机械手式水稻有序行抛机的设计研究

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1、机械手式水稻有序行抛机的设计研究*马瑞峻指导教师：区颖刚I邵耀咯（工程学院，华南农业大学，广东广州，510642）摘要：为了适应水稻抛秧移栽这种新的种植模式，研制了一种机械手式水稻有序行抛机，该机可将工厂化穴盘育秧秧苗自动拔起并按株行距有序地定植于田间。介绍了行抛机整机结构和工作过程。借鉴工业通用机器人原理，设计了一种夹子式机械手，该机械手只有两个自由度，利用单片机编程可进行全自动控制。研究设计出一组空间曲线滑道用来分秧，以达到秧苗在田间种植的农艺要求。关键词：水稻；行抛机；机械手；设计刖吕发展与解决水稻机械化已成为中国当前农业机械化的重点问题。实现水稻种梢机械化是水稻

2、生产全过程机械化的关键环节之一。水稻用槊料软盘工厂化秧后进行人工抛栽是水稻移栽种植体系中的一种新的种植模式，己经在广尔省及全国得到大側积推广。人工抛栽的秧苗在田间分布的无序性给后续IH间管理和收获带来了W难，人工难以实现的水稻有序抛栽种植必须山机械完成。水稻抛秧机要解决的主要问题有两个，一是冇序化栽植，二是穴盘中秋苗的自动供给。因此，在仿人工抛秧的全过程研究基础上，设计了一种由单片机编程控制的全自动机械手式新型水稻有序行抛机，可自动完成从穴盘中拔起取出秧甜并按固定的行、株距进行冇序栽植。木文对机械手式冇序行抛机主要工作部件进行了设计研究。1机械手行抛机专用育秧穴盘设计在

3、中国，水稻工厂化育秧用的塑料软盘，穴孔形状均为上大下小的传统的倒圆锥台形状，穴孔分布呈三角形交错布置，这种布置的秧盘优点是单位而积上可分布更多的穴孔数，充分利用了槊盘而积空间，适宜于人工抛秧吋供秧用，似对机械化自动从秧盘巾拔秧后抛拉來说，显然增加了机械复杂程度，需要科秧苗横h错位进给机构，且相邻两行秧苗穴数不同，难以达到有序地按株行距定植的农艺要求。因此对机械化拔秧抛植作业而言，三角形介置的穴孔秧盘是不可取的，矩形介置显然较好。针对机械手式行抛机设计了穴孔为四方形布置的专用穴盘，其结构如阁一所示。"本作品获第六届“挑战杯”广东省人学zfl•:课外学术科技作品竞赛三等奖}

4、<)•0800000800000080000O00000000080o:x〕cooo0008001醒88oooodQO080000誦88080000080000CO0Q80080000080000C8O8O0088000880008800088000808008800088000880008000008080088000830008088008000000.00000088000880008808880c

5、径为17腿，高18mm，底径为10mm,底部正屮开2mm小孔。穴盘上共奋14X26=364个穴孔，秧盘横昀穴孔外边缘之Wl'uj隙为6mm，两边穴孔边缘跑秧盘边缘6.5mm；纵h'«j屮叫两行穴孔外边缘之叫闽隙力lOnun,其余穴孔外边缘之间间隙为6mm,距两边秧盘边缘距离为5mm,这样秧盘从屮间分为两部分，每部分是7行秧苗，与机械手秧夹一次夹取7穴秧苗种棺相一致。所以该秧盘穴孔纵横14中心距均为23mm,这样没计足由于利川滑道分秋和机械手打开插入秋行火取秧方式所限制，致使相邻穴孔间距离不能进一步减小。2机械手行抛机结构和工作原理机械手式行抛机结构如图二所示，采用插秧机

6、机爻作为动力源驱动。艽工作原理为：育好秧的秧盘由人工放在送秧机构上后，行抛机在动力源驱动下前进，按下白动控制按钮，机械手开始工作。首先送秧电动机将秧苗送茔拔秧位，被传感器检测到后电机停，秧盘一侧的机械手动作插入秧行夹持住秧盘屮半行秧苗（7穴）并拔起，此吋秧盘另一侧机械手动作插入秧行火持住秧盘屮另半行秧®拔起，于足两机械手先后相继冇序地将各自拔取的秧苗送莖相应落秧滑道处，秧夹打开，秧苗沿滑道K落定棺于⑴间。至此秧盘屮一行秧被W只机械手拔取抛植完毕，送秧机构继续动，继续T一行秧的拔取种梢。工作中暂停或结束机械手动作，可按相应按钮控制。1送秧机构2机械手3落秧滑道4放秧架5邛

7、驶座6操纵手柄7变速箱8发电机9发动机10驱动轮11牵引架12机械手支架13船板14回收箱图二拖板式机械手行抛机所设计的拔抛秧机械手只冇2个自由度，包括一个水平送秧运动和一个垂直拔秧运动；采用的秧火为火子式秧火，秧火火指长为160mm,宽15mm，可一次火起7穴秧，秧火开启与闭合通过24VDC电磁铁吸介一个锲形块作升降运动来实现。机械手工作过程示意图如图三所示。右移阁三拔抛秧机械手工作示意阁秧盘由电机通过皮带输送进给，当传感器检测到秧盘中秧到达拔秧位置时，送秧电机停，机械手水〒运动机构左移使秧火从一行秧侧部行间间隙顺肴秧苗插入，到位后水〒