棉花移栽自动喂入技术机理研究

棉花移栽自动喂入技术的研究，能从根本上解决半自动移栽机人工喂苗效率低的问题。目前国内外移栽自动喂入技术发展仍处于初级阶段，还没有适合新疆棉花移栽自动化喂入的成熟技术和理论。本项目在充分了新疆棉花移栽工作特点的基础上，用计算机辅助分析与试验验证相结合的方法研究适合新疆棉花穴盘苗移栽的自动喂入技术。测定棉苗移栽期茎秆物料特性，设计多个夹苗钳构成的末端执行器，能同时完成多株苗的夹取，并研究柔性输送喂入技术和一次投苗随动控制技术，得出棉花穴盘苗移栽自动喂入理论，建立夹持取苗接触力数学模型，求得取苗和喂入之间的运动状态方程及最优运动路径，为研制开发性能稳定可靠、适合新疆棉花育苗移栽的自动化机械装备提供理论依据和基础试验数据。

项目针对新疆地区吊篮式移栽机手工喂入效率低的问题，设计穴盘苗移栽自动取喂系统。项目执行期间，分别研究了穴盘苗的物理特性，（如茎秆挤压物理特性、基质挤压特性、基质坠落损失），设计了基于夹取方式取苗的机械手结构，并不断试验改进，（自带弹性的夹持机械手、集中驱动的夹持取苗机械手、分别独立驱动的取苗机械手），创新设计了适合新疆穴盘苗移栽的穴盘步进移位机构，（水平放置的移盘机构、倾斜放置的移盘机构），研究设计了柔性链输送喂入机构，其能够实现单组移栽栽植器投苗，还能实现两组移栽栽植器投苗，并对摆动马达、槽轮结构、地轮直接驱动的方式分别进行了研究和试验，为了配合地轮直接驱动实现高速取喂苗，还设计了随动投苗装置，提供2次投苗。系统由PLC程序控制，采用气压驱动，质量小于110kg，造价低，即能与新移栽机配套生产，也能对现有移栽机进行自动化改造。试验结果显示，系统取喂苗总可靠率达98.92%，取喂速度达70株/min，未见明显伤苗，能够满足设计要求。此外，项目组还针对近两年新疆部分团场使用的硬质穴盘苗设计了硬质穴盘苗自动取苗系统，采用顶出的方式进行取苗，能够完全将穴盘苗顶出，实现硬质穴盘苗的取苗。