植物工廠物流搬運(yùn)裝備關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)與試驗(yàn).pdf

植物工廠物流搬運(yùn)裝備關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)與試驗(yàn) 眭 旸 毛罕平 徐海波 邢高勇 江蘇大學(xué) 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 江蘇 鎮(zhèn)江 212013 摘 要 針對(duì)我國(guó)立體栽培式植物工廠相關(guān)的物流搬運(yùn)裝備方面的研究尚少及現(xiàn)有的裝備存在著移動(dòng)靈活性 差 定位精度低等問(wèn)題 以植物工廠內(nèi)部栽培板的物流搬運(yùn)任務(wù)為出發(fā)點(diǎn) 對(duì)植物工廠物流搬運(yùn)裝備的 AGV Au tomated Guided Vehicle 移動(dòng)底盤和搬運(yùn)機(jī)械臂等關(guān)鍵部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 并對(duì)搬運(yùn)機(jī)械臂進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 分析 在 0 4 1 2 2 0 2 8m4 個(gè)作業(yè)高度下對(duì)搬運(yùn)機(jī)械臂進(jìn)行定位誤差試驗(yàn) 結(jié)果表明 最大誤差值在機(jī)械臂 整體運(yùn)動(dòng)誤差所允許的范圍之內(nèi) 且方差分析證明了作業(yè)高度對(duì)定位誤差有顯著影響 即隨著作業(yè)高度的增加 定位精度隨之降低 關(guān)鍵詞 植物工廠 物流搬運(yùn)裝備 AGV 底盤 機(jī)械臂 中圖分類號(hào) S237 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1003 188X 2020 11 0111 06 0 引言 植物工廠是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)施內(nèi)的溫度 濕 度 光照 二氧化碳濃度及營(yíng)養(yǎng)液等環(huán)境因素進(jìn)行高 精度自動(dòng)控制 從而創(chuàng)造適宜作物生長(zhǎng)發(fā)育的外界環(huán) 境 進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)作物周年高效可持續(xù)生長(zhǎng)且生產(chǎn)過(guò) 程為自動(dòng)化作業(yè)的農(nóng)業(yè)系統(tǒng) 也是一種不受或很少受 外界自然條件制約的技術(shù)高度密集型 資源高效利用 型生產(chǎn)方式 1 但是 植物工廠也存在著勞動(dòng)生產(chǎn)力 增大的問(wèn)題 因此加快植物工廠生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)程以 降低成本是發(fā)展植物工廠的必經(jīng)之路 2 3 國(guó)內(nèi)外的設(shè)施農(nóng)業(yè)物流裝備普遍應(yīng)用于解決溫室 內(nèi)大面積苗床或種植槽的物流搬運(yùn)問(wèn)題 而有關(guān)植物 工廠自動(dòng)化生產(chǎn)的裝備研究尚少 日本神內(nèi)植物工 廠的移栽收獲機(jī)器人可在栽培車間上方軌道上行走 和定位 通過(guò)光電傳感器進(jìn)行精確定位 定位精度較 高 但靈活性較差 4 江蘇大學(xué)周亞波等開(kāi)發(fā)了一套 植物工廠栽培板搬運(yùn)系統(tǒng) 由動(dòng)軌 靜軌 電動(dòng)小車和 機(jī)械手組成 與神內(nèi)植物工廠的機(jī)器人相比 該系統(tǒng) 的定位靈活性更好 但由于剪叉式升降機(jī)構(gòu)的約束不 足導(dǎo)致機(jī)械手定位誤差較大 5 收稿日期 2019 05 27 基金項(xiàng)目 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目 2018YFF0213601 國(guó)家自然科學(xué) 基金項(xiàng)目 61771224 31671584 江蘇省高等學(xué)校自然科 學(xué)研究項(xiàng)目 18KJA416001 作者簡(jiǎn)介 眭 旸 1993 男 山西陽(yáng)泉人 碩士研究生 E mail 522812770 qq com 通訊作者 毛罕平 1961 男 浙江寧波人 教授 博士生導(dǎo)師 E mail maohp ujs edu cn 針對(duì)以上問(wèn)題 以江蘇大學(xué)植物工廠為背景 對(duì) 其物流系統(tǒng)的 AGV 移動(dòng)底盤和機(jī)械臂進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真和試驗(yàn)研究 以提高物流搬運(yùn)裝備的 柔性 靈活性和定位精度等性能 1 AGV 移動(dòng)底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 1 驅(qū)動(dòng)單元 為了盡量減小整個(gè)底盤的定位誤差 提高位姿糾 偏能力 基于狹長(zhǎng)型底盤的外形限制 設(shè)計(jì)的底盤機(jī) 構(gòu)如圖 1 所示 1 萬(wàn)向輪 2 驅(qū)動(dòng)輪 3 霍爾傳感器 4 頂升機(jī)構(gòu) 5 懸掛系統(tǒng) 6 無(wú)刷直流電機(jī) 圖 1 底盤結(jié)構(gòu)示意圖 Fig 1 Chassis structure diagram 底盤上的前后兩個(gè)驅(qū)動(dòng)單元分別負(fù)責(zé)前后部分的 移動(dòng)和糾偏 每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元包括 2 個(gè)驅(qū)動(dòng)輪 2 個(gè)無(wú) 刷直流電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)萬(wàn)向輪 1 套懸架系統(tǒng)和 1 個(gè)霍爾傳感器 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)單元之間的鋼材殼體負(fù)責(zé) 111 2020 年 11 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第 11 期 DOI 10 13427 ki njyi 2020 11 020 承載系統(tǒng)的電源和底盤控制組件的安裝 驅(qū)動(dòng)輪的直徑為 120mm 材質(zhì)為聚氨酯 該材料 有利于增加輪子與地面之間的摩擦力 兩輪分別由兩 個(gè)電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng) 安裝于同一個(gè)懸掛系統(tǒng)上 懸掛系 統(tǒng)通過(guò)減震機(jī)構(gòu)與車架相連 6 驅(qū)動(dòng)單元的 4 個(gè)角 安裝有 4 個(gè)高強(qiáng)度尼龍材質(zhì)的萬(wàn)向從動(dòng)輪 可實(shí)現(xiàn)底 盤的無(wú)障礙轉(zhuǎn)向 單輪可載重 300kg 前后驅(qū)動(dòng)單元 靠外的位置分別裝有一個(gè)霍爾傳感器 負(fù)責(zé)底盤導(dǎo)航 路徑的跟蹤 1 2 減震機(jī)構(gòu) 為了小車底盤在路面不平整的情況下保持車身穩(wěn) 定 即實(shí)現(xiàn) 4 個(gè)驅(qū)動(dòng)輪和 8 個(gè)萬(wàn)向輪所組成的 12 輪 AGV 與地面形成有效接觸 需利用驅(qū)動(dòng)輪的減震特 性 基于以上考慮 設(shè)計(jì)了如圖 2 所示的減震機(jī)構(gòu) 1 頂升蓋 2 安裝板 3 彈簧套筒 4 直線軸承 5 彈簧 6 懸架 7 驅(qū)動(dòng)輪 圖 2 減震機(jī)構(gòu) Fig 2 Damping mechanism 在底盤裝配時(shí) 將驅(qū)動(dòng)輪的安裝高度稍低于周圍 的萬(wàn)向輪的安裝高度 使在 12 個(gè)輪子共同著地的情 況下減震彈簧處于被壓縮狀態(tài) 為驅(qū)動(dòng)輪提供足夠的 摩擦力 在一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元中 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪安裝在同一 個(gè)懸架上 共用一個(gè)減震彈簧 彈簧上方是頂升蓋 頂 升蓋與懸架之間裝有導(dǎo)向桿保持機(jī)構(gòu)垂直運(yùn)動(dòng) 當(dāng) 一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪被抬高時(shí) 另一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪仍可在彈簧的壓 力下與地面保持接觸 當(dāng)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪同時(shí)被抬高時(shí) 整個(gè)減震機(jī)構(gòu)可以同步升起 所以 減震機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 既可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪獨(dú)立減震 也可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī) 構(gòu)整體減震 7 2 機(jī)械臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 1 升降裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 升降裝置包括三級(jí)升降機(jī)構(gòu)和滾珠絲桿升降機(jī) 構(gòu) 如圖 3 所示 1 電動(dòng)推桿 2 絲桿電機(jī) 3 第一級(jí)升降機(jī)構(gòu) 4 第二級(jí)升降機(jī)構(gòu) 5 第三級(jí)升降機(jī)構(gòu) 6 滾珠絲桿升降機(jī)構(gòu) 7 同步帶 圖 3 升降裝置 Fig 3 Lifting device 第一級(jí)升降機(jī)構(gòu)固定在底盤上 第二級(jí)升降機(jī)構(gòu) 在電動(dòng)推桿的推動(dòng)下 從第一級(jí)升降機(jī)構(gòu)框體內(nèi)部升 起至作業(yè)行程 此時(shí)電動(dòng)推桿停止運(yùn)動(dòng) 在第二級(jí)升 降機(jī)構(gòu)上升的同時(shí) 帶動(dòng)同步帶運(yùn)動(dòng) 同步帶拉動(dòng)第 三級(jí)升降機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)同時(shí)啟動(dòng) 同步上升 同時(shí)停止 停 止后 滾珠絲桿升降機(jī)構(gòu)底部電機(jī)開(kāi)始運(yùn)行 絲桿轉(zhuǎn) 動(dòng) 帶動(dòng)絲桿螺母向上運(yùn)動(dòng) 螺母上的安裝板連同左 右兩側(cè)的滑塊隨之向上運(yùn)動(dòng) 固定在機(jī)械臂末端的拉 繩位移傳感器將位移變化轉(zhuǎn)換成電壓量輸入控制器 控制器經(jīng)過(guò)比較后輸出脈沖控制絲桿電機(jī)調(diào)整升降 位移以實(shí)現(xiàn)升降機(jī)構(gòu)的精準(zhǔn)定位 機(jī)械臂平移裝置裝載工作結(jié)束后 升降裝置需完 成下降動(dòng)作 首先 滾珠絲桿升降機(jī)構(gòu)上的電機(jī)反 轉(zhuǎn) 絲桿反轉(zhuǎn) 帶動(dòng)絲桿螺母向下運(yùn)動(dòng) 螺母上的安裝 板連同左右兩側(cè)的滑塊隨之向下運(yùn)動(dòng)直到零位時(shí)停 止 隨后 電動(dòng)推桿開(kāi)始回位 帶動(dòng)第二級(jí)升降機(jī)構(gòu)完 成回位 同步帶拉動(dòng)第三級(jí)同時(shí)完成回位 2 2 平移裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 平移裝置共分為三級(jí)平移機(jī)構(gòu)和翻叉機(jī)構(gòu) 如圖 4 所示 211 2020 年 11 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第 11 期 1 升降裝置 2 第一級(jí)平移機(jī)構(gòu) 3 1 號(hào)滑軌 4 齒條 5 1 號(hào)電機(jī) 6 雙面齒同步帶 7 單面齒同步帶 8 2 號(hào)滑軌 9 翻轉(zhuǎn)電機(jī)殼 10 第二級(jí)平移機(jī)構(gòu) 11 第三級(jí)平移機(jī)構(gòu) 12 2 號(hào)電機(jī) 13 翻叉機(jī)構(gòu) 圖 4 平移裝置 Fig 4 Translation device 平移裝置未開(kāi)始作業(yè)時(shí) 三級(jí)平移機(jī)構(gòu)堆疊組 合 均處于初始工位 升降裝置上升至任務(wù)高度后 平移裝置需要進(jìn)行伸出動(dòng)作完成取件作業(yè) 首先 1 號(hào)步進(jìn)電機(jī)工作 帶動(dòng)雙面齒同步帶在第一級(jí)平移機(jī) 構(gòu)的齒條上平移 第二級(jí)平移機(jī)構(gòu)隨之向右移動(dòng) 滿 足行程要求后停止運(yùn)動(dòng) 然后 2 號(hào)步進(jìn)電機(jī)工作 帶 動(dòng)單面同步帶圍繞第二級(jí)平移機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng) 固定在同步 帶上的翻轉(zhuǎn)電機(jī)殼隨之在 1 號(hào)滑軌上向右平行移動(dòng) 直到拉繩傳感器檢測(cè)到位移已達(dá)到參考值時(shí) 停止運(yùn) 動(dòng) 此時(shí)兩只翻叉伸入栽培板上安裝的鋁環(huán)中 最后 絲桿電機(jī)工作帶動(dòng)整個(gè)平移裝置向上移動(dòng) 翻叉將栽 培板抬起脫離栽培槽 栽培板取件過(guò)程如圖 5 所示 裝載栽培板結(jié)束后 需要完成回位動(dòng)作 首先 2 號(hào)步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn) 帶動(dòng)單面同步帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 使得 翻轉(zhuǎn)電機(jī)殼在 2 號(hào)滑軌上向左移動(dòng)至初始位置 隨 后 1 號(hào)步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn) 帶動(dòng)雙面齒同步帶順時(shí)針轉(zhuǎn) 動(dòng) 實(shí)現(xiàn)第二級(jí)平移機(jī)構(gòu)在第一級(jí)平移機(jī)構(gòu)表面的齒 條上向左移動(dòng)回初始位置 圖 5 栽培板取件示意圖 Fig 5 Schematic diagram of picking up cultivation board 2 3 機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 前文已經(jīng)介紹過(guò)通過(guò) SolidWorks 建立的物流機(jī)械 臂的三維模型 為避免增加工作量造成冗余約束 需 對(duì)該模型進(jìn)行簡(jiǎn)化 把沒(méi)有運(yùn)動(dòng)關(guān)系的零部件刪除 將沒(méi)有運(yùn)動(dòng)關(guān)系且材質(zhì)相同的部件進(jìn)行合并處理 將模型導(dǎo)入 ADAMS 中 添加約束 驅(qū)動(dòng)函數(shù)和力 得 到負(fù)載狀態(tài)下機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 通過(guò)仿真得到 了機(jī)械臂作業(yè)過(guò)程中各機(jī)構(gòu)的位移 速度和加速度等 運(yùn)動(dòng)參數(shù) 通過(guò) AMDAS 的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 得到了末端執(zhí)行器 翻叉機(jī)構(gòu) 的位移與速度變化曲線 如圖 6 和圖 7 所 示 圖 6 翻叉機(jī)構(gòu)位移變化曲線 Fig 6 eversible fork mechanism displacement curve 311 2020 年 11 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第 11 期 圖 7 翻叉機(jī)構(gòu)速度變化曲線 Fig 7 eversible fork mechanism speed curve 由圖 6 圖 7 可知 A B 表示第二級(jí) 第三級(jí)升降 機(jī)構(gòu)同時(shí)上升 B C 表示絲桿升降機(jī)構(gòu)上升 C D 對(duì)應(yīng)的 I J 表示第二級(jí) 第三級(jí)平移機(jī)構(gòu)依次右移使 翻叉伸入栽培板鋁環(huán) D E 表示絲桿升降機(jī)構(gòu)抬起 栽培板 E F 對(duì)應(yīng)的 K L 表示第三級(jí) 第二級(jí)平移 機(jī)構(gòu)依次左移回位 F G 表示絲桿升降機(jī)構(gòu)下降回 位 G H 表示第三級(jí) 第二級(jí)升降機(jī)構(gòu)同時(shí)下降回 位 由以上分析可知 翻叉機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 z 方向 的位移在 0 2650mm 之間變化 初始位置和位移范圍 均符合第二章的設(shè)計(jì)要求 機(jī)械臂速度在 60 60 mm s 之間變化 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有加速度突變 波 動(dòng)穩(wěn)定 符合運(yùn)動(dòng)規(guī)律 有利于翻叉機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定裝載 驗(yàn)證了機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)方案的可行性 3 機(jī)械臂定位試驗(yàn) 3 1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 為了評(píng)價(jià)機(jī)械臂設(shè)計(jì)方案的可行性和工況下的定 位精度 通過(guò)測(cè)量搬運(yùn)機(jī)械臂在作業(yè)時(shí)的運(yùn)動(dòng)誤差 分析其運(yùn)動(dòng)特性 實(shí)際搬運(yùn)作業(yè)中 物流系統(tǒng)的搬運(yùn) 機(jī)械臂是沿著栽培架上的不同高度的栽培槽進(jìn)行定 位 所以試驗(yàn)?zāi)M了系統(tǒng)在不同目標(biāo)高度下的機(jī)械臂 定位精度測(cè)試 試驗(yàn)步驟如下 1 栽培架坐標(biāo)系 如圖 8 所示 以第二列栽培 架第一層栽培槽第二個(gè)栽培板為起始工位 通過(guò)手動(dòng) 對(duì)準(zhǔn)的方式將機(jī)械臂的翻叉機(jī)構(gòu)對(duì)作業(yè)高度 h 分別 為 0 4 1 2 2 0 2 8m 時(shí)的 4 個(gè)栽培板上的叉取鋁環(huán) 中心實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)定位 分別將 4 個(gè)高度下手動(dòng)對(duì)準(zhǔn)時(shí)拉繩 位移傳感器在 xyz3 個(gè)方向上的位移記錄下來(lái) 并以此 作為試驗(yàn)中校驗(yàn)測(cè)量誤差的參考位移值 圖 8 栽培架坐標(biāo)系 Fig 8 Cultivation rack coordinate system 2 將機(jī)械臂回位 首先 令其自動(dòng)定位到作業(yè)高 度 h 為 0 4m 的栽培板的鋁環(huán)中心 然后 記錄此時(shí) xyz3 個(gè)方向上位移傳感器的實(shí)測(cè)位移值 令機(jī)械臂回 位 隨后 令機(jī)械臂按順序分別定位到作業(yè)高度 h 為 1 2 2 0 2 8m 的栽培板的鋁環(huán)中心 記錄 xyz3 個(gè)方 向上位移傳感器的實(shí)測(cè)位移值 每次測(cè)量之前都要使 機(jī)械臂回位至初始位置再開(kāi)始 3 將步驟 2 重復(fù)進(jìn)行 20 次 即對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行 20 次 4 個(gè)作業(yè)高度下的定位測(cè)量試驗(yàn) 試驗(yàn)如圖 9 所 示 3 2 試驗(yàn)結(jié)果與分析 試驗(yàn)過(guò)程中 通過(guò)手動(dòng)調(diào)整機(jī)械臂得到了 4 個(gè)作 業(yè)高度下的 3 個(gè)方向的參考位移與采集到的 20 次實(shí) 測(cè)位移 結(jié)果參數(shù)如表 1 所示 411 2020 年 11 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第 11 期 1 AGV 移動(dòng)底盤 2 升降裝置 3 平移裝置 4 生菜栽培板 圖 9 定位測(cè)量試驗(yàn) Fig 9 Cultivation rack coordinate system 由表 1 可知 當(dāng)作業(yè)高度 h 分別為 0 4 1 2 2 0 2 8m 時(shí) x 方向的位移誤差平均值依次為 0 5 0 2 0 7 0 5mm 誤差較小的原因是機(jī)械臂在 x 方向上無(wú) 運(yùn)動(dòng)且在結(jié)構(gòu)上有較多約束 存在的少量位移誤差是 平移裝置的自重導(dǎo)致機(jī)構(gòu)在 x 方向上產(chǎn)生的微小傾斜 而造成的 y 方向的位移誤差平均值依次為 1 9 3 7 5 1 5 7mm 誤差產(chǎn)生的原因一方面是由于在平移 裝置伸出取件的過(guò)程中 平移裝置的自重和負(fù)載導(dǎo)致 了機(jī)構(gòu)在 z 方向形成下彎傾斜 從而導(dǎo)致拉繩位移傳 感器的實(shí)測(cè)位移大于手動(dòng)對(duì)準(zhǔn)得到的參考位移 z 方 向的位移誤差平均值依次為 4 0 5 9 7 1 8 2mm 誤 差產(chǎn)生的原因一方面是由于平移裝置在 z 方向形成的 下彎傾斜導(dǎo)致了升降裝置需增加位移以補(bǔ)償傾斜產(chǎn) 生的誤差 為了分析作業(yè)高度對(duì) 3 個(gè)方向上的位移誤差的影 響 對(duì)以上結(jié)果進(jìn)行方差分析 結(jié)果如表 2 所示 表 1 不同作業(yè)高度下的誤差均值和方差 Table 1 Error means and variances at different working heights 作業(yè)高度 h m x 位移均值 mm 誤差均值 mm 方差 y 位移均值 mm 誤差均值 mm 方差 z 位移均值 mm 誤差均值 mm 方差 0 4 4 7 0 5 0 182 806 2 1 9 0 294 406 4 4 0 1 065 1 2 6 6 0 2 0 279 808 4 3 7 0 508 1208 8 5 9 1 104 2 0 11 2 0 7 0 252 817 2 5 1 0 890 2017 4 7 1 1 422 2 8 15 91 0 5 0 588 824 17 5 7 1 547 2825 08 8 2 2 683 表 2 不同作業(yè)高度下的方差分析 Table 2 Analysis of variance under different working heights 方向 F P value F crit x 5 09 1 02E 03 2 725 y 17 12 5 13E 06 2 725 z 10 14 5 65E 05 2 725 由表 2 可知 xyz 上都存在著 P value 0 01 這意 味著作業(yè)高度 h 對(duì) xyz3 個(gè)方向上的試驗(yàn)誤差的影響 都較為顯著 隨著作業(yè)高度的下降 誤差減小 即作業(yè) 高度越低 定位精度越高 該結(jié)果產(chǎn)生的原因是由于 隨著作業(yè)高度的上升 定位行程隨之增加 導(dǎo)致機(jī)械 臂的慣性位移增加 使得定位誤差相應(yīng)增加 4 結(jié)論 1 在不同作業(yè)高度下 機(jī)械臂在 xyz3 個(gè)方向上的 定位誤差均滿足機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)誤差 r 15mm 的要 求 符合機(jī)械臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的誤差控制準(zhǔn)則 2 作業(yè)高度的變化對(duì)誤差的影響顯著 表現(xiàn)為作 業(yè)高度越低 誤差越小 定位精度越高 參考文獻(xiàn) 1 Kim J W Trend and direction for plant factory system J Journal of Plant Biotechnology 2010 37 4 442 445 2 毛罕平 設(shè)施農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展 J 農(nóng)業(yè)裝備技術(shù) 2007 33 5 4 9 3 Kikuchi Y Kanematsu Y Yoshikawa N et al Environ mental and resource use analysis of plant factories with ener gy technology options A case study in Japan J Journal of Cleaner Production 2018 186 703 717 4 楊其長(zhǎng) 張成波 植物工廠概論 M 北京 中國(guó)農(nóng)業(yè)科 學(xué)技術(shù)出版社 2005 5 周亞波 毛罕平 胡圣堯 等 植物工廠栽培板自動(dòng)搬 511 2020 年 11 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第 11 期 運(yùn)裝置設(shè)計(jì)及試驗(yàn) J 農(nóng)機(jī)化研究 2017 39 5 135 139 6 劉娟 磁導(dǎo)式 AGV 導(dǎo)航系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì) D 廣州 華 南理工大學(xué) 2017 7 蔣小龍 AGV 差速驅(qū)動(dòng)單元的減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) J 機(jī)械 工程與自動(dòng)化 2017 1 142 143 Design and Test of Key Components of Logistics Handling Equipment in Plant Factory Sui Yang Mao Hanping Xu Haibo Xing Gaoyong Key Laboratory of Modern Agriculture Equipment and Technology Ministry of Education Jiangsu University Zhenjiang 212013 China Abstract In view of the lack of studies on logistics handling equipments related to three dimensional cultivation plant factories in China the existing equipments have some problems such as poor mobility low positioning accuracy and so on Starting from the logistics handling task of cultivation boards in plant factory this paper designs the key components of the AGV Automated Guided Vehicle mobile chassis and the handling robotic arm of the logistics handling equipment in plant factory and carries out the kinematics simulation analysis of the handling robotic arm The positioning error test of the handling robotic arm is carried out at four operating heights of 0 4 1 2 2 0 and 2 8m The results show that the maximum error is within the allowable range of the overall motion error of the robotic arm The analysis of variance proves that the operating height has a significant influence on the positioning error that is with the increase of the operating height the positioning accuracy decreases accordingly Key words plant factory logistics handling equipment AGV chassis robotic arm 上接第 110 頁(yè) 16 田素博 邱立春 張?jiān)?基于 PLC 的 5 盤苗移栽機(jī)械手 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) J 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2007 38 1 122 124 17 史增芳 姜巖蕾 基于 PLC 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制的玉米 播種機(jī)設(shè)計(jì) J 農(nóng)機(jī)化研究 2016 38 9 126 130 Abstract ID 1003 188X 2020 11 0108 EA Design and Experiment of ice Machinery Seeding Control System Based on PLC Gong Minkun Guangxi Industrial Vocational and Technical College Nanning 530001 China Abstract The traditional rice planting is mainly based on sowing and seedling transplanting and the transplanting process takes a lot of manpower In recent years the loss of agricultural labor population has been severe leading to a shortage of labor in the traditional rice cultivation model ice mechanical live broadcast has higher production efficien cy saves labor costs and achieves higher yields At present the variety of rice live broadcast machinery is complete but there is a widespread problem that it is impossible to detect the missed broadcast and accurately adjust the seeding a mount In this paper a seeding quantity control system is designed with PLC as the core The actual seeding amount is calculated according to the mechanical driving speed and the seed falling signal After comparing with the set value a control command is generated to adjust the size of the hole on the seeding wheel and at the same time the seed box An alarm is issued for emptying or clogging of the pilot tube In field trials PLCs showed higher control accuracy than manu al controls The control system can promptly and accurately alarm all faults which is conducive to the mechanized preci sion sowing of rice and finally achieve high yield Key words precision seeding PLC seeding rice 611 2020 年 11 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第 11 期