【正文】 最后，感謝所有給予我?guī)椭?、指?dǎo)和關(guān)心的老師、同學(xué)和朋友。感謝我辛勤的父母對(duì)我的培養(yǎng)，使我可以在浙江理工大學(xué)這所文化底蘊(yùn)深厚的百年學(xué)府中度過(guò)我人生中最重要的時(shí)光。此外，我也要特別感謝黃中華學(xué)弟在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中給予我的的幫助，你在末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和方案確定中給予了我很多建議。您總是很耐心地幫我解答疑問(wèn)，不論是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上還是在運(yùn)動(dòng)學(xué)分析上，都具有扎實(shí)的知識(shí)儲(chǔ)備，您認(rèn)真的研究精神亦是我今后所應(yīng)該學(xué)習(xí)的。導(dǎo)師敏捷的思維、淵博的專業(yè)知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、刨根問(wèn)底的探索精神、豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、豁達(dá)的胸懷和崇高的人格，賦予我的不僅是一技之長(zhǎng)，更多的是做人的道理，時(shí)刻鞭策我前進(jìn)。參考文獻(xiàn)[1] [D].江蘇大學(xué)碩士論文,機(jī)械設(shè)計(jì)及理論,2012.[2] 田素博,王榮華,[J].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2009,40(4) :620622.[3] 于紅松,張鐵中,[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2008,20( 3):132135.[4] L J KUTZ．Robotic transplanting of bedding plants[J].Transactions of the ASAE,1987,30(3) : 586590.[5] YANG Y, affecting performance of slidingneedles gripper during robotic transplanting of seedlings[J].Applied Engineering in Agriculture,1991,7(4):493498.[6] , robot for transplanting plugs[J].Greenhouse Grower,1988, 6(12):5860.[7] RYU K H,KIM G of a gripper for robotic transplanter and evaluation of its transplantingperformance[J].Korean Society for Agricultural Machinery,1998,23(3):271276.[8] [J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),1996,12(2) : 111115.[9] 呂英石,李新濤,陳昱全,[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2003,1(4):1124.[10] 孫剛,張鐵中,鄭文剛,[C]/ /中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì),2005: 29301.[11] 田素博,邱立春,[J].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,38(1) : 122124.[12] 劉凱,[J].農(nóng)機(jī)化研究,2009,31(12):179180.[13] [D] .江蘇大學(xué)碩士論文,機(jī)械設(shè)計(jì)及理論,2014.[14] [J],2012,(1).[15] 蘇志強(qiáng),[J].現(xiàn)代園藝,2007,(9).[16] 孫紅霞,[J].長(zhǎng)江蔬菜,2003,(6).[17] 穴盤苗自動(dòng)移栽機(jī)苗盤回收機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2014,40(3) :330333.[18] [D] .浙江理工大學(xué)碩士論文,機(jī)械設(shè)計(jì)及理論,2012.[19] 嚴(yán)宵月,胡建,平吳福,[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2013,10(1) :712.[20] 孫國(guó)祥,[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2010,41(10) : 48 53.[21] 張麗華,邱立春,田素博,[J].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,41(2) : 235237.致謝從論文確定課題到寫作完成，每次在我遇到問(wèn)題時(shí)，導(dǎo)師的指點(diǎn)總能讓我豁然開朗。2末端執(zhí)行器中通過(guò)模擬剎車?yán)o機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)夾合托板的開合運(yùn)動(dòng)，剎車?yán)o機(jī)構(gòu)中主要依靠鋼線來(lái)牽引下托板，但由于鋼線過(guò)細(xì)，強(qiáng)度難以保證，同時(shí)在兩托板之間鋼線會(huì)產(chǎn)生彎曲，長(zhǎng)期使用有可能會(huì)造成鋼線在工作中拉斷，影響整臺(tái)機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。作者認(rèn)為論文的下一步工作可以從以下幾個(gè)方面展開：1 盤庫(kù)裝置中空水浮穴盤的存放和垂直輸送依靠?jī)蓷l豎直布置的皮帶來(lái)完成。 展望穴盤苗自動(dòng)移栽機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，國(guó)內(nèi)外對(duì)此機(jī)械的研究尚較少，本文通過(guò)大量查閱參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)，自行設(shè)計(jì)了一臺(tái)全自動(dòng)穴盤苗移栽機(jī)，理論上設(shè)計(jì)方案可行。5對(duì)末端執(zhí)行器進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真分析，形象直觀地觀察了末端執(zhí)行器剪叉機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，與理想的情況一致。3對(duì)穴盤苗移栽機(jī)進(jìn)行了總體方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，并確定了具體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)的移栽機(jī)主要包括盤庫(kù)裝置、移栽裝置和穴盤入池裝置三大組成部分。論文的主要成果如下:1通過(guò)實(shí)地考察，了解葉菜栽培模式及農(nóng)科院目前對(duì)葉菜移栽的需求，確定移栽方案。本文對(duì)穴盤苗自動(dòng)移栽機(jī)進(jìn)行研究，確定了移栽機(jī)的結(jié)構(gòu)組成并對(duì)其進(jìn)行了具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真分析。有桿氣缸的工作力為，根據(jù)剪叉機(jī)構(gòu)和模擬剎車?yán)o機(jī)構(gòu)的工作力的大小，選定針筒氣缸的型號(hào)為16FAMA160，雙桿氣缸的型號(hào)為TN2510。末端執(zhí)行器輸送系統(tǒng)中的氣缸主要用于移栽裝置中的移缽裝置，剪叉機(jī)構(gòu)及模擬剎車?yán)o機(jī)構(gòu)中均具有氣缸。在此選擇絲杠直徑為16mm。反復(fù)精度177?？紤]到部分零件所用材料的密度較大，故將總質(zhì)量進(jìn)行適當(dāng)放大，從經(jīng)驗(yàn)角度，設(shè)定=10kg是安全可靠的。由于末端執(zhí)行器的主要制造材料為鋁型材，10^3kg/m^3，（因?yàn)檐浖心J(rèn)密度的單位為公噸/mm^3）。對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行選型，首先需要確定滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)的負(fù)載。在計(jì)算出的扭矩值上再增加一定的力矩余量和轉(zhuǎn)速余量，同時(shí)參考電機(jī)的矩—頻特性曲線，選擇輸送帶傳動(dòng)使用的電動(dòng)機(jī)為Y180M2型三相異步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。m）；Tμ為電動(dòng)機(jī)輸出扭矩（NT =Tq+Tμ=Jε+nmgμL=+=步進(jìn)電機(jī)選型主要考慮電機(jī)的輸出扭矩、電機(jī)轉(zhuǎn)速、額定電壓、步距角、外形尺寸以及重量等參數(shù)。在雙排輸送滾筒其中一個(gè)滾筒的一側(cè)安裝有一帶輪，帶輪由布置在輸送帶下方的安裝在步進(jìn)電機(jī)軸上的主動(dòng)帶輪通過(guò)皮帶傳動(dòng)。在輸送帶的兩側(cè)布置有兩塊長(zhǎng)條形擋板，擋板分別安裝在左右兩塊支承托板上，擋板的長(zhǎng)度為1300mm，高度約為40mm，厚度約為5mm。輸送帶的上表面每間隔約876mm布置一塊擋塊，擋塊的寬度為60mm，高度為30mm。根據(jù)穴盤尺寸要求，需選用寬型輸送帶，但考慮到此次設(shè)計(jì)的移栽機(jī)輸送帶承重不大，從節(jié)約成本的角度出發(fā)，選擇兩條窄型輸送帶進(jìn)行代替，這樣同樣可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求。移栽機(jī)輸送帶不宜過(guò)長(zhǎng)，否則機(jī)體過(guò)于龐大，這里將輸送帶長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為兩個(gè)穴盤的長(zhǎng)度為宜，此時(shí)環(huán)形輸送帶總長(zhǎng)度初定為l=28002=3200mm。點(diǎn)擊“瀏覽...”按鈕，選擇保存動(dòng)畫的名稱及路徑，其他選項(xiàng)保持默認(rèn)設(shè)置，然后點(diǎn)擊“確定”按鈕，將輸出動(dòng)畫及保存。然后點(diǎn)擊對(duì)話框左上角的“播放”按鈕，彈出如圖415所示對(duì)話框。之后，點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕，可以在主界面中觀察到末端執(zhí)行器的剪叉機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況。在“首選項(xiàng)”選項(xiàng)卡中“圖形顯示”區(qū)域輸入?yún)?shù)，“初始配置”區(qū)域選擇“Current”，如圖412所示。至此，一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)就添加完畢了。將鼠標(biāo)移動(dòng)到模型右上角一個(gè)向下的箭頭處，顯示名稱為“:001總裝”，然后長(zhǎng)按鼠標(biāo)右鍵不放，選擇“伺服電動(dòng)機(jī)”項(xiàng)，彈出如圖49所示對(duì)話框，點(diǎn)擊“輪廓”選項(xiàng)，在“規(guī)范”區(qū)域中選擇“位置”選項(xiàng)，“模”區(qū)域中選擇“表”選項(xiàng)，插值方式為“線性組合”，然后在表中不斷插入行，輸入不同時(shí)刻的位置，輸入?yún)?shù)后的對(duì)話框如圖410所示。這時(shí)，在之前裝配時(shí)內(nèi)部零件采用了滑塊約束和銷約束處均會(huì)出現(xiàn)一個(gè)模擬電動(dòng)機(jī)的符號(hào)，采用一個(gè)小立方體加一個(gè)箭頭表示。圖48 模擬剎車?yán)o機(jī)構(gòu)三維模型啟動(dòng)Creo Parametric ，打開文件名為“”的末端執(zhí)行器裝配體。擋板上同樣加工有一細(xì)長(zhǎng)槽，尺寸及布局與T型長(zhǎng)條拉線擋板上的細(xì)長(zhǎng)槽一致，使得兩細(xì)長(zhǎng)槽僅僅是空間垂直高度不同，其他參數(shù)均相同。當(dāng)鋼線隨長(zhǎng)條擋板進(jìn)行上下移動(dòng)時(shí)，夾合托板也就實(shí)現(xiàn)了夾合運(yùn)動(dòng)功能。T型長(zhǎng)條拉線擋板固定在雙桿氣缸的推桿上，可以隨氣缸推桿做來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)。模擬剎車?yán)o機(jī)構(gòu)的作用主要是控制夾合托板的開合運(yùn)動(dòng)，以此來(lái)夾取和松開育苗杯，完成移栽作業(yè)。圖45剪叉連桿三維模型圖46剪叉機(jī)構(gòu)收縮極限位置平面示意圖圖47剪叉機(jī)構(gòu)伸開極限位置平面示意圖模擬剎車?yán)o機(jī)構(gòu)包括固定座上的雙桿氣缸以及把氣缸和托板相連的剎車線。同理，由育苗穴盤中一排穴孔中相鄰兩穴孔的間距為45mm，176。由于水浮穴盤中一排穴孔中相鄰兩穴孔的間距為100mm，故剪叉機(jī)構(gòu)伸開時(shí)所達(dá)到的極限位置為一組交叉布置的剪叉連桿中兩連桿頭部的圓孔水平間距為100mm處。剪叉機(jī)構(gòu)需要依靠針筒氣缸的推動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)剪叉連桿的伸縮運(yùn)動(dòng)，以此來(lái)帶動(dòng)取苗爪進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)，完成移栽作業(yè)。剪叉連桿的厚度為4mm。長(zhǎng)條形的長(zhǎng)度為160mm，寬度為16mm，半圓形的半徑為8mm。每組剪叉機(jī)構(gòu)中的剪叉連桿，前后重疊布置，使得每一面的2塊剪叉連桿交叉布置。對(duì)于剪叉機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是要進(jìn)行針對(duì)于剪叉連桿的尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)的大概尺寸，并參考移栽機(jī)取苗爪設(shè)計(jì)的相關(guān)文獻(xiàn)[21]，利用三維建模軟件繪制取苗爪的三維模型如圖44所示。由以上分析，可對(duì)取苗爪的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)，設(shè)定取苗爪張開時(shí)上下兩托板間的角度為10176。由此可知，夾合托板閉合時(shí)上下托板的距離應(yīng)等于4mm，夾合托板張開時(shí)兩托板間的角度不應(yīng)大于15176。取苗爪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要考慮其開合的大小與穴盤的穴孔大小相匹配，由第三章第一節(jié)知，育苗穴盤的上口孔徑尺寸為38mm38mm，下口孔徑尺寸為18mm18mm，穴孔傾斜錐度為31176。該末端執(zhí)行器的特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：(1)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；(2)錐齒輪傳動(dòng)，變換動(dòng)力傳遞方向，從而實(shí)現(xiàn)單驅(qū)動(dòng)；(3)彈簧的彈性系數(shù)不同，彈簧長(zhǎng)度不同，使得各個(gè)滑塊可以剛好到達(dá)限位置處。此時(shí)，電機(jī)繼續(xù)工作，復(fù)合鋼繩上的一小段彈簧伸長(zhǎng)，皮帶輪又通過(guò)皮帶帶動(dòng)圓錐齒輪，然后凸輪桿轉(zhuǎn)動(dòng)，夾合托板夾緊育苗杯。夾合托板由上、下兩層組成，上下兩托板通過(guò)扭軸結(jié)合，圓錐齒輪上固定著凸輪桿，凸輪機(jī)構(gòu)使手抓進(jìn)行開合運(yùn)動(dòng)。皮帶輪與最外側(cè)滑塊通過(guò)復(fù)合鋼繩相連，此復(fù)合鋼繩上有一小段彈性系數(shù)比較大的彈簧。抓取執(zhí)行部件包括：彈簧限位機(jī)構(gòu)、錐形齒輪、凸輪桿連接的夾合托板。圖42剪叉式末端執(zhí)行器模型單驅(qū)動(dòng)彈動(dòng)限位式末端執(zhí)行器，其結(jié)構(gòu)主要包括：由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的彈簧限位機(jī)構(gòu)、夾合托板和使得執(zhí)行器進(jìn)行變距夾持動(dòng)作的凸輪機(jī)構(gòu)。模擬剎車?yán)o機(jī)構(gòu)的雙桿氣缸縮回，松開剎車?yán)o機(jī)構(gòu)的鋼線，然后使彈簧向外張開，松開育苗杯。模擬剎車?yán)o機(jī)構(gòu)的雙桿氣缸伸出，拉緊剎車?yán)o機(jī)構(gòu)的鋼線，使得夾合托板的上下兩層互相夾緊育苗杯。夾合托板由上、下兩層組成，上下兩托板通過(guò)扭軸結(jié)合，塑膠墊在兩托板之間防止變形，下托板固定一半圓套，套住模擬剎車?yán)o機(jī)構(gòu)的剎車線末端，上托板有3孔，分別為了連接剎車線和固定托板在剪叉機(jī)構(gòu)的直桿（使其能夠左右平移）。模擬剎車?yán)o機(jī)構(gòu)包括固定座上的雙桿氣缸以及把氣缸和托板相連的剎車線。剪叉連桿通過(guò)三孔軸與長(zhǎng)桿連接，長(zhǎng)桿中第二根為固定桿，另兩根為活動(dòng)桿（可上下運(yùn)動(dòng)）。圖41三驅(qū)動(dòng)開合式末端執(zhí)行器剪叉式末端執(zhí)行器，其結(jié)構(gòu)主要包括：由氣缸驅(qū)動(dòng)的剪叉機(jī)構(gòu)、剪叉機(jī)構(gòu)末端的夾合托板和模擬剎車?yán)o機(jī)構(gòu)。最后，長(zhǎng)雙桿氣缸再次縮回，帶動(dòng)兩個(gè)安裝面板相互分開使手抓張開，將夾持住的育苗杯放下。當(dāng)托盤碰到育苗杯時(shí)，開合裝置上的雙桿氣缸伸出，通過(guò)曲柄連桿使兩個(gè)安裝面板閉合，手抓即合攏夾緊育苗杯，隨后末端執(zhí)行器可攜帶育苗杯在外部機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下移動(dòng)。該末端執(zhí)行器的工作原理是：工作時(shí)，開合裝置上的長(zhǎng)雙桿氣缸縮回，曲柄連桿帶動(dòng)兩個(gè)安裝面板相互分開使手抓張開，兩個(gè)安裝面板上的雙桿氣缸同時(shí)縮回，拉動(dòng)上導(dǎo)軌及上導(dǎo)軌上的滑塊一齊向上移動(dòng)。間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中，上導(dǎo)軌與下導(dǎo)軌相互平行且橫向布置在安裝板上，下導(dǎo)軌通過(guò)固定在其兩端的短滑塊可滑動(dòng)地定位在兩邊的兩個(gè)豎直導(dǎo)軌上；每對(duì)曲柄連桿上分別固定一長(zhǎng)雙桿氣缸，該氣缸通過(guò)其活塞桿驅(qū)使下導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)；上導(dǎo)軌與下導(dǎo)軌上還分別可滑動(dòng)地定位著若干個(gè)滑塊，上導(dǎo)軌上的每個(gè)滑塊又分別鉸接兩個(gè)短連桿，該兩個(gè)短連桿的另一端分別與下導(dǎo)軌相鄰的兩個(gè)滑塊鉸接；下導(dǎo)軌上的每個(gè)滑塊還分別固定有一個(gè)托盤。開合機(jī)構(gòu)包括固定在固定座上的雙