【導(dǎo)讀】蔬菜嫁接機是一種基于嫁接理論把兩種蔬菜苗結(jié)合成一株新苗的裝置，和專業(yè)化意義重大。上，對嫁接機自動輸送裝置進(jìn)行了設(shè)計。利用計算機三維造型和運動仿真等方法，初步設(shè)計了自動送夾裝置和自動供苗裝置，以提高嫁接機的自動化程度。計、PRO/E建模及仿真。根據(jù)計算得到的主要參數(shù)，分別采用Pro/E和AutoCAD. 完成了機器的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，三維實體模型和二維圖紙繪制。種2-PRR并聯(lián)機構(gòu)，并在工作空間內(nèi)對該機構(gòu)的尺度進(jìn)行了運動分析。

　　

【正文】 的，圖 39 是同步 帶驅(qū)動示意圖，同步帶輪的半徑為 10mm，因此，電機需要的最小轉(zhuǎn)矩為 。所以所用的步進(jìn)電機的保持轉(zhuǎn)矩必須大于這個值。 圖 39 同步帶驅(qū)動示意圖 圖 310 是北京和利時兩相混合式步進(jìn)電機的矩頻特性曲線，從圖中可以看出， 56BYG250C 系列步進(jìn)電機的保持轉(zhuǎn)矩可以在 左右，因此我們就選用該電機作為我們的驅(qū)動力。 圖 310 56BYG250C 系列 步進(jìn)電機 的 矩頻特性曲線 機械手的機構(gòu)組成如圖 311 所示，該部分主要由氣缸、夾子、轉(zhuǎn)動塊、彈簧和螺釘組成。夾子的夾持是靠套在螺釘上的彈簧來 驅(qū)動的，而當(dāng)氣缸活塞伸出頂住轉(zhuǎn)動塊轉(zhuǎn)動后，就可以使夾子打開，直到螺釘將轉(zhuǎn)動塊頂住不動。該機構(gòu)中，夾子的夾持位置和夾子打開的角度都是可以調(diào)節(jié)的，通過調(diào)節(jié)螺釘就可以調(diào)節(jié)夾子張開的夾角。 穴苗的夾持力主要來自彈簧給夾子的力，因此，我們這里選的氣缸也為CDQ2B1210D，氣缸只起來將夾子打開的功能。 本科畢業(yè)設(shè)計 27 圖 311 機械手機構(gòu)組成圖 蔬菜嫁接機自動輸送裝置的研制 28 第 4 章 PRO/E 運動仿真 PRO/E 運動仿真模塊的特點 與其他 CAD 軟件相比較 ,用 PRO/ENGINEER Wildfire 做運動仿真主要有以下一些特點。 1. 運動輸入 運動輸入是賦給運動副控制運動參數(shù)。當(dāng)創(chuàng)建或編輯調(diào)用一個運動副時，就會彈出運動驅(qū)動對話框。使用者可以根據(jù)需要選擇運動驅(qū)動 2. 關(guān)節(jié)運動分析 當(dāng)使用者只需要了解某一關(guān)節(jié)的運動情況時，可以選擇分析工具條中的關(guān)節(jié)運動分析圖標(biāo)，并輸入步長和步數(shù)進(jìn)行分析。 3. 靜力學(xué)分析 靜力學(xué)分析將模型移動到平衡位置，并輸入運動副上的反作用力。當(dāng)選擇靜力學(xué)分析后，時間和步數(shù)的輸入項將變灰而不可選。 4. 機構(gòu)運動學(xué) /機構(gòu)動力運動學(xué)分析 機構(gòu)運動學(xué) /機構(gòu)動力學(xué)分析按輸入的時間和步數(shù)進(jìn)行仿真分析。 時間 值代表運動分析模型所分析的時間段內(nèi)的時間，步數(shù)值代表在此時間段內(nèi)的分幾個瞬態(tài)位置進(jìn)行分析或顯示。 5. 設(shè)計位置和裝配位置 模型的裝配位置可能不同于模型的設(shè)計位置。裝配位置與設(shè)計位置的區(qū)別是：裝配位置是在裝配機構(gòu)時產(chǎn)生的，與使用者裝配時所選取的配合面有關(guān)；而設(shè)計位置是使用者在運動仿真前人為設(shè)置的，使用者可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定或者調(diào)節(jié)設(shè)計位置。 6. 多種形式輸出 PRO/ENGINEER Wildfire 運動仿真的結(jié)果可以以多種格式進(jìn)行輸出，這些形式主要有 MPEG、 GIF 等。 7. 預(yù)測工程和工程判斷準(zhǔn)則 PRO/ENGINEER Wildfire 的運動分析模塊是用語預(yù)測工程軟件的應(yīng)用軟件。就是說，在許多情況下，在機構(gòu)進(jìn)行生產(chǎn)前或者說在機構(gòu)真正生產(chǎn)出來前，用該本科畢業(yè)設(shè)計 29 軟件預(yù)測機構(gòu)的運動特性，即它類似于有限元分析（ PRO/ENGINEER 有限元分析模塊）和注塑流動分析（ PRO/ENGINEER 塑料零件分析顧問模塊）。 系統(tǒng)仿真是根據(jù)被研究的真實系統(tǒng)的模型，利用計算機進(jìn)行實驗研究的一種方法。它是建立在系統(tǒng)科學(xué)、系統(tǒng)識別、控制理論、計算機技術(shù)與控制工程基礎(chǔ)上的一門綜合性很強的實驗科學(xué)技術(shù)，分析、綜合各類系統(tǒng)， 特別是大系統(tǒng)的一種研究方法和有力的工具。系統(tǒng)仿真實質(zhì)上利用相似原理，即把在客觀相似的事物上進(jìn)行的大量實驗所取得的結(jié)果或多或少地能用到真實物體上去。一般來說，模型與真實物相似性愈大，這種結(jié)果的可靠性愈高。 根據(jù)最新的統(tǒng)計資料表明，計算機仿真（ Computer Simulation）技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的實用技術(shù)之一。計算機仿真技術(shù)集成了計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖形圖像技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、多媒體技術(shù)、軟件工程、信息處理、自動控制等多個高心技術(shù)領(lǐng)域的知識；是以數(shù)學(xué)理論、相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān) 技術(shù)為基礎(chǔ)，以計算機和各種物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對實際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗的一門綜合技術(shù)。如今計算機仿真技術(shù)被廣泛應(yīng)用于眾多的領(lǐng)域中。 在蔬菜嫁接機的設(shè)計過程中，經(jīng)常要注意避免因為機器的結(jié)果形狀或尺寸大小等原因帶來的靜態(tài)或動態(tài)的機械干涉問題，還希望提前知道所設(shè)計的機器能否按照設(shè)想的軌跡運動，如何提高對機器設(shè)計科學(xué)預(yù)見性，減少設(shè)計失誤所帶來的時間耽誤和資金浪費，這也是需要認(rèn)真考慮的問題之一。為此，在課題進(jìn)行中對蔬菜嫁接機運用 PRO/E 的 mechanism 模塊進(jìn)行運動仿真，對于解決以上問題有很好的 使用價值。計算機仿真對象的特點為：制作方便、成本低廉、功能組合靈活、維護(hù)簡單（無機械故障）。 由于蔬菜嫁接機推夾裝置和上苗裝置的零件較多，在仿真過程中對它們?nèi)窟M(jìn)行設(shè)計是沒有意義。所以我只選擇了幾種關(guān)鍵部件來進(jìn)行仿真。再對其敷以色彩加以區(qū)別，再進(jìn)行運動仿真。 仿真的三維環(huán)境如下 蔬菜嫁接機自動輸送裝置的研制 30 圖 41 蔬 菜嫁接機上苗裝置三維仿真場景一 圖 42 蔬菜嫁接機上苗裝置三維仿真場景二 在仿真條件下測得機械運動的位置，速度，加速度圖如下： 圖 43 位置 圖 本科畢業(yè)設(shè)計 31 圖 44 速度圖 圖 45 加速度圖 蔬菜嫁接機自動輸送裝置的研制 32 第 5 章 總結(jié)和建議 總結(jié) 本文先簡單介紹了蔬菜嫁接機器人的發(fā)展和現(xiàn)狀，然后從機械機構(gòu)的角度重點介紹了和設(shè)計了蔬菜嫁接機器人的自動送夾裝置中振動盤，直線導(dǎo)軌傳輸和推夾裝置， 然后介紹設(shè)計制造了砧木自動搬運裝置的內(nèi)容及運動仿真，嫁接實驗。通過對自動送夾裝置和自動供苗裝置的設(shè)計，可以得到以下結(jié)論： 本課題中，自動送夾裝置和自動推夾裝置的實際，為設(shè)計貼接嫁接機器人的設(shè)計提高了可能性。 自動上苗裝置是一個 2PRR 并聯(lián)機構(gòu)，它能實現(xiàn)穴苗的自動夾取和送苗工作， 同時在工作空間內(nèi)對設(shè)計的自動上苗裝置進(jìn)行了運動學(xué)分析， 滿足設(shè)計的需要。 建立了嫁接機的 POR/E 實物模型，并進(jìn)行了 PRO/E 嫁接仿真，通過計算機模擬嫁接夾傳輸和自動供苗裝置的工作情況分析設(shè)計機構(gòu)的可行性 。 建議 本課題對蔬菜嫁接機器自動傳輸裝置作了初步的研究設(shè)計，很多工作有待于進(jìn)一步細(xì)化，對以后的嫁接機的研究提出以下建議： 本課題是自動傳輸 裝置 的研究，還有很多細(xì)節(jié)部分尚未完善，很多機構(gòu)尚待改進(jìn)。 本課題在上苗定位需要操作人員一定的熟練度，增加了操作人員的工作量，應(yīng)通過實現(xiàn)自動上苗來改進(jìn)。 本科畢業(yè)設(shè)計 33 參考文獻(xiàn) [1] 李曉燕 . 針式嫁接機器人研究 [D]. 北京 : 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 , . 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Prentice Hall, 2021. 本科畢業(yè)設(shè)計 35 致 謝 本文的研究工作是在老師及研究生精心指導(dǎo)下完成的。在整個課題的研究過程中，老師就像一位朋友一樣在各方面給予了我無盡的關(guān)心 、幫助和教誨，使本論文的研究工作得以順利完成。導(dǎo)師在這方面學(xué)識淵博，經(jīng)驗豐富，時時給我熱情的鼓勵和不倦的教誨，在研究思想和研究方法上給我很多啟示，解答了許多難題，從課程學(xué)習(xí)、論文選題、課題研究到論文撰寫無不包涵了他對我的關(guān)心。在這位良師益友的幫助下，讓我對機械設(shè)計理論方面研究的興趣更進(jìn)了一步，這對我以后的道路是非常有幫助的，在此表示無盡的感激。 同時感謝所有給過我?guī)椭娜耍兄x學(xué)院給我們提供實驗室，在這里我完成了后期的嫁接試驗。 2021 年 5 月 25 號 蔬菜嫁接機自動輸送裝置的研制 36 附 錄 圖紙 附錄一 上苗裝置二維圖紙 19 張 推夾裝置二維圖紙 11 張 附錄 二 三維圖紙 振動輸送裝置 Pro/e 三維造型 19 張 推夾裝 Pro/e 三維造型 24 張 上苗裝置 Pro/e 三維造型 19 張 附錄 三 上苗裝置仿真 視頻 1 個 推夾裝置仿真 視頻 1 個