穴盤立式取苗器氣動取苗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、新疆的番茄生產(chǎn)能力約占全國的90％、出口量占世界貿(mào)易總量的1/4，已經(jīng)成為了繼美國、意大利之后的世界第三大番茄制品生產(chǎn)和出口基地。年季熱量資源的不穩(wěn)定的氣候特征是制約新疆作物產(chǎn)量的一個(gè)重要因素，在終霜后進(jìn)行穴盤苗移栽，可減少自然災(zāi)害的影響，對氣候具有補(bǔ)償作用。傳統(tǒng)手工取苗的大田移栽農(nóng)藝過程勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、難以實(shí)現(xiàn)大面積作業(yè)。因此，實(shí)現(xiàn)穴盤苗作物移栽自動化取苗成為必然的發(fā)展趨勢。本文針對當(dāng)前自動取苗機(jī)械中存在的漏苗和傷苗等問題，提

2、出了基于穴盤立式取苗器的氣動取苗系統(tǒng)，在進(jìn)行理論分析后設(shè)計(jì)了其關(guān)鍵部件，對氣動系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu)進(jìn)行了流場分析，并制作了物理樣機(jī)進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)研究。
　　本文首先進(jìn)行了射流沖擊取苗機(jī)理的研究。試驗(yàn)測定了缽苗在不同含水率條件下所需破結(jié)力的大小；完成了對于氣動取苗三階段中缽苗的動力學(xué)分析及數(shù)學(xué)建模；構(gòu)建出缽苗的理想化模型及劃分了腔內(nèi)流場邊界；求解出投苗初速度的參數(shù)方程，找到影響投苗初速度的各因素并利用數(shù)學(xué)分析軟件MATLAB逐一進(jìn)行了分析，

3、得到如下結(jié)論：噴嘴氣流初壓強(qiáng)是影響投苗初速度的最關(guān)鍵因素，其次紊流系數(shù)、穴盤傾角、噴射距離及噴嘴半徑均對投苗初速度均有一定的影響，可以通過對于環(huán)境變量及氣動參數(shù)的控制來實(shí)現(xiàn)零速投苗的理想狀態(tài)。證明了零速投苗的理想投苗方式的可行性。
　　然后利用三維建模軟件SolidWorks對于氣動取苗系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，完成了對于取苗機(jī)構(gòu)、氣動系統(tǒng)、控制模塊等主要工作部件的設(shè)計(jì)和選型。設(shè)計(jì)了用于儲氣貯壓的氣罐結(jié)構(gòu)，并通過控制模塊的實(shí)際需求選擇了

4、主控芯片LPC1114及電磁閥3V330C-10B，設(shè)計(jì)了控制模塊電路原理圖、PCB版及調(diào)試程序。
　　利用流場仿真軟件Fluent對于兩種不同結(jié)構(gòu)的儲氣罐內(nèi)腔進(jìn)行流場均勻性分析，得出流場內(nèi)氣壓分布云圖，通過比較具體參數(shù)，確定最佳的儲氣罐內(nèi)腔結(jié)構(gòu)；隨后通過模擬亞音速下不同速度氣流射入穴孔內(nèi)的流場狀態(tài)，對于氣流初始壓強(qiáng)與終了壓強(qiáng)的的數(shù)值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析得到結(jié)論：終了壓強(qiáng)與初始壓強(qiáng)近似呈正比例關(guān)系。該結(jié)論為零速投苗理論的可行性再次提供了