人工智能-机器学习-蔬菜嫁接机器人自动上苗装置的设计与试验研究.pdf

【蔬菜嫁接机器人自动上苗装置的设计与试验研究】 蔬菜嫁接机器人自动上苗装置是当前农业机械化和现代化进程中的一个重要研究领域。该装置旨在解决传统蔬菜嫁接中人工上苗效率低、劳动强度大以及嫁接质量不稳定的问题。通过自动化技术的应用，可以显著提升嫁接效率，降低人工成本，并保证嫁接作业的精准性。 论文针对贴接和直插法两种常见的嫁接方法，结合5X10穴盘育苗技术，选择了适合自动化的供苗方式。通过对500株京欣一号接穗苗和浙蒲二号砧木苗的几何和力学特性进行测定，包括高度、苗茎直径、子叶展角、重量和剪切特性等，为设计取苗末端执行器提供了基础数据。 接着，设计了一款机械式的取苗末端执行器，其核心功能包括扶苗、切断、夹持和导向。该执行器特别注重嫁接苗子叶的导向，以确保精确对接。在设计过程中，对嫁接苗进行了力学分析和运动学求解，运用MATLAB进行参数化设计，确定了导向机构的高度、直径和嫁接苗转向速度等关键参数。 为了提高取苗效率和可靠性，论文提出了两种不同的取苗末端执行器：气动式和振动激励式。气动式执行器通过调整吹气角度来影响取苗成功率，而振动激励式则通过调整振动频率来控制子叶的滑落转向概率。实验结果显示，气动式执行器在不同吹气角度下表现出了不同的性能，而振动转向在特定频率范围内能增加嫁接苗的成功转向率。 此外，构建了包含二自由度机械臂、穴盘苗输送装置和定位台的整体实验平台，并采用三菱FX2N-48MT控制器进行程序控制，确保了装置的稳定运行。实验表明，机械式整机上苗速率可达71株/分，成功率超过86%，达到了设计目标。 论文还进行了砧木切削实验、定向取苗实验和整体上苗实验，评估了机械式、气动式末端执行器和振动子叶转向装置的性能。这些实验进一步验证了设计的有效性和可靠性。 这篇研究详细探讨了蔬菜嫁接机器人自动上苗装置的设计与试验，涵盖了从农艺需求分析到机械结构设计、控制系统的实现以及实验验证等多个方面，为蔬菜嫁接的自动化生产提供了新的解决方案。未来的研究可能将进一步优化执行器性能，提高嫁接效率，并探索更多的自动化嫁接技术应用。