顾小小，李 伟，解安东，朱春燕，李长兴，俞志轩

（1.上海市农业机械研究所，上海市 201106；2.安徽工业大学智能装备技术研究院，安徽马鞍山 243002）

0 引言

移栽是蔬菜工厂化生产重要环节。L.J.Kutz等[1]设计研发应用到苗圃植物移栽的机器人。Takashi等[2]发明了一套自动化移栽系统。Ting等[3]研制带夹持器的移栽机器人。荷兰、美国、韩国等研制了多种高效大型钵苗移栽机[4]。国内相关研究起步较晚，范云翔等[5]研制出空气整根营养钵苗全自动移栽机。田素博等[6]设计了一种穴盘苗移栽机械手结构，开发了基于PLC的控制系统。总体而言，国外移苗机成套设备体积大，结构复杂[7]，国内相关装备自动化程度低、成本高[8]，均无法较好地适应我国实际生产需求。本文针对一款移苗设备，研究机-电-气相结合的驱动控制技术，实现轻载、高速、高精度自动移苗。

1 整机结构

设计一款从96穴育苗盘移苗到8穴种植盘的自动移苗设备（图1），包含种植盘库机构、转接台、桁架直线模组、育苗盘输送线和抓取装置等，其工艺流程如图2。

图2 系统工艺流程图

2 控制系统设计

2.1 硬件设计

桁架机械臂控制部分的硬件主要包含交流伺服电机（驱动机械臂沿XYZ轴运动）、伺服驱动器、PLC、空压机、夹爪气缸、触摸屏、传感器（接近开关传感器和光电传感器）。转接台控制部分的硬件主要包含PLC、交流电机、气缸和反射型光电开关。无线测控网络主要包括了触摸屏、相关的组态软件、人机界面、无线数据终端等。

2.2 软件分析

水平重复定位精度直接关系到夹取种植杯的成功率，控制算法需保证机械臂水平方向定位精度。……