一种高性能黄瓜自动嫁接机的硬件设计

动马达采用天津特精帕克气动液压机械有限公司生产的MB型叶片式动马达

　　叶片式摆动马达的输出转矩为主要性能参数，表示摆动马达的输出能力，其转矩的大小为：

　　其中：

　　M—转矩（Nm）；D——缸体内径（m）；d——输出轴直径（m）；b——叶片输出长度（m）；n——叶片数；p——工作压力（MPa）

　　（2）、机械手的设计

　　根据嫁接工艺对机械手动作的要求。机械手主要由传感器、气缸气爪、直动气缸等组成。

　　直动气缸采用单活塞杆双活塞气缸，具有倒向精度高，能抗扭矩，负载能力强，工作平稳，组装简单方便的特点，在气动系统中广泛应用于抓取、送料、装配及机械加工，可作为气动机械手的机身、手臂的驱动装置等。直动气缸的许用负载及其负载特性如图5所示。从负载特性图上可以根据行程和缸径确定许用负载F。实际应用中要求，

　　图4直动气缸许用负载及负载特性

　　实验表明所设计的搬运机械手动作平稳，超载能力强，作业效果好。

　　5、电源模块的设计

　　电源模块设计在黄瓜自动嫁接机系统中需要供给两种要求的电压，即用于排苗电机的220V、50Hz交流电,用于电磁换向阀及可编程序控制器应用系统的的24VDC电压。电源模块电路如图6所示。

　　图5电源模块电路图

　　6、PLC控制系统的硬件设计

　　嫁接机控制系统的硬件主要由PLC及外部设备组成。PLC在系统中的主要功能是协调各子系统按照嫁接要求进行工作，因此，它既要完成各种逻辑控制，还要进行系统的监控。图7为自动嫁接机控制系统示意图。

　　图6自动嫁接机控制系统示意图

　　7、嫁接机控制面板图

　　根据嫁接机控制器的功能需求控制面板布局如图8所示。在嫁接机作业过程中，操作者要和控制器通过操作面板实时交互，面板上装有按键和指示信号灯。该面板的指示、控件布局采用模块化分区设计，其中面板左上角1、2为故障和正常工作指示灯；中间部分3、4为工作方式开关，此开关有三个档位，打向左侧为自动模式，中间为停止，打向右侧为手动模式；5、6为砧木手抓开关，开关打向上方手爪抓紧，打向下方手爪松开；；7、8为砧木直行开关，开关打向上方砧木前进，打向下方砧木后退；9、10为切削刀具开关，开关打向上方切削刀具前进，打向下方切削刀具后退；11、12为启动和停止按钮；13为手动旋切按钮；14为手动夹持按钮；15、16为穗木手爪开关，开关打向上方手爪抓紧，打向下方手爪松开17、18为穗木直行开关，开关打向上方穗木前进，打向下方穗木后退；

　　图7嫁接机控制面板图

　　结论

　　开发出基于PLC的黄瓜嫁接自动控制系统。不仅能实现手动作业模式下分步控制，便于样机的调试和程序的修改，而且可以实现嫁接过程的自动控制，以最大限度的发挥其工作效率。与目前国内的单片机控制系统相比，具有更好的调试性和工作可靠性。通过对所设计的黄瓜嫁接机嫁接实验，发现嫁接成功率较高。