全自動嫁接裝置的設計【苗木自動嫁接機】,苗木自動嫁接機,全自動,嫁接,裝置,設計,苗木,自動 塔里木大學 畢業(yè)論文（設計）任務書 學院 機械電氣化工程學院 班級 機械設計16-1 學生姓名 程翔 學號 8011212138 課題名稱 全自動嫁接裝置設計 起止時間 2015年10月15日 指導教師 張涵老師 職稱 副教授 課題內容： 本次畢業(yè)設計是苗木自動嫁接機設計。通過分析原有各種嫁接機，決定選取傳感器配合帶式運輸機作為苗木傳輸系統(tǒng)。 （1） 首先對嫁接機及其苗木傳輸系統(tǒng)和膠帶輸送機作了簡單的概述； （2） 接著分析了帶式輸送機的選型原則及計算方法； （3） 然后根據(jù)這些設計準則與計算選型方法按照給定參數(shù)要求進行選型設計； （4） 接著對所選擇的輸送機各主要零部件進行了校核。 （5）簡單說明輸送機的安裝與維護。最后說明傳感器的選擇，平臺的設計。 （6）對關鍵部件進行三維建模。 （7）編寫設計說明書。 擬定工作進度（以周為單位） 第一周：查閱文獻資料、熟悉課題內容。 第二周：撰寫開題報告，制定總體方案。 第三、四周：查找相關的設計資料，了解全自動嫁接裝置常用的設計結構。 第五、六周：設計全自動嫁接裝置及其圖紙繪制，并且完成整體布局。 第七、八周：設計傳輸機構，并且完成圖紙繪制。 第九、十周：平臺傳感器、平臺機構，并且完成圖紙繪制。 第十一、十二周：整體設計檢查及其修改。 第十三、十四周：撰寫完成設計說明書。 主要參考文獻 [1]楊麗,劉長青,張鐵中.雙臂蔬菜嫁接機設計與試驗[J].農業(yè)機械學報,2009,09:175-181. [2]李興.針接式蔬菜嫁接機的研究[D].浙江大學,2013. [3]樓建忠,李建平,朱盤安,呂谷來.斜插式蔬菜嫁接機砧木夾持機構研制與試驗[J].農業(yè)工程學報,2013,07:30-35. [4]劉凱,初麒,辜松,李元強,牟艷秋,楊艷麗.茄科蔬菜自動嫁接機的研究現(xiàn)狀[J].農機化研究,2011,02:230-233. [5]辜松.2JC-350型蔬菜插接式自動嫁接機的研究[J].農業(yè)工程學報,2006,12:103-106. [6]賈學武.手持式嫁接機的研究[D].東北農業(yè)大學,2007. [7]譚妮克.套管式蔬菜自動嫁接機的研究[D].中國農業(yè)大學,2005. [8]龍濤.雙向式自動嫁接機的研究[D].中國農業(yè)大學,2005. [9]趙金英,張鐵中.PLC在自動嫁接機控制系統(tǒng)中的應用[J].中國農業(yè)大學學報,2004,06:53-55+84. [10]羅軍,高英武,何幸保.自動嫁接機的研究現(xiàn)狀與展望[J].湖南農機,2010,03:1-2. [11]項偉燦.直插式蔬菜自動嫁接機的研究[D].浙江理工大學,2010. 任務下達人（簽字） 2015年10月10日 任務接受人意見 任務接受人簽名 程翔 2015年 10 月13 日 注：1、此任務書由指導教師填寫，任務下達人為指導教師。 2、此任務書須在學生畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)開始前一周下達給學生本人。 3、此任務書一式三份，一份留學院存檔，一份學生本人留存，一份指導教師留存。 塔里木大學 畢業(yè)論文（設計）開題報告 課題名稱 全自動嫁接裝置設計 學生姓名 程翔 學 號 8011212138 所屬學院 電氣化工程學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 16－1 指導教師 張涵 起止時間 機械電氣化工程學院教務辦制 1、課題名稱及來源 名稱：全自動嫁接裝置的設計 來源：導師給定題目 2、研究的目的及意義和國內外研究現(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強度和提高嫁接質量，使嫁接技術為當代農業(yè)更好的服務。機械嫁接技術是精準農業(yè)、微電子、計算機和自動控制等技術在農業(yè)中應用的集中體現(xiàn)，是農業(yè)生產過程自動化、智能化的重要標志。果蔬嫁接技術是當代農業(yè)果蔬生產的重要環(huán)節(jié)。為了提高勞動生產率和作業(yè)質量，降低勞動強度，改善工作環(huán)境，實現(xiàn)果蔬育苗機械化、自動化、智能化，與果蔬育苗生物學特性和栽培方式結合的嫁接機械得到發(fā)展。 2、課題所涉及問題及國內外研究現(xiàn)狀 嫁接技術 2000 多年前發(fā)源于我國，日本于 1925年開始將其用于瓜類蔬菜栽培生產，80 年代，蔬菜嫁接栽培技術遍及日本、中國和歐美各國[1- 2]。蔬菜嫁接技術性非常強，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的推廣與應用。采用嫁接機進行機械化嫁接可提高生產率、降低嫁接作業(yè)難度、提高嫁接苗的成活率、保證嫁接苗生長一致，有利于生產管理和規(guī)?；a。 日本最早開展蔬菜嫁接機的研發(fā)，之后韓國也相繼開展了研究，其他國家還沒有研究成果報道。 1986 年日本農林水產省生物系特定產業(yè)技術研究推進機構（生研機構）組織多家公司參與，率先開始研制嫁接機。1987 年研制出半自動形式 1 號試驗樣機 G871，上砧木和接穗苗由人工完成，其余由機械完成。該機采用貼接嫁接法，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 號機的基礎上又研制出半自動形式2 號試驗樣機 G892。為方便連續(xù)作業(yè)，該機采用圓盤輸送砧木、接穗，一次可上盤 20 套砧木苗、接穗苗和嫁接夾。在不計向圓盤輸送機構上放置砧木苗、接穗苗和嫁接夾的時間條件下，3 s 完成一株苗的嫁接作業(yè)，其嫁接成功率達到了 90%～98%。 上世紀 90 年代末，日本大阪府立大學開發(fā)研究了“plug- in”嫁接裝置，即用頻率為 0~40 kHz、振幅為 0.03 mm 的超聲波振動切削裝置將接穗加工成角度為 14°、 長為 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 年大阪府立農林技術中心開發(fā)出純手工作業(yè)的簡易嫁接器具 TK- WH（TK- WD），由日本 MARK 公司經銷，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獨立部分構成，完成切削的砧 木和接穗用嫁接夾固定在一起。 上世紀 90 年代初，韓國也開始研究嫁接機，開發(fā)出采用靠接法的小型半自動式嫁接機。該機采用凸輪傳遞動力，分別完成砧木夾持、接穗夾持、砧木和接穗切削和對插 4 個動作，最高生產率為310 株·h-1，嫁接成功率為 90%。由于結構簡單，操作方便，成本低廉，在韓國、日本和我國有一定銷量，但是，由于采用靠接法嫁接，推廣使用受到限制。 繼半自動式嫁接機之后，韓國 Idealsystem 公司開發(fā)出針式全自動嫁接機，該機采用防回轉五角形陶瓷針作為砧木和接穗的固定物，利用穴盤率可達 1 200 株·h-1，適合茄科蔬菜的嫁接作業(yè)。 中國農業(yè)大學張鐵中教授率先在國內開展蔬菜嫁接機的研究，1998 年成功研究制出 2JSZ- 600 型蔬菜自動嫁接機（見圖 5）。該嫁接機采用單子葉貼接法，實現(xiàn)了砧木和接穗的取苗、切削、接合、嫁接夾固定、排苗作業(yè)的自動化。該機嫁接作業(yè)時砧木可直接帶土團進行嫁接，生產率為 600 株·h- 1，嫁接成功率高達 95%，可進行黃瓜、西瓜、甜瓜等瓜菜苗的自動化嫁接作業(yè)。整盤上砧木和接穗苗，操作方便，作業(yè)速度快。 2005 年東北農業(yè)大學研制出 2JC- 350 型插接式自動嫁接機（見圖 6）。該嫁接機采用人工上砧木和接穗苗，通過機械式凸輪傳遞動力，可完成砧木夾持、砧木生長點切除、砧木打孔、接穗夾持、接穗切削以及接穗和砧木對接動作。該機結構簡單、成本低，操作方便，生產率為 350 株·h- 1。經改進目前生產率已達 500 株·h- 1。由于采用插接法進行機械嫁接，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 93%。 3、任務要求、預期目標、可行性分析 3.1、任務要求 3.1.1、功能要求 針對中國蔬菜生產集約化程度不高、勞動力豐富、 操作人員技術水平低、蔬菜育苗沒有統(tǒng)一模式的狀況 , 迫切需要開發(fā)結構簡單、成本低廉、操作維護便捷、適用面廣的嫁接機。 3.1.3 研究方法 1、操作人員將砧、穗木幼苗分別放在相應原供苗臺上，當傳感器檢測到砧、穗木苗都送到位以后，苗臺上的定位爪夾將苗固定。2、砧、穗木手臂同時伸出，夾持住相應的苗木，各供苗臺上的定位爪松開，砧，穗木手臂同時縮回并旋轉一定角度到達切削位置。3、切削機構旋轉一定角度，同時完成砧穗木苗切削。4、砧、穗木手臂再次同時伸出，使砧、穗木苗的兩切削面剛好貼合在一起。5、送夾機構送出嫁接夾，夾持住砧、穗木苗的結合部位。6、砧、穗木手臂同時松開苗株并縮回，嫁接苗經工作臺面上的落苗口落下，由傳送帶送出，株苗嫁接完畢。7、砧、穗木手臂反射旋轉一定角度，回到初始預備取位置即完成一個嫁接循環(huán)。 3.1.4 技術路線 嫁接機主要由砧穗木供苗臺、手動機構、切削機構以及送夾機構、排苗機構等組成。 切削機構在借鑒以往嫁接機旋轉切削刀架結構的基礎上，針對以往嫁接機切削機構在實際生產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行了優(yōu)化，設計出全自動的切削機構。 搬運機構是全自動嫁接機實現(xiàn)雙工位調整作業(yè)的重要組成部分，采用對稱分布、安裝方向相反的兩組相同的機械手臂結構。 3.2、預期目標 完成理論及結構設計并繪制SolidWorks三維實體圖和總裝圖，能力所及的范圍內發(fā)表一篇關于本人設計內容中有所創(chuàng)新相關設計的文章。 3.3、可行性分析 ⑴ 本人設計能力及經驗的積累：依據(jù)所參考的文獻知有類似的機械，部分設計技術已經成熟。通過查閱大量文獻對本設計題目有了深入了解，有機械類課程設計的經驗，相信能夠在規(guī)定時間內完成設計。 ⑵ 資源保證：本次課題設計有指導老師指導，有相應的團隊支持，學院有相應的平臺，學校有足夠的文獻資源，保證本次設計順利進行。 ⑶ 調研協(xié)商 通過對家庭周邊的調查得到的數(shù)據(jù)表明：小型粉碎機構我國農村有著較高的使用率，有較大市場，該功能的設備也比較多但是工作原理類似。 3.4研究計劃 1、查閱文獻了解相關機械的設計，實際調查嫁接裝置的工作方式和原理 2、針對制定的設計要求進行對全自動輸送嫁接裝置進一步學習了解 3、確定全自動嫁接裝置的設計和總體布局 4、分別設計輸送裝置、切削裝置，機械手以及對關鍵零部件進行強度校核等理論分析 5、繪制三維實體圖形并制定說明書 4、完成本課題的進度計劃 第一周：查閱文獻資料、熟悉課題內容。 第二周：撰寫開題報告，制定總體方案。 第三、四周：查找先關的設計資料，了解粉碎機常用的設計結構。 第五、六周：設計粉碎機構及其圖紙繪制，并且完成整布局。 第七、八周：設計進料機構，并且完成圖紙繪制。 第九、十周：設計出料機構，并且完成圖紙繪制。 第十一、十二周：整體設計檢查及其修改。 第十三、十四周：撰寫完成設計說明書。 五、參考文獻 [1]楊麗,劉長青,張鐵中.雙臂蔬菜嫁接機設計與試驗[J].農業(yè)機械學報,2009,09:175-181. [2]李興.針接式蔬菜嫁接機的研究[D].浙江大學,2013. [3]樓建忠,李建平,朱盤安,呂谷來.斜插式蔬菜嫁接機砧木夾持機構研制與試驗[J].農業(yè)工程學報,2013,07:30-35. [4]劉凱,初麒,辜松,李元強,牟艷秋,楊艷麗.茄科蔬菜自動嫁接機的研究現(xiàn)狀[J].農機化研究,2011,02:230-233. [5]辜松.2JC-350型蔬菜插接式自動嫁接機的研究[J].農業(yè)工程學報,2006,12:103-106. [6]賈學武.手持式嫁接機的研究[D].東北農業(yè)大學,2007. [7]譚妮克.套管式蔬菜自動嫁接機的研究[D].中國農業(yè)大學,2005. [8]龍濤.雙向式自動嫁接機的研究[D].中國農業(yè)大學,2005. [9]趙金英,張鐵中.PLC在自動嫁接機控制系統(tǒng)中的應用[J].中國農業(yè)大學學報,2004,06:53-55+84. [10]羅軍,高英武,何幸保.自動嫁接機的研究現(xiàn)狀與展望[J].湖南農機,2010,03:1-2. [11]項偉燦.直插式蔬菜自動嫁接機的研究[D].浙江理工大學,2010. 全自動嫁接裝置設計學生：程 翔導師：張 涵主要講解內容u全自動嫁接機視頻展示u全自動嫁接機工作原理講解u夾持機構視頻展示u旋轉柱與夾持機構視頻展示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柱旋轉電機汽缸切削電機砧木輸送裝置接穗輸送裝置全自動嫁接機結構視頻展示夾持機構視頻展示旋轉柱與夾持機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!