【導(dǎo)讀】傳統(tǒng)穴盤育苗的趨勢(shì)。為了滿足營(yíng)養(yǎng)缽育苗日益普遍的現(xiàn)狀，研制新型嫁接機(jī)。成為現(xiàn)在的一個(gè)熱門課題。本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)嫁接機(jī)針對(duì)的是采用營(yíng)養(yǎng)缽育苗的。以后苗的恢復(fù)，在生產(chǎn)中具有較高的使用價(jià)值。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是葫蘆科植物自動(dòng)嫁接機(jī)的苗木傳輸系統(tǒng)及平臺(tái)。原有各種嫁接機(jī)，我們決定選取傳感器配合帶式運(yùn)輸機(jī)作為苗木傳輸系統(tǒng)。定參數(shù)要求進(jìn)行選型設(shè)計(jì)；接著對(duì)所選擇的輸送機(jī)各主要零部件進(jìn)行了校核。架，拉緊裝置以及膠帶。簡(jiǎn)單的說明了輸送機(jī)的安裝與維護(hù)。

　　

【正文】 軸有一定的軸向位移以及少量的徑向位移和角位移，適用于軸向竄動(dòng)較大、正反轉(zhuǎn)變化較多和起動(dòng)頻繁的場(chǎng)合。 帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 26 帶式輸送機(jī)部件的選用 輸送帶 本機(jī)屬于輕型的運(yùn)輸機(jī)，對(duì)帶沒有太高要求，故選用面帆布帶，棉帆布價(jià)格低廉，且能達(dá)到要求。硫化（塑化）接頭具有承受拉力大，使用壽命長(zhǎng)，對(duì)滾筒表面不產(chǎn)生損害，接頭效率高達(dá) 60%— 95%的優(yōu)點(diǎn)，故采用硫化（塑化）接頭。 對(duì)于分層織物層芯輸送帶在硫化前，將其端部按帆布層數(shù)切成階梯狀，如下圖 24 所示： 圖 24 分層織物層芯輸送帶的硫化接頭 然后將兩個(gè)端頭相互很好的粘合，用專用的硫化設(shè)備加壓加熱并保持一定的時(shí)間即可完成。其強(qiáng)度為原來強(qiáng)度的 (i1)/i?100%。其中 i為帆布層數(shù)。 傳動(dòng)滾筒 傳動(dòng)滾筒是傳遞動(dòng)力的主要部件，它是依靠與輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行的部件。傳動(dòng)滾筒根據(jù)承載能力分為輕型、中型和重型三種。同一種滾筒直徑又有幾種不同的軸徑和中心跨距供選用。本機(jī)滾筒是根據(jù)唐冶 TK 型滾筒設(shè)計(jì)選用手冊(cè)制造其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 25所示： 傳動(dòng)滾筒長(zhǎng)度的確定 . 查《唐冶 TK型滾筒選用手冊(cè)》得： 其主要性能參數(shù)如表 28所示： 帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 27 軸 透蓋 筒體加強(qiáng)環(huán)輪轂 輻板 脹套圖25 驅(qū) 動(dòng)滾筒結(jié)構(gòu)示意圖 表 28 傳動(dòng)滾筒參數(shù)表 B mm 許用扭矩 kNm? 許用合力 kN D mm 500 9 240 再查《唐冶 TK 型滾筒選用手冊(cè)》可得出滾筒長(zhǎng)度為 550mm 。 或者由經(jīng)驗(yàn)公式： 已知帶寬 B＝ 500mm ，傳動(dòng)滾筒直徑為 240mm ，滾筒長(zhǎng)度比膠帶寬略大，一般取 1BB??（ 50100） mm 取 1B? 500＋ 50＝ 550mm 與查表結(jié)果一致。 托輥 本次輸送物品營(yíng)養(yǎng)缽為件貨，故選取平行托輥，平行上托輥為 DTⅡ 01C1411，帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 28 平行下托輥為 DTⅡ 01C2111。因?yàn)檩斔途嚯x為 3m，故可不加調(diào)心托輥。 平形托輥由一個(gè)平直的輥?zhàn)訕?gòu)成，用于輸送件貨。 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下： 平行托輥 托輥間距的布置應(yīng)遵循膠帶在托輥間所產(chǎn)生的撓度盡可能小的原則。膠帶在托輥間的撓度值一般不超過托輥間距的 ％。在裝載處的上托輥間距應(yīng)小一些，一般的間距為 300～ 600mm，而且必須選用緩沖托輥，下托輥間距可取2500～ 3000mm，或取為上托輥間距的兩倍。 制動(dòng)裝置 因?yàn)樵撦斔蜋C(jī)的設(shè)計(jì)為水平運(yùn)輸，所以不需要制動(dòng)裝置。 拉緊裝置 因本機(jī)長(zhǎng)為 3m，小于 100m，可選用螺 旋式拉緊裝置，拉緊行程為 200mm。拉近裝置示意圖： 帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 29 螺旋式拉緊裝置 1螺桿 2滾筒 3機(jī)架 4可移動(dòng)的滾筒軸承座 機(jī)架與中間架 機(jī)架式支承滾筒及承受輸送帶張力的裝置。 （ 1）機(jī)架有四種結(jié)構(gòu)如圖所示。可滿足帶寬 500~1400 ㎜、傾角 000 ~18 、圍包角 00190 ~ 210 多種形式的典型布置。并能與漏斗配套使用。 機(jī) 架 機(jī)架：用于 000 ~18 傾角的頭部傳動(dòng)及頭部卸料滾筒。選用時(shí)應(yīng)標(biāo)注角度。 帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 30 b． 02 機(jī)架：用于 000 ~18 傾角的尾部改向滾筒或中間卸料的傳動(dòng)滾筒。 c． 03 機(jī)架：用于 000 ~18 傾角的頭部探頭滾筒或頭部卸料傳動(dòng)滾筒，圍包角小于或等于 0180 。 d． 04 機(jī)架：用于傳動(dòng)滾筒設(shè)在下分支的機(jī)架?？捎糜趩螡L筒傳動(dòng)，也可以用于雙滾筒傳動(dòng)（兩組機(jī)架配套使用 )。圍包角大于或等于 0200 。 e． 01， 02 機(jī)架適于帶寬 500~1400mm； 03， 04 機(jī)架適于帶寬 800~1400mm。 (2).本系列機(jī)架適用于輸送帶強(qiáng)度范圍； CC56 棉帆布 3~8 層， NN100~300尼龍帶及 EP100~300 聚酯帶 3~6 層；鋼繩芯帶 ST2021 以下。 (3) 滾筒直徑范圍： 200~1000mm。 (4) 中間架用于安裝托輥。標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為 6000mm，非標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為 3000~6000mm及凸凹弧段中間架；支腿有 I型 (無斜撐 )、 H 型 (有斜撐 )兩種。中間架和中間架支腿全部采用螺栓 聯(lián)接，便于運(yùn)輸和安裝。 中間架為螺栓聯(lián)接的快速拆裝支架，它由鋼管 、 H 型支架 、 下托輥 、 和掛鉤式槽形托輥組成，是機(jī)器的非固定部分，鋼管作為可拆卸的機(jī)身，用彈性柱銷架設(shè)在 H型支架的管座中。柱銷固裝在鋼管上，只是打入的位置適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管，就能方便地從管座中抽出或放入。 帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 31 中間架 槽形托輥軸的兩端加工成矩形，這樣就可以把單個(gè)滾筒放進(jìn)機(jī)架中，即可以定位又可以起到固定軸的作用。因?yàn)槠н\(yùn)輸機(jī)的滾筒很多，損壞的也經(jīng)常，當(dāng)輥?zhàn)有枰S修時(shí)，就可以快速取下，以便于維修和更換，對(duì)運(yùn)輸很小，提高了工作效率。這就是快速拆裝的特點(diǎn)。 中間架作為輸送機(jī)架的一部分，輸送機(jī)架的選型即決定了中間架的型式。 輸送機(jī)的機(jī)架隨輸送機(jī)類型的不同而不同，有落地式和吊掛式，而落地式又有鋼架落地式和繩架落地式，吊掛式有鋼架調(diào)掛式和繩架吊掛式等種類。本皮帶運(yùn)輸機(jī)是屬于 DTⅡ型固定式，選用鋼架落地式機(jī)架。 該種機(jī)架機(jī)身機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省鋼材，安裝 、 拆卸方便，不易跑偏等特點(diǎn)。 電氣及安全保護(hù)裝置 安全保護(hù)裝置是在輸送機(jī)工作中出現(xiàn)故障能進(jìn)行監(jiān)測(cè)和報(bào)警的設(shè)備，可使輸送機(jī)系統(tǒng)安全生產(chǎn)，正常運(yùn)行，預(yù)防機(jī)械部分的損壞，保護(hù)操作人員的安全。此外，還便于集中控制和提高自 動(dòng)化水平。 (1)電氣及安全保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸及使用等要求，應(yīng)符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)或?qū)I(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，如 IEC439《低壓開關(guān)設(shè)備和控制裝置》； GB4720《裝帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 32 有低壓電器的電控設(shè)備》； GB3797《裝有電子器件的電控設(shè)備》。 (2)電氣設(shè)備的保護(hù)：主回路要求有電壓、電流儀表指示器，并有斷路、短路、過流 (過載 )、缺相、接地等項(xiàng)保護(hù)及聲、光報(bào)警指示，指示器應(yīng)靈敏、可靠。 (3)安全保護(hù)和監(jiān)測(cè)；應(yīng)根據(jù)輸送機(jī)輸送工藝要求及系統(tǒng)或單機(jī)的工況進(jìn)行選擇，常用的保護(hù)和監(jiān)測(cè)裝置如下： a．輸送帶跑偏監(jiān)測(cè)：一般安裝在輸送機(jī)頭部 、尾部、中間及需要監(jiān)測(cè)的點(diǎn)，輕度跑偏量達(dá) 5％帶寬時(shí)發(fā)出信號(hào)并報(bào)警，重度跑偏量達(dá) l 0％帶寬時(shí)延時(shí)動(dòng)作，報(bào)警、正常停機(jī)。 b．打滑監(jiān)測(cè)：用于監(jiān)視傳動(dòng)滾筒和輸送帶之間的線速度之差，并能報(bào)警、自動(dòng)張緊輸送帶或正常停機(jī)。 c．超速監(jiān)測(cè)：用于下運(yùn)或下運(yùn)工況，當(dāng)帶速達(dá)到規(guī)定帶速的 l15％ ~l25％時(shí)報(bào)警并緊急停機(jī)。 d．沿線緊急停機(jī)用拉繩開關(guān)，沿輸送機(jī)全長(zhǎng)在機(jī)架的兩側(cè)每隔 60m 各安裝— 組開關(guān)，動(dòng)作后自鎖、報(bào)警、停機(jī)。 e．其他料倉堵塞信號(hào)、縱向撕裂信號(hào)及拉緊、制動(dòng)信號(hào)、測(cè)溫信號(hào)等，可根據(jù)需要進(jìn)行選擇。 傳感器的選擇 33 第三章 傳感器的選擇 傳感器的概述 國家標(biāo)準(zhǔn) GB766587對(duì)傳感器下的定義是： “ 能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成 ” 。傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。 分類 目前對(duì)傳感器尚無一個(gè)統(tǒng)一的分類方法，但比較常用的有如下三種： 按傳感器的物理量分類，可 分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器 按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。 按傳感器輸出信號(hào)的性質(zhì)分類，可分為：輸出為開關(guān)量（ “ １ ” 和 ０ ” 或“ 開 ” 和 “ 關(guān) ” ）的開關(guān)型傳感器；輸出為模擬型傳感器；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。 傳感器的選擇 34 傳感器的選擇 傳感器的類型 為了提高抗干擾性，本機(jī)采用的是兩個(gè)對(duì)射式光電 傳感器 。 傳感器水平間距 根據(jù)適合嫁接的植物砧木子葉寬度，考慮到幾種不同砧木子葉的寬度變動(dòng)范圍及其他因素（如軟件延時(shí)， 響應(yīng)速度等），選定兩個(gè)傳感器的水平間距可調(diào)。 傳感器垂直間距 根據(jù)適合嫁接的植物砧木特征參數(shù)，來選定傳感器發(fā)光管和接收管的垂直間距。 傳感器電源 根據(jù)實(shí)際情況選擇 5V或者 1224V 的直流電源。 平臺(tái)設(shè)計(jì) 35 第四章 平臺(tái)設(shè)計(jì) 鋼板 厚度 10mm 結(jié)構(gòu)示意圖 聯(lián)接方式 鋼板與支架之間采用螺母聯(lián)接，方便拆裝。支架部分鋼板采用焊接聯(lián)接。平臺(tái)與機(jī)械手，切削裝置聯(lián)接采用螺母聯(lián)接。 結(jié)論和建議 36 第五章 結(jié)論和建議 通過對(duì)葫蘆科植物嫁接機(jī)的苗木傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以得出以下主要結(jié)論： 1該嫁接機(jī)實(shí)現(xiàn)了苗木無需拔苗即可直接嫁接到操作，使得苗木根系免受損傷，有助于嫁接后苗木的恢復(fù)，提高了嫁接到成活率。這適應(yīng)了當(dāng)前的育苗方式的發(fā)展，具有較高的實(shí)用價(jià)值。 2在苗木傳輸系統(tǒng)中，采用皮帶運(yùn)輸方式，皮帶有直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。其中直流伺服電機(jī)和光電傳感器共同完成苗木的傳送和定位功能，實(shí)現(xiàn)了供苗的自動(dòng)化。該系統(tǒng)定位準(zhǔn)確，運(yùn)行可靠，可減輕作業(yè)強(qiáng)度。 3 嫁接機(jī)采用 PLC 控制，實(shí)現(xiàn)嫁接到自動(dòng)化，提高了嫁接到速度，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。速度達(dá)到了 360 棵 /小時(shí)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期要求，為其推廣應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。 建議 由于時(shí)間短，對(duì)嫁接機(jī)的自動(dòng)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不完善，還存在著以下不足 1傳輸系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)，增加了制造成本。之所以不采用直流電機(jī)，是因?yàn)闅飧蓴_現(xiàn)象特別嚴(yán)重。因此建議提高系統(tǒng)的抗干擾部分的硬件、軟件技術(shù)，是該機(jī)器可以采用直流電源，以降低生產(chǎn)成本。 2 建議優(yōu)化硬件結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步提高嫁接到精度和可靠性。 3 建議增加報(bào)警、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)和計(jì)數(shù)功能，提高嫁接機(jī)的智能化水平。 參考文獻(xiàn) 37 參考文獻(xiàn) [1] 王秀峰 ,陳振德主編 . 蔬菜工廠化育苗 中國農(nóng)業(yè)出版 社 [2] 張鐵中 ,徐麗明 . 大有前景的蔬菜自動(dòng)嫁接機(jī)器人技術(shù) . 機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用， 2021(2)14～ 15 [3] 崔彥玲 . 茄子嫁接技術(shù) . 北京農(nóng)業(yè)科學(xué) ,1998,13～ 15 [4] 方賢法 . 蔬菜自動(dòng)嫁接機(jī)機(jī)構(gòu)分析及控制系統(tǒng)的研究 . 學(xué)位論文 ,中國農(nóng)業(yè)大學(xué) , [5] 張鐵中 . 2JSZ600 型蔬菜自動(dòng)嫁接機(jī)研究報(bào)告 . 1998 [6] 張品端 . 日本的蔬菜嫁接機(jī)器人 . 中國期刊網(wǎng) . 1997(6). [7] 儲(chǔ)高峰 . 茄科蔬菜自動(dòng)嫁接技術(shù)的研究： [碩士學(xué)位論文 ]. 北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2021， 3 [8] 劉長(zhǎng)青 . 蔬菜嫁接機(jī)器人自動(dòng)輸送系統(tǒng)的研究： [碩士學(xué)位論文 ]. 北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2021， 3 [9] 劉峰梅 ， 孫守民 ， 閻林平 SJZ1型蔬菜自動(dòng)嫁接機(jī)的研制 糧油加工與食品機(jī)械 , 1997年 06期 [10] 辜松 2JC350 型蔬菜插接式自動(dòng)嫁接機(jī)的研究 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) , 編輯部郵箱 2021年 12期 [11] 閆俊杰 . 營(yíng)養(yǎng)缽苗嫁接機(jī)器人的研究： [碩士學(xué)位論文 ] 北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2021， 5 [12] 張德坤 ， 葛世榮 ， 劉金龍 帶式輸送機(jī)自動(dòng)張緊裝置的設(shè)計(jì) 礦山機(jī)械 , 編輯部郵箱 1999年 05期 [13] Gu Hui, Cheng Guangyi, Lu Yaya. A curve fitting method based on the direction Electronica sinica(English Version). 2021 special issue 4. [14] Wang Yaqin, Gao Hua. Study on the segmentation and orientation of fruit image under natural environment. Computer Engineering. 2021,30(13):128. [15] F. Juste and F. Sevilla, Citrus: A European project to study the robotic harvesting of oranges, in Proceedings, 3rd Int. Symp. Fruit, Nut and Vegetable Harvesting Mechanization, DenmarkSwedenNorway, 331338 (1991). [16] 北起所 .DTⅡ型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)選用手冊(cè) [M].冶金工業(yè)出版社 .1994年 [17] 唐冶 TK型滾筒設(shè)計(jì)選用手冊(cè) [18] 張鉞 .新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].冶金 工業(yè)出版社 .2021年 2月 . 參考文獻(xiàn) 38 [19] 謝國棟 . 淺談光學(xué)傳感器 邯鄲師專學(xué)報(bào) , 2021年 03期