本科毕业设计（论文）题 目 穴盘苗自动移栽机的研制学 院机械与自动控制学院专业班级11机制3班姓 名 学 号2011330300307指导教师教授二O 一五年五月十八日浙 江 理 工 大 学机械与自动控制学院毕业设计诚信声明我谨在此保证：本人所做的毕业设计，凡引用他人的研究成果均已在参考文献或注释中列出设计说明书与图纸均由本人独立完成，没有抄袭、剽窃他人已经发表或未发表的研究成果行为如出现以上违反知识产权的情况，本人愿意承担相应的责任 声明人（签名）： 2015年 05 月 18 日摘要近年来，随着设施农业的快速发展，温室穴盘育苗技术快速发展，为移栽的大面积应用创造了条件但是，由于移栽作业环节多，技术要求高，用工量约为直播的5～8倍，在温室生产劳动力短缺的情况下，加之传统的移栽方式为裸根苗移栽，移栽后作物的成活率和生长状况等没有保证，因而实现温室穴盘苗移栽机械化、自动化已成为设施农业生产的迫切需要穴盘苗自动移栽机的结构复杂，本论文首先参阅了与穴盘苗自动移栽机相关的研究文献，并结合机械原理、机械设计等知识对穴盘苗自动移栽机的结构进行设计。
通过查阅相关文献得知，穴盘苗自动移栽机的最主要功能部件是末端执行器，并且末端执行器的结构较为复杂为了实现高效精准的移栽作业，对末端执行器进行了准确的结构设计，同时对其进行了运动学仿真分析对穴盘苗自动移栽机其他功能部件的设计参考了生产实践中的实际情况，充分了解了生产中对移栽机功能的需求在对整台穴盘苗自动移栽机的结构有了大致构思后，运用Creo软件对移栽机各组成装置进行三维建模，并虚拟装配成移栽机三维模型之后，再在Creo软件中进行运动学仿真分析，确定移栽机的整个工作过程是否达到要求最后，对本论文所做的研究工作进行总结，并提出对课题进一步研究的设想和展望关键词:穴盘苗自动移栽机；末端执行器；结构设计；运动学仿真分析AbstractIn recent years, with the rapid development of facility agriculture, the greenhouse tray seedling technical develops rapidly and creates conditions for the widespread application of transplanting. However, transplanting operation has too many links and requires high technic. Besides, the employment quantity is about 5~8 times of the direct seeding and the labor of greenhouse production is in short supply .And under the condition of the tradition way of naked root transplanting ,the survival rate and growth condition of the cropscan’t be guaranteed. So, the mechanization and automation of the transplanting oftray seedinghas become an urgent need of the agricultural production.The structure of the automatic seedling transplanter is complex. So, this thesis refers to the research literature about the automatic seedling transplanter first, and then designs the structure of the automatic seedling transplanter, combining with the knowledge of the Machines and Mechanisms as well as The Machine Design.By the way of consulting the relevant literature,I know the most important function part of the automatic seedling transplanteris the end effector,and the structure of the end effector is more complicated. In order to achieve the aim of having an efficient and accurate transplanting,we must have an accurate structure design of the automatic seedling transplanterand carry on an kinematics simulation analysis.The design of the other function parts of the automatic seedling transplanter should refer to the actual situation in production practice and I should fully understandthedemand of the function ofthetransplanter in production.Under the condition of having a rough idea of the whole structure,I can use the softwareCreoto build the 3D model of the transplanter‘s each device. Then，I carry on an kinematics simulation analysis in the softwareCreo to determine whether the whole process of transplanting meets the requirement.At last,I should summarize the work done in this article, and put forward ideas and prospects for further research.Key words:automatic seedling transplanter;end effector;structure design;kinematics simulation analysis目 录摘要Abstract第一章绪论 11.1本课题研究的背景及意义 11.2国内外移栽机研究现状 21.2.1国外研究现状 21.2.2国内研究现状 51.3我国研制穴盘苗移栽机的必要性 81.4论文研究的主要内容和方法 8第二章移栽机研究前期工作 102.1实地考察 102.2叶菜栽培的主要模式 102.2.1传统农田栽培模式 102.2.2水培模式 112.2.3穴培模式 122.3叶菜移栽的需求分析 132.3.1水培模式下的移栽 132.3.2传统模式下的移栽 132.4移栽方案选择 142.5 穴盘苗与穴盘苗物理特性研究 142.5.1育苗穴盘的选择 142.5.2育苗基质成分 152.5.3穴盘育苗方法 152.5.4穴盘苗重量的测量 16第三章穴盘苗移栽机的总体方案设计 183.1盘库装置 183.2移栽装置 203.2.1机架和输送装置 203.2.2移钵装置 213.3穴盘入池装置 213.4移栽机的工作过程 22第四章末端执行器的设计 254.1末端执行器结构选择 254.2末端执行器结构组成 254.2.1三驱动开合式末端执行器 264.2.2剪叉式末端执行器 274.2.3单驱动弹动限位式末端执行器 284.3末端执行器结构设计 294.3.1取苗爪结构设计 294.3.2剪叉机构结构设计 304.3.3模拟刹车拉紧机构结构设计 314.4末端执行器运动仿真分析 324.4.1插入伺服电动机 324.4.2设置分析定义 344.4.3进行运动回放 35第五章移栽机各系统关键参数设计 375.1水浮穴盘定位输送系统设计 375.1.1输送装置相关参数的确定 375.1.2滚筒电机的选型 375.2末端执行器定位输送系统设计 385.2.1滚珠丝杠的选型计算 385.2.2气缸的选型计算 39第六章总结与展望 406.1总结 406.2展望 40参考文献 42致谢 43I浙江理工大学本科毕业设计（论文）第一章 绪论1.1本课题研究的背景及意义蔬菜是人类生活中必不可少的农副产品。
从20世纪80年代我国实施“菜篮子”工程以来，我国蔬菜的生产及销售都取得了令人瞩目的成就特别是随着近年来人民生活水平的提高和我国加入WTO以后，国内外市场对蔬菜的巨大需求更加促进了蔬菜产业的发展[1]以浙江省为例，2012年通过加快蔬菜生产基地建设，全省的蔬菜种植面积达到934.91万亩，蔬菜总产量达到1819.8万吨，蔬菜总产值达到341.2亿元，同比分别增长了0.2％和1.9％蔬菜种植业已经成为国家出口创汇和促进农民增收的重要产业，也是发展我国农村经济的重要组成部分穴盘育苗技术具有省工、省力、节约能源、便于管理以及保护农业生态环境等优点,广泛应用于蔬菜、花卉生产为了保证作物具有适当的空间以促进扎根和生长,需要对作物进行移栽作业移栽具有对气候的补偿作用并具有使作物生育提早的生态效益，同时其经济效益和社会效益也非常可观目前温室蔬菜和花卉工厂化生产中移栽作业仍以手工为主，需要的劳动力多、劳动强度大、作业效率低，难以实现大面积移栽，并且温室内高温、高湿、劳动环境差，所以实现穴盘苗移栽作业机械化及自动化已成为我国蔬菜及花卉产业化的关键问题[2]研究穴盘苗移栽机，对于提高劳动生产率，降低劳动强度和促进穴盘育苗技术的发展具有重要意义。
发达国家的穴盘苗育苗移栽技术起步较早，并且栽植技术和设备的发展很快日本移栽机械化程度很高，目前在农业生产领域已广泛研制和使用全自动移栽机荷兰在花卉生产上应用了穴盘苗移栽机，但由于移栽机价格昂贵，所以并没有得到大面积推广近年来，随着温室蔬菜和花卉生产的快速发展，国内移栽机械的研究发展十分迅速，此外育苗技术的发展以及劳动力成本的上升也推动着国内移栽机械的发展[3]1.2国内外移栽机研究现状1.2.1国外研究现状穴盘苗移栽机技术的研究开发始于20 世纪80年代到目前为止，穴盘苗移栽机的实现方式有两种，一种是依托现有工业机器人为本体的穴盘苗移栽机，另一种是研制独立机电系统的穴盘苗移栽机1以工业机器人为本体的穴盘苗移栽。