全自動(dòng)嫁接裝置的設(shè)計(jì)【苗木自動(dòng)嫁接機(jī)】,苗木自動(dòng)嫁接機(jī),全自動(dòng),嫁接,裝置,設(shè)計(jì),苗木,自動(dòng) 塔里木大學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)16-1 學(xué)生姓名 程翔 學(xué)號(hào) 8011212138 課題名稱 全自動(dòng)嫁接裝置設(shè)計(jì) 起止時(shí)間 2015年10月15日 指導(dǎo)教師 張涵老師 職稱 副教授 課題內(nèi)容： 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是苗木自動(dòng)嫁接機(jī)設(shè)計(jì)。通過分析原有各種嫁接機(jī)，決定選取傳感器配合帶式運(yùn)輸機(jī)作為苗木傳輸系統(tǒng)。 （1） 首先對(duì)嫁接機(jī)及其苗木傳輸系統(tǒng)和膠帶輸送機(jī)作了簡(jiǎn)單的概述； （2） 接著分析了帶式輸送機(jī)的選型原則及計(jì)算方法； （3） 然后根據(jù)這些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與計(jì)算選型方法按照給定參數(shù)要求進(jìn)行選型設(shè)計(jì)； （4） 接著對(duì)所選擇的輸送機(jī)各主要零部件進(jìn)行了校核。 （5）簡(jiǎn)單說明輸送機(jī)的安裝與維護(hù)。最后說明傳感器的選擇，平臺(tái)的設(shè)計(jì)。 （6）對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行三維建模。 （7）編寫設(shè)計(jì)說明書。 擬定工作進(jìn)度（以周為單位） 第一周：查閱文獻(xiàn)資料、熟悉課題內(nèi)容。 第二周：撰寫開題報(bào)告，制定總體方案。 第三、四周：查找相關(guān)的設(shè)計(jì)資料，了解全自動(dòng)嫁接裝置常用的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。 第五、六周：設(shè)計(jì)全自動(dòng)嫁接裝置及其圖紙繪制，并且完成整體布局。 第七、八周：設(shè)計(jì)傳輸機(jī)構(gòu)，并且完成圖紙繪制。 第九、十周：平臺(tái)傳感器、平臺(tái)機(jī)構(gòu)，并且完成圖紙繪制。 第十一、十二周：整體設(shè)計(jì)檢查及其修改。 第十三、十四周：撰寫完成設(shè)計(jì)說明書。 主要參考文獻(xiàn) [1]楊麗,劉長(zhǎng)青,張鐵中.雙臂蔬菜嫁接機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2009,09:175-181. [2]李興.針接式蔬菜嫁接機(jī)的研究[D].浙江大學(xué),2013. [3]樓建忠,李建平,朱盤安,呂谷來.斜插式蔬菜嫁接機(jī)砧木夾持機(jī)構(gòu)研制與試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2013,07:30-35. [4]劉凱,初麒,辜松,李元強(qiáng),牟艷秋,楊艷麗.茄科蔬菜自動(dòng)嫁接機(jī)的研究現(xiàn)狀[J].農(nóng)機(jī)化研究,2011,02:230-233. [5]辜松.2JC-350型蔬菜插接式自動(dòng)嫁接機(jī)的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2006,12:103-106. [6]賈學(xué)武.手持式嫁接機(jī)的研究[D].東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2007. [7]譚妮克.套管式蔬菜自動(dòng)嫁接機(jī)的研究[D].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),2005. [8]龍濤.雙向式自動(dòng)嫁接機(jī)的研究[D].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),2005. [9]趙金英,張鐵中.PLC在自動(dòng)嫁接機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,06:53-55+84. [10]羅軍,高英武,何幸保.自動(dòng)嫁接機(jī)的研究現(xiàn)狀與展望[J].湖南農(nóng)機(jī),2010,03:1-2. [11]項(xiàng)偉燦.直插式蔬菜自動(dòng)嫁接機(jī)的研究[D].浙江理工大學(xué),2010. 任務(wù)下達(dá)人（簽字） 2015年10月10日 任務(wù)接受人意見 任務(wù)接受人簽名 程翔 2015年 10 月13 日 注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。 2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。 3、此任務(wù)書一式三份，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。 塔里木大學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告 課題名稱 全自動(dòng)嫁接裝置設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 程翔 學(xué) 號(hào) 8011212138 所屬學(xué)院 電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 16－1 指導(dǎo)教師 張涵 起止時(shí)間 機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制 1、課題名稱及來源 名稱：全自動(dòng)嫁接裝置的設(shè)計(jì) 來源：導(dǎo)師給定題目 2、研究的目的及意義和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1、選題的目的及意義 主要目的和意義是為了減少工作者勞動(dòng)強(qiáng)度和提高嫁接質(zhì)量，使嫁接技術(shù)為當(dāng)代農(nóng)業(yè)更好的服務(wù)。機(jī)械嫁接技術(shù)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、微電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等技術(shù)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的集中體現(xiàn)，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化、智能化的重要標(biāo)志。果蔬嫁接技術(shù)是當(dāng)代農(nóng)業(yè)果蔬生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和作業(yè)質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)果蔬育苗機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化，與果蔬育苗生物學(xué)特性和栽培方式結(jié)合的嫁接機(jī)械得到發(fā)展。 2、課題所涉及問題及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 嫁接技術(shù) 2000 多年前發(fā)源于我國(guó)，日本于 1925年開始將其用于瓜類蔬菜栽培生產(chǎn)，80 年代，蔬菜嫁接栽培技術(shù)遍及日本、中國(guó)和歐美各國(guó)[1- 2]。蔬菜嫁接技術(shù)性非常強(qiáng)，手工嫁接育苗存在作業(yè)率低、嫁接苗成活率不高、出苗不均勻等問題，這種狀況制約了蔬菜嫁接育苗技術(shù)的推廣與應(yīng)用。采用嫁接機(jī)進(jìn)行機(jī)械化嫁接可提高生產(chǎn)率、降低嫁接作業(yè)難度、提高嫁接苗的成活率、保證嫁接苗生長(zhǎng)一致，有利于生產(chǎn)管理和規(guī)?；a(chǎn)。 日本最早開展蔬菜嫁接機(jī)的研發(fā)，之后韓國(guó)也相繼開展了研究，其他國(guó)家還沒有研究成果報(bào)道。 1986 年日本農(nóng)林水產(chǎn)省生物系特定產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究推進(jìn)機(jī)構(gòu)（生研機(jī)構(gòu)）組織多家公司參與，率先開始研制嫁接機(jī)。1987 年研制出半自動(dòng)形式 1 號(hào)試驗(yàn)樣機(jī) G871，上砧木和接穗苗由人工完成，其余由機(jī)械完成。該機(jī)采用貼接嫁接法，適用于瓜科蔬菜的嫁接作業(yè)，其嫁接成功率為 78%～85%。 1989 年在 1 號(hào)機(jī)的基礎(chǔ)上又研制出半自動(dòng)形式2 號(hào)試驗(yàn)樣機(jī) G892。為方便連續(xù)作業(yè)，該機(jī)采用圓盤輸送砧木、接穗，一次可上盤 20 套砧木苗、接穗苗和嫁接夾。在不計(jì)向圓盤輸送機(jī)構(gòu)上放置砧木苗、接穗苗和嫁接夾的時(shí)間條件下，3 s 完成一株苗的嫁接作業(yè)，其嫁接成功率達(dá)到了 90%～98%。 上世紀(jì) 90 年代末，日本大阪府立大學(xué)開發(fā)研究了“plug- in”嫁接裝置，即用頻率為 0~40 kHz、振幅為 0.03 mm 的超聲波振動(dòng)切削裝置將接穗加工成角度為 14°、 長(zhǎng)為 10 mm 的錐形，另一方面用4 500 r·min-1 的錐形鉆頭在砧木上鉆錐形孔，然后把接穗接到砧木上。 1999 年大阪府立農(nóng)林技術(shù)中心開發(fā)出純手工作業(yè)的簡(jiǎn)易嫁接器具 TK- WH（TK- WD），由日本 MARK 公司經(jīng)銷，該器具采用劈接法，適用于茄子、番茄等蔬菜的嫁接作業(yè)，由砧木切削器和接穗切削器兩個(gè)獨(dú)立部分構(gòu)成，完成切削的砧 木和接穗用嫁接夾固定在一起。 上世紀(jì) 90 年代初，韓國(guó)也開始研究嫁接機(jī)，開發(fā)出采用靠接法的小型半自動(dòng)式嫁接機(jī)。該機(jī)采用凸輪傳遞動(dòng)力，分別完成砧木夾持、接穗夾持、砧木和接穗切削和對(duì)插 4 個(gè)動(dòng)作，最高生產(chǎn)率為310 株·h-1，嫁接成功率為 90%。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，成本低廉，在韓國(guó)、日本和我國(guó)有一定銷量，但是，由于采用靠接法嫁接，推廣使用受到限制。 繼半自動(dòng)式嫁接機(jī)之后，韓國(guó) Idealsystem 公司開發(fā)出針式全自動(dòng)嫁接機(jī)，該機(jī)采用防回轉(zhuǎn)五角形陶瓷針作為砧木和接穗的固定物，利用穴盤率可達(dá) 1 200 株·h-1，適合茄科蔬菜的嫁接作業(yè)。 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)張鐵中教授率先在國(guó)內(nèi)開展蔬菜嫁接機(jī)的研究，1998 年成功研究制出 2JSZ- 600 型蔬菜自動(dòng)嫁接機(jī)（見圖 5）。該嫁接機(jī)采用單子葉貼接法，實(shí)現(xiàn)了砧木和接穗的取苗、切削、接合、嫁接夾固定、排苗作業(yè)的自動(dòng)化。該機(jī)嫁接作業(yè)時(shí)砧木可直接帶土團(tuán)進(jìn)行嫁接，生產(chǎn)率為 600 株·h- 1，嫁接成功率高達(dá) 95%，可進(jìn)行黃瓜、西瓜、甜瓜等瓜菜苗的自動(dòng)化嫁接作業(yè)。整盤上砧木和接穗苗，操作方便，作業(yè)速度快。 2005 年東北農(nóng)業(yè)大學(xué)研制出 2JC- 350 型插接式自動(dòng)嫁接機(jī)（見圖 6）。該嫁接機(jī)采用人工上砧木和接穗苗，通過機(jī)械式凸輪傳遞動(dòng)力，可完成砧木夾持、砧木生長(zhǎng)點(diǎn)切除、砧木打孔、接穗夾持、接穗切削以及接穗和砧木對(duì)接動(dòng)作。該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，操作方便，生產(chǎn)率為 350 株·h- 1。經(jīng)改進(jìn)目前生產(chǎn)率已達(dá) 500 株·h- 1。由于采用插接法進(jìn)行機(jī)械嫁接，不需嫁接夾等夾持物。適用黃瓜、甜瓜和西瓜的嫁接作業(yè)，嫁接成功率達(dá) 93%。 3、任務(wù)要求、預(yù)期目標(biāo)、可行性分析 3.1、任務(wù)要求 3.1.1、功能要求 針對(duì)中國(guó)蔬菜生產(chǎn)集約化程度不高、勞動(dòng)力豐富、 操作人員技術(shù)水平低、蔬菜育苗沒有統(tǒng)一模式的狀況 , 迫切需要開發(fā)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、操作維護(hù)便捷、適用面廣的嫁接機(jī)。 3.1.3 研究方法 1、操作人員將砧、穗木幼苗分別放在相應(yīng)原供苗臺(tái)上，當(dāng)傳感器檢測(cè)到砧、穗木苗都送到位以后，苗臺(tái)上的定位爪夾將苗固定。2、砧、穗木手臂同時(shí)伸出，夾持住相應(yīng)的苗木，各供苗臺(tái)上的定位爪松開，砧，穗木手臂同時(shí)縮回并旋轉(zhuǎn)一定角度到達(dá)切削位置。3、切削機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)一定角度，同時(shí)完成砧穗木苗切削。4、砧、穗木手臂再次同時(shí)伸出，使砧、穗木苗的兩切削面剛好貼合在一起。5、送夾機(jī)構(gòu)送出嫁接夾，夾持住砧、穗木苗的結(jié)合部位。6、砧、穗木手臂同時(shí)松開苗株并縮回，嫁接苗經(jīng)工作臺(tái)面上的落苗口落下，由傳送帶送出，株苗嫁接完畢。7、砧、穗木手臂反射旋轉(zhuǎn)一定角度，回到初始預(yù)備取位置即完成一個(gè)嫁接循環(huán)。 3.1.4 技術(shù)路線 嫁接機(jī)主要由砧穗木供苗臺(tái)、手動(dòng)機(jī)構(gòu)、切削機(jī)構(gòu)以及送夾機(jī)構(gòu)、排苗機(jī)構(gòu)等組成。 切削機(jī)構(gòu)在借鑒以往嫁接機(jī)旋轉(zhuǎn)切削刀架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，針對(duì)以往嫁接機(jī)切削機(jī)構(gòu)在實(shí)際生產(chǎn)中存在的切削效果不理想、嫁接苗成活率低等問題，在切削角度、切削半徑和切削位置上進(jìn)行了優(yōu)化，設(shè)計(jì)出全自動(dòng)的切削機(jī)構(gòu)。 搬運(yùn)機(jī)構(gòu)是全自動(dòng)嫁接機(jī)實(shí)現(xiàn)雙工位調(diào)整作業(yè)的重要組成部分，采用對(duì)稱分布、安裝方向相反的兩組相同的機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)。 3.2、預(yù)期目標(biāo) 完成理論及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并繪制SolidWorks三維實(shí)體圖和總裝圖，能力所及的范圍內(nèi)發(fā)表一篇關(guān)于本人設(shè)計(jì)內(nèi)容中有所創(chuàng)新相關(guān)設(shè)計(jì)的文章。 3.3、可行性分析 ⑴ 本人設(shè)計(jì)能力及經(jīng)驗(yàn)的積累：依據(jù)所參考的文獻(xiàn)知有類似的機(jī)械，部分設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)成熟。通過查閱大量文獻(xiàn)對(duì)本設(shè)計(jì)題目有了深入了解，有機(jī)械類課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，相信能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)。 ⑵ 資源保證：本次課題設(shè)計(jì)有指導(dǎo)老師指導(dǎo)，有相應(yīng)的團(tuán)隊(duì)支持，學(xué)院有相應(yīng)的平臺(tái)，學(xué)校有足夠的文獻(xiàn)資源，保證本次設(shè)計(jì)順利進(jìn)行。 ⑶ 調(diào)研協(xié)商 通過對(duì)家庭周邊的調(diào)查得到的數(shù)據(jù)表明：小型粉碎機(jī)構(gòu)我國(guó)農(nóng)村有著較高的使用率，有較大市場(chǎng)，該功能的設(shè)備也比較多但是工作原理類似。 3.4研究計(jì)劃 1、查閱文獻(xiàn)了解相關(guān)機(jī)械的設(shè)計(jì)，實(shí)際調(diào)查嫁接裝置的工作方式和原理 2、針對(duì)制定的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行對(duì)全自動(dòng)輸送嫁接裝置進(jìn)一步學(xué)習(xí)了解 3、確定全自動(dòng)嫁接裝置的設(shè)計(jì)和總體布局 4、分別設(shè)計(jì)輸送裝置、切削裝置，機(jī)械手以及對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行強(qiáng)度校核等理論分析 5、繪制三維實(shí)體圖形并制定說明書 4、完成本課題的進(jìn)度計(jì)劃 第一周：查閱文獻(xiàn)資料、熟悉課題內(nèi)容。 第二周：撰寫開題報(bào)告，制定總體方案。 第三、四周：查找先關(guān)的設(shè)計(jì)資料，了解粉碎機(jī)常用的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。 第五、六周：設(shè)計(jì)粉碎機(jī)構(gòu)及其圖紙繪制，并且完成整布局。 第七、八周：設(shè)計(jì)進(jìn)料機(jī)構(gòu)，并且完成圖紙繪制。 第九、十周：設(shè)計(jì)出料機(jī)構(gòu)，并且完成圖紙繪制。 第十一、十二周：整體設(shè)計(jì)檢查及其修改。 第十三、十四周：撰寫完成設(shè)計(jì)說明書。 五、參考文獻(xiàn) [1]楊麗,劉長(zhǎng)青,張鐵中.雙臂蔬菜嫁接機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2009,09:175-181. [2]李興.針接式蔬菜嫁接機(jī)的研究[D].浙江大學(xué),2013. [3]樓建忠,李建平,朱盤安,呂谷來.斜插式蔬菜嫁接機(jī)砧木夾持機(jī)構(gòu)研制與試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2013,07:30-35. [4]劉凱,初麒,辜松,李元強(qiáng),牟艷秋,楊艷麗.茄科蔬菜自動(dòng)嫁接機(jī)的研究現(xiàn)狀[J].農(nóng)機(jī)化研究,2011,02:230-233. [5]辜松.2JC-350型蔬菜插接式自動(dòng)嫁接機(jī)的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2006,12:103-106. [6]賈學(xué)武.手持式嫁接機(jī)的研究[D].東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2007. [7]譚妮克.套管式蔬菜自動(dòng)嫁接機(jī)的研究[D].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),2005. [8]龍濤.雙向式自動(dòng)嫁接機(jī)的研究[D].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),2005. [9]趙金英,張鐵中.PLC在自動(dòng)嫁接機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,06:53-55+84. [10]羅軍,高英武,何幸保.自動(dòng)嫁接機(jī)的研究現(xiàn)狀與展望[J].湖南農(nóng)機(jī),2010,03:1-2. [11]項(xiàng)偉燦.直插式蔬菜自動(dòng)嫁接機(jī)的研究[D].浙江理工大學(xué),2010. 全自動(dòng)嫁接裝置設(shè)計(jì)學(xué)生：程 翔導(dǎo)師：張 涵主要講解內(nèi)容u全自動(dòng)嫁接機(jī)視頻展示u全自動(dòng)嫁接機(jī)工作原理講解u夾持機(jī)構(gòu)視頻展示u旋轉(zhuǎn)柱與夾持機(jī)構(gòu)視頻展示u滾筒爆炸視圖視頻展示u托輥爆炸視圖展示u拉緊裝置視頻展示旋轉(zhuǎn)柱旋轉(zhuǎn)電機(jī)汽缸切削電機(jī)砧木輸送裝置接穗輸送裝置全自動(dòng)嫁接機(jī)結(jié)構(gòu)視頻展示夾持機(jī)構(gòu)視頻展示旋轉(zhuǎn)柱與夾持機(jī)械視頻展示滾筒爆炸視頻展示托輥爆炸視頻展示拉緊裝置視頻展示謝謝謝謝聆聽聆聽!