等、方向相反,實(shí)現(xiàn)零速投苗零速投苗。由于苗夾作水平運(yùn)動(dòng)有一個(gè)時(shí)間段,覆土鎮(zhèn)壓裝置有充分時(shí)間在蔥苗相對(duì)地面速度為零的情況下對(duì)蔥苗覆土壓實(shí),因此移栽后的蔥苗直立性好、株距均勻等。謝謝!請(qǐng)各位老師批評(píng)指正 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目:鏈夾式大蔥移栽機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目:鏈夾式大蔥移栽機(jī)學(xué) 院:機(jī)械電氣化工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè):農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化姓 名:武 發(fā) 杰指導(dǎo)教師:肖 愛(ài) 玲目錄目錄 1 1 研究目的和意義研究目的和意義 2 2 研究?jī)?nèi)容研究?jī)?nèi)容 3 3 工作原理工作原理 4 4 主要零部件設(shè)計(jì)主要零部件設(shè)計(jì) 5 5 總結(jié)及展望總結(jié)及展望意義:意義:大蔥的種植是在大蔥的種植是在6 6至至7 7月份,天氣炎熱,人工作業(yè)環(huán)境差,效率月份,天氣炎熱,人工作業(yè)環(huán)境差,效率 低。所以農(nóng)民對(duì)實(shí)現(xiàn)大蔥移栽機(jī)械化的要求越來(lái)越迫切,同時(shí)低。所以農(nóng)民對(duì)實(shí)現(xiàn)大蔥移栽機(jī)械化的要求越來(lái)越迫切,同時(shí) 對(duì)移栽機(jī)的性能要求也越來(lái)越高,因此設(shè)計(jì)一款高性能的大蔥對(duì)移栽機(jī)的性能要求也越來(lái)越高,因此設(shè)計(jì)一款高性能的大蔥 移栽機(jī)對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化有著十分重要的意義。移栽機(jī)對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化有著十分重要的意義。目的:可以提高大蔥栽植過(guò)程中人力和物力資源的利用率,降低成本,目的:可以提高大蔥栽植過(guò)程中人力和物力資源的利用率,降低成本,同時(shí)也提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和大蔥栽植質(zhì)量。同時(shí)也提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和大蔥栽植質(zhì)量。1.1.研究目的和意義研究目的和意義2.2.研究?jī)?nèi)容研究?jī)?nèi)容(1)(1)移栽機(jī)的總體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),包括四部分:喂苗機(jī)構(gòu)、投苗機(jī)構(gòu)、機(jī)移栽機(jī)的總體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),包括四部分:喂苗機(jī)構(gòu)、投苗機(jī)構(gòu)、機(jī)架和傳動(dòng)系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)大蔥移栽時(shí)的零速投苗,根據(jù)工作原理設(shè)計(jì)架和傳動(dòng)系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)大蔥移栽時(shí)的零速投苗,根據(jù)工作原理設(shè)計(jì)合理的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),并進(jìn)行理論計(jì)算。合理的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),并進(jìn)行理論計(jì)算。(2 2)移栽機(jī)主要零部件的設(shè)計(jì),如苗夾、開(kāi)溝器、投苗鏈條限位導(dǎo))移栽機(jī)主要零部件的設(shè)計(jì),如苗夾、開(kāi)溝器、投苗鏈條限位導(dǎo)軌、夾緊導(dǎo)軌。軌、夾緊導(dǎo)軌。(3 3)對(duì)于移栽機(jī)的投苗機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,如投苗輸送鏈、苗夾)對(duì)于移栽機(jī)的投苗機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,如投苗輸送鏈、苗夾等,保證機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。等,保證機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。(1)總裝圖:總裝圖:3.3.工作原理工作原理 (2 2)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖1.第一傳動(dòng)鏈輪,第一傳動(dòng)鏈輪,2.地輪,地輪,3.第一傳動(dòng)鏈,第一傳動(dòng)鏈,4.投苗輸送裝置,投苗輸送裝置,5.喂苗喂苗輸送裝置,輸送裝置,6.錐齒輪,錐齒輪,7.第二傳動(dòng)鏈,第二傳動(dòng)鏈,8.第三傳動(dòng)鏈輪第三傳動(dòng)鏈輪(1)動(dòng)力傳輸:如上圖所示,通過(guò)三點(diǎn)懸掛,懸掛在拖拉機(jī)上,由地輪提供動(dòng)力,地輪帶動(dòng)同軸的第一傳動(dòng)鏈輪,然后經(jīng)過(guò)第一傳動(dòng)鏈和第二傳動(dòng)鏈輪傳遞給投苗輸送裝置;再由投苗機(jī)構(gòu)鏈輪帶動(dòng)第三傳動(dòng)鏈輪,由第二傳動(dòng)鏈和一對(duì)錐齒輪將動(dòng)力傳遞給喂苗輸送裝置。(2)工作流程:工作時(shí)苗夾和苗槽在豎直方向的運(yùn)動(dòng)同步,苗夾運(yùn)動(dòng)到水平方向后,所夾持的蔥苗速度能夠與移栽機(jī)的速度大小相等、方向相反,即蔥苗實(shí)現(xiàn)零速投苗。在合適的位置覆土鎮(zhèn)壓裝置進(jìn)行覆土鎮(zhèn)壓,之后苗夾再打開(kāi),放開(kāi)蔥苗,完成栽植過(guò)程。1.1.苗夾設(shè)計(jì)苗夾設(shè)計(jì)4.4.主要零部件的設(shè)計(jì)主要零部件的設(shè)計(jì)2.2.開(kāi)溝器設(shè)計(jì)開(kāi)溝器設(shè)計(jì)3.3.限位導(dǎo)軌設(shè)計(jì)限位導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 4.4.夾緊導(dǎo)軌設(shè)計(jì)夾緊導(dǎo)軌設(shè)計(jì)總結(jié):總結(jié):實(shí)現(xiàn)大蔥移栽機(jī)械化,存在兩個(gè)難點(diǎn):一、大蔥的分苗;二、大蔥移栽后的高直立度。本文主要針對(duì)大蔥移栽后的高直立度做了相關(guān)研究。主要研究結(jié)果如下:(1)根據(jù)大蔥移栽的特性,選擇了鏈夾式大蔥移栽機(jī)。(2)通過(guò)喂苗機(jī)構(gòu)和投苗機(jī)構(gòu)相互配合,實(shí)現(xiàn)定距喂苗。在“零速投苗”的前提下設(shè)計(jì)相應(yīng)的傳動(dòng)系統(tǒng)。(3)確定鏈?zhǔn)絺鬏敺桨?并對(duì)投苗機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。展望:展望:由于時(shí)間倉(cāng)促等原因造成研究不足,在以下幾個(gè)方面可以做進(jìn)一步研究:(1)蔥苗標(biāo)準(zhǔn)化育苗:通過(guò)田間試驗(yàn)可以看出,苗的大小、形態(tài)質(zhì)量好壞對(duì)移栽的效果很明顯,如果蔥苗較直、挺實(shí)則在移栽過(guò)程中能夠提高取苗的準(zhǔn)確率(2)機(jī)組結(jié)構(gòu):整個(gè)機(jī)組顯得結(jié)構(gòu)太大,造成了重心較為靠后,機(jī)構(gòu)看起來(lái)不緊湊。今后需要對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行更合理的設(shè)計(jì)。5.5.總結(jié)及展望總結(jié)及展望 請(qǐng)?jiān)u委批評(píng)指正請(qǐng)?jiān)u委批評(píng)指正謝謝謝謝AdvancedRobotics,Vol.16,No.6,p.557560(2002) VSPandRoboticsSocietyofJapan2002.Alsoavailableonline- Technicalnote Averticallymovingrobotabletogriphandrailsforbullet5re-bullet5ghting HISANORIAMANONationalResearchInstituteofFireandDisaster,3-14-1Nakahara,Mitaka,Tokyo181-8633,Japan,amanofri.go.jp Keywords:Fire-bullet5ghtingrobotics;disasterresponserobotics;rescuerobotics;urbansearchandrescue.1.INTRODUCTION Therearemanyhigh-risecondominiumsandladdertracksareusedagainsthigh-risebuildingbullet5re.However,theirheightismuchhigherthanthereachableheightoftheladders.Ontheotherhand,therehavebeensomestudiesofrobotsmovingverticallyonwallsbymeansofsuckers.However,theirclimbingspeedandreliabilitywas notsufbullet5cientforuseinanactualbullet5re-bullet5ghtingoperation.Therefore,Iproposeaverticallymovingrobotthatutilizesbalconyhandrailsasastep.Ihavedevelopedafull-sizetrialrobotwithahybridcontrolsystemthatconsistsofnon-linearfeedbackandsequentialmethods.Finally,Iconcludedthattheverticallymoving robotisusefulforbullet5re-bullet5ghtingagainsthigh-risecondominiumsfromtheresultsofexperiments.Thus,Iintroducetheoutlineoftherobotandexplaintheperformanceoftherobot. 2.OUTLINEOFTHEROBOTAphotographoftherobotisshowninFig.1.Thedimensionsare4.0minheight,0.5minwidthand0.4mindepthapproximately.Themassisabout38.5kg.The robotconsistsoftwogrippersandthreeseriallinks.Thethreelinksareconnectedwithrotatingjoints;thetwogrippersareinstalledthroughrotatingjointsoneachendoftheconnectedlinks.Grippers1and2arethesame,althoughtheyareinstalledinreverseforthe connectedlinks.Links1and3arethesameexceptfortheinstalledelectricaldevices.Thecomputeranditsinterfacesystemsaremountedtolink1,themotordrivecircuitsareinstaledtolink3.Links1and3areinstalledtothelink2symmetrically. Therobotworksonanelectricalpowerofdirectcurrent48Vandthepowerissuppliedfromoutside.Thepowersupplylinesareconnectedtothecenteroflink2.Directcurrentmotorsareusedasactuators.Theirratedpoweris150W. 558 H.Amano Figure1.Photographofverticallymovingrobot.Inordertocontroltherobot,Iuseahybridcontrollerconsistingofajointspacecontrollerandasequentialcontroller.Thejointspacecontrollerisdesignedbased onthenon-linearfeedbackmethod.Thedesiredtrajectorieswereplanedforthejointspacecontroller. 3.ROBOTMOTIONInthissection,Iexplaintherobotmotionbriebullet6y.AsideviewoftherobotmotionisshowninFig.2.Theshapeoftherobotisshownroughlyeachstraight linerepresentseachlinkandgripperoftherobot,andthejointsoftherobotarerepresentedbycircles.Themotionisdividedintothefollowingbullet5veparts.Step1.Therobotreleasesthelowerbullet6orhandrail.Gripper2isliftedvertically. Step2.TherobotswingsGripper2tooutsideofthebalcony.Step3.Gripper2isliftedup.Gripper2andLink3gothoughtheinsideofLink2.EachlinkandGripper2keepssomespacebetweenthehandrailstoavoid collisionwiththeobstaclesstickingoutfromthebalcony.Step4.Gripper2isliftedupalso.Theupperbullet6oorintervalisnotclearatthebeginningofthemotion.ThentherobottemporarilyliftsGripper2ashigh aspossible.Step5.Gripper2isletdownverticallyandgetscaughtpassivelythehandrailoftheupperbullet6oor. Therobothasgoneuponebullet6oor,comparingthebullet5nalstateandinitialstateofthemotion.Therobotclimbsbullet6oorsoneafteranotherbyrepeatingthismotion. Averticallymovingrobotabletogriphandrails 559 Figure2.Outlineofrobotmotion.Howevertherobotisupsidedown,andthusitisneededtoswitchjoint1tojoint4,joint2tojoint3,joint3tojoint2andjoint4tojoint1forclimbingnextbullet6oorup. 4.PERFORMANCEIperformedexperimentsatseveralbullet6orintervalsfrom2.50to3.20matintervalsof0.10m.Therobotwasabletoclimbbullet6oorswhoseintervalisupto3.10m. Therequiredtimedependsonthebullet6oorinterval.Idiscustherequiredtimetoclimbonebullet6oor,dividingthemotionattheendofStep3showninFig.2.Therequiredtimeofthebullet5rstpartdependsonthelowerbullet6oorinterval.Althoughthesecondpartdependsonboththelowerandupperbullet6oorintervalstrictly,Iregard itasdependingonlyonthesecondpart.Theassumptionagreeswellwiththeexperimentalresults.Therequiredtimeofthebullet5rstpartisshowninTable1andthesecondpartisshowninTable2.Itisshownonlytheresultsofevery0.20minthetablestomakethetablessimples.Thetimeforswitchingcontrollersisincluded inthesecondpart.Forexample,ittakes18.8sinthecasewhenthelowerbullet6orintervalis3.10mandtheupperbullet6oorintervalis2.50m.Theclimbingspeedis0.149m/sinthiscase.Iconsideredthattherobotclimbsthemeanvalueofthelowerandupperbullet6or interval,i.e.therobotclimbs2.8minthiscase. 560 H.AmanoTable1.Timerequiredforbullet5rstpart Lowerbullet6orinterval(m)2.502.702.903.10Time(s) 6.236.496.787.13 Table2.Timerequiredforsecondpart Lowerbullet6orinterval(m)2.502.702.903.10Time(s) 11.6711.1610.599.90 Themaximumspeedis0.182m/sontheconditionthatbothlowerandupperbullet6orintervalsare3.10m.Theslowestcaseisthatbothbullet6oorintervalsare2.50mandthespeedis0.140m/s.Icalculatedthemeanvalueoftheclimbingspeed.Itis0.161m/s. 5.CONCLUSIONSTheauthorconcludesthattheverticallymovingrobotdesignedisusefulforbullet5re-bullet5ghtingagainsthigh-risecondominiums.Itbecomesclearthatthisrobotcanclimb upbuildingswithinareasonabletime.Furthermore,thisrobotcanclimbbuildingswhosebullet6oorintervalvariesfrom2.50to3.10m.Therobotisjustafull-sizetrialmodelandthereexistssometechnicalproblemswithwaterresistance,durability,andreliabilitytodeploytherobotinbullet5restations anduseitinactualbullet5re-bullet5ghting.However,thebasicpartsofthedevelopmenthavebeencompleted. REFERENCES1.H.Amano,T.J.TarnandK.Osuka,Developmentofverticallymovingrobotwithgrippinghandrailsforbullet5rebullet5ghtingnumericalsimulationstudy,in:Proc.2000JapanUSAFlexible AutomationConf.(2000).2.H.Amano,K.OsukaandT.J.Tarn,Experimentalstudyofverticallymovingrobotwithgrippinghandrailsforbullet5rebullet5ghting,in:Proc.5thInt.Conf.onMotionandVibration,Vol.1,p.293298(2000). 3.H.Amano,K.OsukaandT.-J.Tarn,Developmentofverticallymovingrobotwithgrippinghandrailsforbullet5rebullet5ghting,in:Proc.Int.Conf.onIntelligentRobotsandSystems,p.661667(2001).
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