砧木上苗定位机构吸附块仿真设计与性能试验

S233.74; 为解决嫁接机人工上苗过程中砧木子叶损伤和叶柄劈裂问题,采用正压气流压苗和负压吸附定位原理,设计一种辅助自动上苗作业的砧木上苗定位机构.通过建立机构有限元分析模型,在给定边界约束条件下利用CFD软件对吸附块内部气流场进行动力学仿真,获得气室内部流场分布情况及各因素对砧木子叶吸附力的影响.采用仿真正交试验对吸附块结构参数进行优化设计,确定吸附块各因素对吸孔平均吸力影响的主次顺序依次为出口负压、吸孔直径、吸孔深度;当吸附块出口负压3 kPa,吸孔直径1 mm和吸孔深度4 mm时,吸附块对子叶具有较好的吸附能力.上苗试验结果表明:该机构对白籽南瓜苗子叶吸附成功率为96.67％,压苗成...

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Published in农业工程学报 Vol. 36; no. 18; pp. 73 - 80
Main Authors 姜凯, 张骞, 陈立平, 郭文忠, 牟艳秋
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 北京农业智能装备技术研究中心,北京 100097%北京农业信息技术研究中心,北京 100097%东北农业大学文理学院,哈尔滨 150030 15.09.2020
Subjects
柔性吸附
仿真设计
砧木上苗
吸附块
试验
嫁接机
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ISSN1002-6819
DOI10.11975/j.issn.1002-6819.2020.18.010

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Summary:S233.74; 为解决嫁接机人工上苗过程中砧木子叶损伤和叶柄劈裂问题,采用正压气流压苗和负压吸附定位原理,设计一种辅助自动上苗作业的砧木上苗定位机构.通过建立机构有限元分析模型,在给定边界约束条件下利用CFD软件对吸附块内部气流场进行动力学仿真,获得气室内部流场分布情况及各因素对砧木子叶吸附力的影响.采用仿真正交试验对吸附块结构参数进行优化设计,确定吸附块各因素对吸孔平均吸力影响的主次顺序依次为出口负压、吸孔直径、吸孔深度;当吸附块出口负压3 kPa,吸孔直径1 mm和吸孔深度4 mm时,吸附块对子叶具有较好的吸附能力.上苗试验结果表明:该机构对白籽南瓜苗子叶吸附成功率为96.67％,压苗成功率为99.33％,综合上苗成功率为96.03％,伤苗率仅为0.67％,作业性能满足嫁接机自动上苗作业要求.子叶吸附失败原因是子叶方向和上苗高度控制不准确,以及子叶展角过小导致叶柄劈裂.吸附块作业面仿形和结构参数仿真试验对提高砧木柔性和安全上苗具有重要意义,大幅缩短了吸附块设计周期,研究结果为解决嫁接机自动上苗问题提供理论依据和设计参考.
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2020.18.010