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畢業(yè)設(shè)計開題報告（理工類）
設(shè)計題目
葫蘆科植物嫁接機的設(shè)計—嫁接平臺、苗木的傳輸系統(tǒng)及總裝配圖
學(xué)生姓名
吳培龍
學(xué)號
0412104512
專業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
一、 課題的目的意義：
嫁接就是把兩種幼苗安插、結(jié)合到一起的作業(yè)。利用抗性強的砧木進行嫁接育苗， 可大大增強抗病性(嫁接西瓜、黃瓜可防止枯萎病， 嫁接茄子可防止黃萎病、根結(jié)線蟲病， 嫁
接番茄可防止青枯病、枯萎病，一般嫁接苗防止土傳病害的效果達89.6%～100%)； 同時， 通過嫁接換根，還可使植株的抗寒性及耐熱、耐濕、耐旱、吸肥能力大大提高，還可克服連作障礙，因而可顯著增產(chǎn)，瓜類、茄果類嫁接后一般可增產(chǎn)20%以上，重病區(qū)可成倍增產(chǎn)。
嫁接機是一種集機械、自動控制與園藝技術(shù)于一體的機器。它根據(jù)不同嫁接方法，把蔬菜苗莖稈直徑為幾毫米的砧木、穗木的嫁接為一體，使嫁接速度大幅度提高； 同時由于砧、穗木接合迅速，避免了切口長時間氧化和苗內(nèi)液體的流失， 從而又可大大提高嫁接成活率。因此，嫁接機被稱為嫁接育苗的一場革命。葫蘆科植物是重要的蔬菜和水果植物，例如黃瓜、西瓜等，其嫁接機系統(tǒng)的研究，將會大幅度的提高生產(chǎn)率，減輕農(nóng)民的勞動強度。
二、 近年來國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：
(1)國外蔬菜嫁接機研究現(xiàn)狀。在日本， 西瓜、黃瓜、茄子靠嫁接栽培的分別達到l00%、90%、96%，每年大約嫁接10多億棵。從1986年起，日本開始了對嫁接機器人的研究，以日本“生物系特定產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究推進機構(gòu)”為主，一些大的農(nóng)業(yè)機械制造商參加了研究開發(fā)， 其成果已開始在一些農(nóng)協(xié)的育苗中心使用。由于看到了蔬菜嫁接自動化及嫁接機器人技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的廣闊前景，日本一些實力雄厚的廠家如YANM A、M 1TSUBISHI等也競相研究開發(fā)自己的嫁接機器人，嫁接對象涉及西瓜、黃瓜、西紅柿等。日本研制開發(fā)的嫁接機有較高的自動化水平，但機器體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴。20世紀(jì)90年代初，韓國也開始了對自動化嫁接技術(shù)的研究，但其研究開發(fā)的技術(shù)，只是完成部分嫁接作業(yè)的機械操作，自動化水平較低，速度慢，而且對砧、穗木苗的粗細程度有較嚴(yán)格的要求，不適于工廠化的大規(guī)模嫁接生產(chǎn)。在歐洲的意大利、法國、荷蘭等農(nóng)業(yè)發(fā)達國家，蔬菜的嫁接育苗相當(dāng)普遍，大規(guī)模的工廠化育苗中心每年向用戶提供嫁接苗。但這些國家尚無自己的嫁接機技術(shù)和產(chǎn)品，嫁接作業(yè)大部分停留在手工嫁接的水平上，極少地方使用日本的嫁接機器。
(2)我國蔬菜嫁接機研究現(xiàn)狀。嫁接栽培技術(shù)已在我國日光溫室、大棚等設(shè)施瓜類蔬菜生產(chǎn)中得到推廣應(yīng)用。但到目前為止，我國蔬菜嫁接都是采用人工方法，瓜類蔬菜的手工嫁接， 有靠接、插接等方法。蔬菜嫁接是一項時間緊迫、作業(yè)量浩大的工作。例如，栽培1畝地黃瓜需要3500～4000株苗，而幼苗適于嫁接的時間只有3～5天，一個熟練的操作者平均每分鐘只能嫁接l～2株。為爭取速度，加快進度，人們需要長時間地連續(xù)嫁接，甚至通宵達旦地工作。嫁接苗的砧木苗直徑在3～4 毫米左右，穗木苗直徑只有l(wèi)～2毫米，加之幼苗脆嫩細弱，所以嫁接起來很耗費精力。而且，每個人所掌握的嫁接技術(shù)要領(lǐng)、手法及熟練程度不同，難以保證高的嫁接質(zhì)量和高的成活率。由于費工費時，在有些地區(qū)，又出現(xiàn)了放棄嫁接栽培的現(xiàn)象，取而代之的是大量施用農(nóng)藥、殺蟲劑、殺菌劑。這樣不但造成了浪費， 更嚴(yán)重的是污染了蔬菜，破壞了環(huán)境，對人類健康構(gòu)成威脅。蔬菜的手工嫁接效率低、勞動強度大、嫁接苗成活率低，已遠遠不能適應(yīng)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求。因此，在我國發(fā)展機械化、自動化的嫁接技術(shù)勢在必行。目前，我國主要有兩種蔬菜嫁接機。一種是由長春裕豐自動化技術(shù)責(zé)任有限公司與中國農(nóng)業(yè)大學(xué)合作，利用日本、韓國專利技術(shù)研制了“ 蔬菜半自動嫁接機”，主要用于黃瓜苗、西葫蘆苗和西瓜苗嫁接，也可用于番茄苗、茄子苗嫁接。它采用的是靠接法。先取出砧木苗，置于嫁接機左側(cè)的壓苗片中。然后從育苗穴盤中取出接穗苗，置于嫁接機右側(cè)的壓苗片中。機器啟動后，自動進行夾苗、切口、結(jié)合等動作，并用嫁接夾從右側(cè)夾住已嫁接的苗子。最后取出嫁接苗，栽植在預(yù)備好的苗床中。如果有3～4人配合，嫁接速度可大大提高，最快每小時可嫁接540株，比手工嫁接效率提高數(shù)倍，成活率達90%。另一種是由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院農(nóng)業(yè)機械化系張鐵中副教授研制的一種智能全自動蔬菜嫁接機。該機由計算機控制，實現(xiàn)了砧木和接穗取苗(用穴盤育苗)、切割、結(jié)合、固定和擺放等嫁接全過程的自動化操作，在體積、重量、嫁接速度和性能等方面的指標(biāo)，均達到了國際先進水平，獲得了國家專利。它每小時可嫁接1000株苗，克服了手工嫁接速度慢、費工費時和嫁接成活率低的缺點，可用于保護地黃瓜嫁接，也可用于茄子等其他蔬菜嫁接。但是這個機構(gòu)使用穴盤育苗苗木成活率不高，本次設(shè)計采用營養(yǎng)缽育苗成活率也高于穴盤育苗。
三、設(shè)計方案的可行性分析和預(yù)期目標(biāo)：
1 可行性分析
原有嫁接機采用人工放置砧木，要求放苗的速度快且放置位置精確，因此勞動強度大。而采用砧木自動供苗系統(tǒng)則可以保證在高效率嫁接的前提下提高蔬菜嫁接的自動化程度。
由于輸送砧木苗時不要求精確的傳動比和較高的傳動效率，因此輸送系統(tǒng)可以采用普通的平帶運輸機，驅(qū)動電機可以選用伺服電機。
該工作機有輕微振動，由于V帶有緩沖吸振能力，采用V帶傳動能減小振動帶來的影響，并且該工作機屬于小功率、載荷變化不大，可以采用V帶這種簡單的結(jié)構(gòu)，并且價格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。減速器部分兩級展開式圓柱齒輪減速，這是兩級減速器中應(yīng)用最廣泛的一種。齒輪相對于軸承不對稱，要求軸具有較大的剛度。高速級齒輪常布置在遠離扭矩輸入端的一邊，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均現(xiàn)象。
原動機部分為Y系列三相交流異步電機。
總體來講，該傳動方案滿足工作機的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高。
2 預(yù)期目標(biāo)
該裝置的工作過程：帶營養(yǎng)缽的砧木苗和接穗被放置在皮帶上，電機轉(zhuǎn)動，營養(yǎng)缽隨皮帶前進，檢測傳感器同時進行檢測：當(dāng)傳感器檢測到營養(yǎng)缽時，電機停止轉(zhuǎn)動，此時營養(yǎng)缽恰好位于指定位置，等待機械手取營養(yǎng)缽；營養(yǎng)缽被取走后，電機繼續(xù)轉(zhuǎn)動，輸送下一個營養(yǎng)缽到指定位置。保證6棵/分鐘的工作效率。
在整個砧木輸送裝置的設(shè)計與安裝時還應(yīng)考慮：放置砧木苗的皮帶上端面應(yīng)稍高于砧木生長點識別系統(tǒng)中托盤的頂端面，保證營養(yǎng)缽能從連續(xù)供苗系統(tǒng)中被平穩(wěn)放置于砧木生長點識別系統(tǒng)中。
四、所需要的儀器設(shè)備、材料：
畫圖工具，圖紙，圖板，機械設(shè)計手冊
五、課題分階段進度計劃：
1
第1周
布置任務(wù)，翻譯外文資料，查閱有關(guān)文獻，討論方案。
完成翻譯
2
第2周
實習(xí)參觀，確定整體方案。
完成確定方案
3
第3—10周
根據(jù)確定方案進行設(shè)計計算，繪制草圖。
完成繪制草圖
4
第11—13周
完成總裝圖、部件裝配圖及零件圖等機械部分設(shè)計。
完成機械部分設(shè)計
5
第14周
檢查與修改
完成檢查修改
6
第15—16周
編寫設(shè)計說明書，整理全部文件，準(zhǔn)備答辯。
完成說明書，整理好文件
7
第17周
根據(jù)答辯意見修改。
通過答辯
指導(dǎo)教師意見：
簽字：
200 年 月 日