番茄穴盘苗顶推-夹茎组合式低损自动取苗机理与机构研究

基本信息
批准号:51765059
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:38.00
负责人:李华
学科分类:
依托单位:石河子大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:曹卫彬,李树峰,李卫敏,陈棒棒,马晓晓,马锐
关键词:
取苗机构农业机械试验研究参数优化低损取苗
结项摘要

This project aims to solve some key issues of the automatic pick-up mechanism, such as the root injury, the stem injury and the bowl injury of tomato plug seedling in the process of transplanting. To achieve this, the research proposed a seedling pick-up method based on bowl-plug separate by push and snatch at stem with flexible fingers. By considering the mechanical properties and mechanical damage characteristics of the tomato plug seeding, the change regulation about damage mechanics characteristic of the bowl pushing machine and clamp injury of the seeding stem is developed, and the low damage critical condition between the bowl-plug separate and seedling pick-up is also revealed. After that, the injury criteria for both seeding stem and bowl of the tomato plug seedling is established, all of this can provide the theory basis for low damage seedling pick-up on jacking-gripping type. Based on above low damage automatic mechanism of jacking bowl and clamping stem, the theoretical analysis and experimental study of seedling pick-up mechanism with gripping stem type are proposed. Firstly, the kinematic model of the automatic mechanism is set up. Compounding the human computer interaction and fuzzy optimization,kinematic parameters are then optimized by solving the multi-objective programming problem according to satisfaction degree. Meanwhile, the optimal parameters and the ideal trajectory that meet the requirements of the seedling plant are obtained. Moreover, the accuracy of the model is verified by virtual simulation, and a seedling pick-up test-bed with combined type for seedling picking-up test is built, then the kinematics and dynamics performance test is carried out. Finally, the main structural parameters and working parameters of the seedling pick-up mechanism are optimized by utilizing the orthogonal experiment ,the kinematic model is also modificatoried. The methods and conclusions of this project have great significance in a theoretical and experimental basis for developing the tomato automatic transplanter with high efficiency and low damage.

项目以新疆番茄穴盘苗为研究对象,针对目前自动取苗过程中存在的伤根、伤茎及伤钵问题,提出基于钵-盘顶推分离与柔性夹指夹茎取苗的组合式取苗方法。项目从番茄穴盘苗物理力学特性和机械损伤特性研究入手,研究穴盘苗钵体顶推损伤与茎杆夹持损伤力学特性规律,分析钵-盘顶推低损分离与夹茎取苗的临界条件,研究建立番茄穴盘苗茎杆与钵体损伤判别标准,为低损顶推分离及夹茎取苗研究提供理论依据。基于顶推-夹茎式低损自动取苗机理研究,重点开展夹茎取苗机构理论与试验研究。分析机构运动学模型,研究基于满意度原理的取苗机构多目标优化模型,人机交互优化取苗机构运动学参数,获得满足取苗工作要求的理想取苗轨迹与优化参数组合,仿真验证理论模型准确性。搭建组合式取苗试验台,进行机构运动学与动力学特性测试和取苗旋转正交组合试验,优化结构参数与工作参数,修正理论模型。项目研究可为穴盘苗高效低损自动移栽机的研发提供理论依据和试验基础。

项目摘要

项目通过对适栽期番茄穴盘苗物理形态特性及其力学特性规律研究,提出一种斜夹直拔取苗作业方式,建立了夹茎式取苗机构的运动学理论模型,设计基于二阶椭圆齿轮行星轮系的取苗机构,对取苗机构作业性能进行试验测试,验证了夹茎式取苗机构理论分析的准确性,为番茄穴盘苗高效低损伤自动取苗技术的研究提供了新的思路与参考。主要研究内容有:. 1)适栽期番茄穴盘苗形态特性与力学特性分析. 对适栽期番茄穴盘苗物理形态特性进行测定与分析,获得穴盘苗生长统计数据。试验获得了番茄穴盘苗茎秆在外力作用下的力学参数变化规律及其破坏损伤规律,为番茄穴盘苗取苗机构的参数设计提供重要参考和依据。 . 2)高效低损伤取苗机理与机构理论研究. 基于二阶椭圆齿轮节曲线规律及其传动特性研究,提出了一种基于二阶椭圆齿轮行星轮系夹茎式取苗机构以及顶推苗盘破结设计方案,并对其运动特性进行了分析,建立取苗机构运动学模型,通过人机交互获得了满足自动取苗作业要求的理想取苗轨迹与机构参数,得到机构主要参数变化对取苗机构作业轨迹以及作业性能的影响规律,为后续取苗机构的进一步优化和改进提供重要的依据。建立夹苗器凸轮机构数学模型,为夹苗器凸轮机构的设计奠定基础。通过三维建模与运动学仿真分析对取苗机构理论分析进行的验证。该研究可为夹茎式高效低损伤取苗机构的参数化设计提供重要的理论依据。. 3)试验研究. 试制取苗机构物理样机并搭建自动取苗试验台。利用高速摄像试验获取夹苗片尖点运行轨迹,与Adams仿真分析得到的轨迹对比分析。取苗试验表明夹茎式取苗机构工作性能可靠、稳定,取苗成功率较高,伤苗率低,验证了取苗机构理论分析的准确性以及机构实际应用的可行性。. 该项目的实施可为开展自动移栽机取苗装置的研发提供一定的理论基础和技术参考。项目发表论文11篇,其中EI 3篇,申请专利11项(其中实用新型9项已授权),培养研究生2名。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

DOI:10.14188/j.1671-8844.2019-03-007
发表时间:2019
2

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
3

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
4

卫生系统韧性研究概况及其展望

卫生系统韧性研究概况及其展望

DOI:10.16506/j.1009-6639.2018.11.016
发表时间:2018
5

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

DOI:10.3969/j.issn.1001-8360.2019.08.011
发表时间:2019

李华的其他基金

批准号:41671300
批准年份:2016
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:31260235
批准年份:2012
资助金额:45.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:30300246
批准年份:2003
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31500046
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81202040
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41502101
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81473254
批准年份:2014
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:51609271
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21206102
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81572765
批准年份:2015
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:U1733130
批准年份:2017
资助金额:34.00
项目类别:联合基金项目
批准号:81773637
批准年份:2017
资助金额:58.50
项目类别:面上项目
批准号:40901111
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61379082
批准年份:2013
资助金额:79.00
项目类别:面上项目
批准号:19802005
批准年份:1998
资助金额:11.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10847112
批准年份:2008
资助金额:2.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51678128
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:51373096
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:39200024
批准年份:1992
资助金额:5.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21301123
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20445002
批准年份:2004
资助金额:8.00
项目类别:专项基金项目
批准号:20675063
批准年份:2006
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:81471980
批准年份:2014
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:31470734
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:11102182
批准年份:2011
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11501523
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:69673020
批准年份:1996
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
批准号:21873076
批准年份:2018
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:81500229
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81100113
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41476064
批准年份:2014
资助金额:88.00
项目类别:面上项目
批准号:61806133
批准年份:2018
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21607068
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21406217
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30772135
批准年份:2007
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:49102038
批准年份:1991
资助金额:3.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81872120
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:30571281
批准年份:2005
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:21805081
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81560291
批准年份:2015
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31401548
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50703023
批准年份:2007
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81172038
批准年份:2011
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:81201481
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31271017
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:10175051
批准年份:2001
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
批准号:81072455
批准年份:2010
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:21878199
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:31670751
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:41301154
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61204120
批准年份:2012
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21476152
批准年份:2014
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:21375105
批准年份:2013
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:21675123
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:20975081
批准年份:2009
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:61862047
批准年份:2018
资助金额:37.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21904057
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21175106
批准年份:2011
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:60873164
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:60573154
批准年份:2005
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:41877419
批准年份:2018
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:30972577
批准年份:2009
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:31501054
批准年份:2015
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30671500
批准年份:2006
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:31901741
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39270492
批准年份:1992
资助金额:6.50
项目类别:面上项目
批准号:31400368
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81870182
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:51075288
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:40501071
批准年份:2005
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20075021
批准年份:2000
资助金额:15.00
项目类别:面上项目
批准号:61864001
批准年份:2018
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31501238
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11905190
批准年份:2019
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61163011
批准年份:2011
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:30100093
批准年份:2001
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

蔬菜穴盘苗夹取损伤机理及取苗机构多目标优化方法

批准号:51475216
批准年份:2014
负责人:毛罕平
学科分类:E0506
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
2

辣椒穴盘苗主动打穴与持苗移栽机构机理研究

批准号:51565059
批准年份:2015
负责人:韩长杰
学科分类:E0506
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
3

基于射流冲击的穴盘立式取苗器高效无损取苗机理的研究

批准号:51365047
批准年份:2013
负责人:罗昕
学科分类:E0503
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
4

旱作移栽钵苗高速低损取、投机理及机构优化研究

批准号:51505130
批准年份:2015
负责人:金鑫
学科分类:E0506
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目