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（毕业设计图纸全套）蔬菜自动嫁接机夹持机构设计（含说明书）

蔬菜自动嫁接机夹持机构设计摘要由于保持架滑槽可变，夹具杆采用铆钉连接也可变长短，在可变范围内都可采用，因此根据构成四杆机构杆长条件式中为最短杆长为最长杆长综上所述计算求得连杆长度为。夹具杆长度计算和确定根据设计,嫁接机的宽度为，且两边是对称结构。因此夹具杆有四个，并且要留有的加持苗的空间。因此初步定夹具长度为夹具杆要构成机构运动，上面已经可以确定不能小于，留有伸缩空隙最后确定夹具杆长为。.夹具运动结构完善和优化苗木夹具材料优化上述试验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。由于弹性较差，几乎没有形变，对苗的损害大。所以考虑采用编号为弹性较好的工业用橡胶材料制作夹持夹具。该材料具有定的弹性，相对刚性材料极大地提高了苗的临界破坏压力值，且橡胶可以注塑成型，相对于机械加工而言大大降低了材料成本和加工成本。但是本优化方案由于试验条件限制，没有相关数据，只能根据橡胶材料具有弹性的特性预计压力趋势。但是为了尽可能了解弹性特性在嫁接中的作用，在前面两个试验的基础上采用加夹.的泡沫塑料实现缓冲。具体试验数据如下图蔬菜苗茎杆压力承受试验三示意图.试验结论与分析通过试验可知在西瓜苗与黄瓜苗在适合嫁接期茎杆的抗压基本在以上，重力转化成压力为.。而在增加.泡沫塑料做缓冲后其抗压能力达以上，增大了近倍，这对于机械嫁接有着重大的作用。根据设计夹头厚度为。而试验板宽为，所以夹具的最大夹持为表西瓜苗与黄瓜苗的抗压能力试验三对象苗茎高度直径生长状态承重量承重状态黄瓜苗.叶心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。黄瓜苗.叶心黄瓜苗.叶心黄瓜苗.叶心黄瓜苗.叶心西瓜苗.叶心西瓜苗.叶心西瓜苗.叶心西瓜苗.叶心西瓜苗.叶心苗木夹具结构优化如果将夹具整体用材料制作那么该夹具的弹性太大，影响定位的精确性能且与夹具保持机构的摩擦很大。所以根据这种情况优化设计方案，将夹具分成夹具头和夹具杆两部分。夹具头形状复杂，要求有弹性。根据金属材料特性选择天然橡胶作为夹具头材料。主要性能弹性极大，有非常好的机械强度，抗折耐磨耐挠曲，有较好的耐透气性，可塑性和工艺加工性能良好。广泛用于轮胎胶带胶管胶鞋及其他橡胶制品以及电线电缆的绝缘层。夹具杆形状相对简单，要求有较好的形状保持能力及较小的摩擦系数，所以选用圆钢及铁板焊接制造。夹具整体是由夹具头和夹具杆粘接在起构成的。当夹具头因磨损或变形不能工作时还可以很方便地更换夹具头。图蔬菜苗茎杆夹具头示意图.图蔬菜苗茎杆夹具杆示意图原动件驱动方案设计夹具中的原动件的运动形式是直线运动，完成这个运动，有多种设计方案。直线电机驱动方案。直线电机是种新型电机，它可以直接输出直线运动。但是这种方案所使用的电机成本太高，不宜使用。齿轮齿条驱动方案。这种方案也能够很方便地实现直线运动，但是电机夹紧力刚性太大，并且占空间不利于嫁接过程中的对接和包扎。螺纹传动方案。螺纹传动件可以把回转运动转变成直线运动，但是由于具有自锁特性，不能良好反馈夹持力的大小，容易压坏幼苗，且由于螺纹自锁时传动比较小，运动速度太慢，不宜采用。气压驱动方案。气压驱动能够很方便地实现直线住复运动，并且由于气体具有压缩特性，随着压力的增大到定范围后能够达到平衡。元件结构简单．紧凑，易于制造。这种特性对嫁接非常有利而且节省空间设计制造成本不是很高，因此采用该方案。为保证原动杆最短长度尽量小而且便于齿轮齿条的传动，所以将驱动电机主轴垂直于齿条杆放置。电动机输出的动力经过减速器减速，带动齿轮驱动齿条上下运动。气动工作原理图如附录二。.气动元件选择气缸系列微型气缸，按日本产品的性能及外观尺寸设计，采用不锈钢筒，活塞及密封件采用进口件，端盖和缸筒之间采用滚压连接。本设计采用型不锈钢迷你缸复动型气缸，产品的动作形式是复动型内径为行程为使用压力范围为.蔬菜自动嫁接机夹持机构设计摘要上世纪年代末，日本大阪府立大学开发研究了“”嫁接装置。年大阪府立农林技术中心开发出纯手工作业的简易嫁接器具，由日本公司经销，该器具采用劈接法，适用于茄子番茄等蔬菜的嫁接作业，由砧木切削器和接穗切削器两个独立部分构成见图，完成切削的砧木和接穗用嫁接夹固定在起。图简易嫁接器.国外韩国嫁接机技术先进国家的发展现状上世纪年代初，韩国也开始研究嫁接机，开发出采用靠接法的小型半自动式嫁接机见图。该机采用凸轮传递动力，分别完成砧木夹持接穗夹持砧木和接穗切削和对插个动作，最高生产率为株•，嫁接成功率为。由于结构简单，操作方便，成本低廉，在韩国日本和我国有定销量，但是由于采用靠接法嫁接，推广使用受到限制。图韩国半自动嫁接机.继半自动式嫁接机之后，韩国公司开发出针式全自动嫁接机，该机采用防回转五角形陶瓷针作为砧木和接穗的固定物，利用穴盘整盘上砧木和接穗苗，操作方便，作业速度快，生产韩国半自动嫁接机率可达株•，适合茄科蔬菜的嫁接作业。国内嫁接机技术先进国家的发展现状型蔬菜自动嫁接机。中国农业大学张铁中教授率先在国内开展蔬菜嫁接机的研究，年成功研究制出型蔬菜自动嫁接机见图。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。采用步进电机，灵敏精确，容易实现编程控制。便携性好，可用于野外作业。蔬菜自动嫁接机设计结构示意图图俯视图.图正面视图.设计思路本设计思路来源于高英武教授给我们展示的由春裕丰自动化技术有限公司中国农业大学采用日本和韩国专利技术研制开发的“蔬菜半自动嫁接机”。如下图所示图蔬菜半自动嫁接机外观图.由于该机器自动化程度不高，只能起到切苗的作用，其它工作由人工完成，不能实现自动嫁接，效果不是很理想。于是就决定自行设计个功能更强的，能够实现自动嫁接全过程的嫁接机。本蔬菜自动嫁接机设计方案本作品设计在嫁接过程中砧木和接穗都采用营养钵培养。蔬菜幼苗营养钵由皮带输入，直接在营养钵上嫁接，从而避免将幼苗从土壤基质中拔出。这种嫁接方法即避免了嫁接损伤，又缩短了嫁接消耗的时间，节约了劳动成本。蔬菜营养钵在皮带的传送下向前运动，当到达光电检测装置时，蔬菜苗隔断光线传播，光电检测装置得到信号送入单片机，单片机驱动气缸，使夹持机构工作，当夹持动作完成，单片机命令切削汽缸顶端的电机，电机轴段装有刀片，快速切断接穗，同