茄果类钵苗自动移栽机设计与试验

针对国内现有移栽机自动化程度不足,国外自动化机具不适用于国内种植模式等问题,为满足新疆茄果类蔬菜钵苗移栽需求,设计一种茄果钵苗自动移栽机,阐明自动移栽机整体结构和工作原理,设计基于导轨和驱动辊实现取放苗爪自转和公转的取放苗机构和凸轮—活门的分苗机构,研究自动控制系统,实现自动移栽机自动取放苗、移苗及分苗、移栽功能。试制物理样机,以漏取率、漏分率、栽植合格率、栽植距离为试验指标开展试验,测定漏取率为0.69%,伤苗率为1.67%,漏分率为0.70%,栽植合格率为97.50%,栽植株距合格率为97.5%,栽植效率为150株/(min·行),试验表明茄果钵苗自动移栽机可以满足辣椒钵苗移栽要求,验证设计的合理性。     

2ZB-2型蔬菜移栽机设计与试验研究

为了更好地推广应用蔬菜移栽机,设计研发了一种2ZB-2型蔬菜移栽机,其行距、株距、移栽深度、前进速度、移栽速度等参数可由电气系统控制并可实现无极调整。同时,使用移栽机进行了田间试验,结果表明:各项试验指标均能符合《JB/T 10291-2013旱地栽植机械》作业规范要求。     

旱地钵苗自动移栽机设计与试验

针对目前国内半自动移栽机移栽效率低、综合经济效益不明显等问题,设计了一种旱地钵苗自动移栽机。该移栽机取苗部件利用齿轮五杆组合机构驱动取苗爪完成取苗动作,取苗爪采用插入基质单株取苗方式进行取苗;供苗部件采用不完全齿轮和螺旋凸轮轴组合的结构形式实现横向间歇进给供苗,利用棘轮棘爪机构保证纵向停顿供苗;栽植部件选用行星齿轮箱和鸭嘴式栽植器完成钵苗定植。试验表明:该旱地钵苗自动移栽机运转良好,工作性能可靠,作业效率为71.7株/(min·行)时,取苗成功率97.1%,漏栽率4.4%,满足预期设计要求,可为后期自动移栽机的设计与研究提供参考。     

牵引式小型钵体蔬菜移栽机的设计

针对我国蔬菜移栽行业发展的现状和现有蔬菜移栽机存的投苗率低、伤苗率高及设备庞大等问题,设计开发了牵引式小型钵体蔬菜移栽机。该机型能满足农户的需求,提高作业效率,苗钵通用性强,并且移栽后行距、株距和直立度等性能良好。该小型蔬菜移栽机采用吊篮及鸭嘴装置移栽苗体,人工投苗,实现半自动移栽。该蔬菜移栽机在已经耕整过的土地上作业,无需开沟器,机型小巧灵活,设计结构合理,可实现多种蔬菜的移栽,为我国农作物移栽提供了技术支持。     

变行距水稻钵苗移栽机移栽装置设计与试验

针对现有水稻钵苗移栽机移栽行距固定、不能适应南方双季稻区不同行距移栽农艺要求的问题，在歩距式水稻插秧机基础上，设计了一种取苗轨迹简单、实用及性能可靠的变行距钵苗移栽装置。根据钵苗最佳拔取角度与取、投苗位置要求，确定取苗运动轨迹，设计取苗连杆机构，建立运动学模型，并应用Matlab对机构模型进行优化设计；根据取苗连杆机构运动参数与钵苗下落姿态的要求，设计苗夹开合与旋转运动控制凸轮，并进行取苗连杆机构与苗夹机构之间运动同步性的运动仿真分析；为满足钵苗经过输苗筒后下落至水田时刻的一致，以保证移栽时钵苗株距均匀性，对输苗筒的关键结构进行了理论分析及设计；进行不同取苗速度、不同行距的移栽试验，平均取苗成功率达到89.96%，平均倒苗率3.45%，表明该装置具有较好的移栽效果，可应用于水稻钵苗变行距移栽作业。     

2ZDF型导苗管式移栽机

目前,我国旱地栽植作物的种类非常多,主要有玉米、棉花、甜菜、烟叶、油菜和蔬菜等,总面积很大。但是,旱地栽植的机械化水平非常低,几乎全部依靠人工。人工栽植不仅劳动强度大,作业效率低,而且栽植质量差,行距、株距和栽植深度都难以保持一致。因此,实现机械化移栽是生产的迫切需要。导苗管式移栽机在国外已广泛应用于蔬菜、甜菜、烟叶及树苗等经济作物的移栽作业。１９９９年９月,由中国农业大学研制的２ＺＤＦ型半自动导苗管式移栽机已通过国家农机具质量监督检测中心的检测鉴定,其主要技术性能指标居国内领先水平,达到国外同类机具的水平…     

蔗苗半自动移栽机的设计及试验

针对我国新生蔗苗的种植农艺要求,研发了一种牵引式的蔗苗半自动移栽机,主要由机架、分苗装置、地轮装置、栽植装置和传动系统组成,可连续完成开沟、植苗、覆土及镇压等作业。样机田间试验结果表明:各试验组的钵苗直立率均高于80%,样机的漏栽率均低于5%,实测钵苗的株距变异系数均小于25%,栽植合格率均大于80%,各项性能指标符合旱地栽植机械国家标准,移栽性能稳定。     

钵苗移栽机五杆式栽植机构的设计与试验

针对旱地蔬菜移栽机栽植机构结构复杂、栽植钵苗直立性差等问题,设计了一种五连杆鸭嘴栽植机构。首先,确定了五杆式栽植机构的工作与结构参数,分析了植苗部件旋转切向速度与机器前进速度之比λ对钵苗栽植曲线的影响;通过运动仿真并结合移栽农艺要求,对五杆机构进行参数设计,得出一组最优参数组合。然后,对五杆式栽植机构进行了结构设计与仿真分析,通过对栽植机构关键部件鸭嘴打穴器的有限元分析,保证其作业时的结构强度要求,并通过运动学仿真软件Adamas进行栽植机构的参数优化及运动学仿真。最后,试制样机并进行了田间移栽试验,对样机进行了4组试验,每组移栽72株油菜钵苗。结果表明:各评价指标满足设计要求,五杆式栽植机构结构设计与参数选择合理,株距变异系数及栽植深度变异系数较低,栽植机构工作稳定。     

花椰菜钵苗移栽机栽植机构设计与试验

针对云南省丘陵山区地形特点和坡耕地条件下的作业环境，设计了一种双曲柄五杆式花椰菜钵苗移栽机栽植机构。通过对移栽机五杆机构的分析，确定了五杆机构各杆件长度，并基于线性独立矢量法得到满足五杆机构惯性力平衡条件的各杆件质量矩；结合Matlab软件图像处理功能设计了与钵苗轮廓相匹配的打孔器；应用RecurDyn与ANSYS仿真软件，对栽植机构栽植轨迹和打孔器结构强度进行了分析；采用高速摄像验证了栽植机构的栽植轨迹。根据仿真结果，进行了栽植机构栽植性能台架试验，以台架前进速度、栽植频率和入土深度为试验因素，建立了栽植合格率、露苗率和株距变异系数的数学模型，采用响应曲面法优化得到了最佳工作组合，即台架前进速度0.4~0.54m/s，栽植频率50~68株/min，入土深度10cm时，栽植合格率大于90%，露苗率小于5%，株距变异系数小于5%。设置花椰菜钵苗移栽机机组的前进速度为0.52m/s，花椰菜钵苗的栽植频率为61株/min，打孔器入土深度控制在10cm，进行田间试验，结果表明，花椰菜钵苗的栽植合格率为91.67%，露苗率为3.33%，株距变异系数为4.17%，满足花椰菜钵苗移栽农艺要求。     

旱地钵苗移栽复式作业机栽植机构优化设计与试验

为节省工时,提高劳动效率,提出了一种旱地钵苗移栽复式作业机;并针对作业机栽植轨迹不理想导致钵苗栽植合格率低以及栽植器粘土堵塞导致漏苗率高的问题,优化设计了移栽复式作业机栽植机构。该机构由曲柄、平行摇杆、摆杆及夹指式栽植器构成,实现接苗、运苗、扶苗栽植和复位功能,使栽植轨迹和运动姿态满足栽植农艺要求。夹指式栽植器为敞开式结构,夹指在注水冲刷与闭合瞬间振动的作用下,解决了传统鸭嘴栽植器粘土堵塞的问题。建立栽植机构运动学模型,基于Visual Basic 6.0开发计算机辅助优化设计软件,多目标参数优化设计得出满足农艺要求的移栽运动轨迹和栽植机构参数;建立栽植机构三维模型,利用ADAMS运动学仿真分析,验证了栽植机构优化设计的合理性;样机田间试验表明,在钵苗高度约为15 cm、作业速度20 m/min工况下,钵苗栽植合格率达98.1%、漏苗率0.4%、株距变异系数4.3%、栽植深度合格率96.5%,满足旱地钵苗移栽要求。     

蔬菜移栽钵苗检测与缺苗补偿系统设计与试验

为解决蔬菜穴盘苗全自动移栽机因穴盘缺苗、取投苗失败等因素导致的漏栽现象，设计了基于多传感器的钵苗检测及缺苗补偿系统(补苗系统)。补苗系统作为独立功能模块，包括补苗装置、钵苗检测单元和控制系统，使用反射型光纤传感器和激光传感器联合检测的方法，对分行苗杯定位和苗杯内钵苗进行识别。利用光纤传感器分别对辣椒、番茄、甘蓝钵苗进行多高度检测试验，以获取光纤传感器最佳检测高度和最佳缺苗判定阈值。设计了自动补苗装置，并对补苗过程进行运动学分析。使用触摸屏、PLC、EM253位置模块等控制元件设计了控制系统，实现整机及补苗系统的控制。对补苗系统进行不同移栽频率下的性能对比试验，试验结果表明：在单行栽植频率分别为60、70、80 株/min时，补苗系统识别成功率分别为98.15%、98.15%、97.69%，移栽机平均漏栽率分别为1.85%、2.31%、2.31%，比未启用补苗系统时漏栽率分别降低了14.59、14.36、15.52个百分点，为进一步提高蔬菜移栽作业品质提供参考。     

钵苗移栽机器人控制系统设计研究

钵苗移栽是温室穴盘育苗生产中的重要环节。为实现穴盘钵苗智能化移栽作业,设计了一种高速钵苗移栽机器人。该机器人主要由穴盘定位输送系统和平动二自由度钵苗移栽系统构成,基于准确定位抓取、快速移动栽植的作业要求和系统工作原理,以PLC为核心,结合传感器和伺服控制技术对移栽机器人运动控制系统进行了设计。控制系统首先基于穴盘钵苗位置坐标信息,规划出取苗爪移栽路径;然后根据并联机构运动学逆解模型,对并联机构两主动关节伺服驱动电机的转动规律进行控制,并通过系统间的运动协调,实现钵苗从高密度盘到低密度盘或营养钵的连续高速移栽作业。以育苗期28天、钵体含水率为60%左右的黄瓜苗为对象,在移栽动平台最大加速度为45m/s2、移栽频率为45次/min的条件下,进行128孔穴盘到50孔穴盘的连续钵苗移栽运行试验。试验表明,该钵苗移栽机器人控制系统设计合理,系统间运动协调可靠,移栽成功率平均达91.4%,单爪移栽速率可达2 700株/h,满足了自动化移栽作业要求。     

新型移栽机在不同作业条件下的田间试验研究

对某新型电动自走式钵苗移栽机样机开展了在两种不同作业条件下的烟苗移栽田间作业对比试验,并对其栽植精度、栽植质量和栽植频率等性能指标进行了测试评价,以考核其工作性能是否达到设计要求及是否适宜云南烟区移栽农艺要求。试验结果表明:起垄质量、钵苗大小对移栽机的移栽质量和栽植精度影响较大,烟苗基质质量和紧实度对导管式移栽机移栽质量也有一定的影响,该样机已基本达到设计和使用要求。     

基质块苗蔬菜移栽机试验研究

针对当前我国蔬菜移栽机作业效率慢、省力不省工等问题,引进了一种基质块苗蔬菜移栽机,一次进地作业可完成畦面整平、开沟、移栽、覆土等功能。以旱地栽植机械行业标准JB/T 10291-2013为参考标准,对机器开展了试验研究,结果表明:栽植频率为57株/min·行-1,栽植合格率为95. 3%,栽植株距及栽植深度合格率均满足标准要求。该机器作为引进机型还需为适应我国蔬菜种植农艺要求做进一步优化改进,以达到农机与农艺相融合的目的。     

穴盘苗自动移栽机设计及实验

设计了穴盘苗自动移栽机,介绍了取苗机构、植苗机构和移箱机构的工作原理,并确定了关键参数。田间试验表明,各机构之间的动作协调良好,能实现自动取苗与栽植,栽植空穴率为4.17%,苗栽植成功率为92.5%,秧苗栽植的行距、株距与深度稳定,能够较好地满足农艺要求。     

轻简型半自动移栽机的设计及试验

针对中等规模农户使用需求,设计开发了一种电动的轻简型半自动移栽机。该机主要由电动底盘、接苗部件、栽植部件和控制系统组成,具有电力驱动、升降栽植、行距变换及栽植频率自动匹配等功能。田间试验表明:样机的续航里程至少为1. 05km,续航时间至少为2h,满足续航设计要求;漏栽率均低于4%、倒伏率均低于6%,株距变异系数均小于4%,栽植深度合格率均大于82%,栽植合格率均大于90%,栽植株距和栽植深度稳定,各项性能指标符合旱地栽植机械国家标准。     

自走式高密度智能辣椒移栽机的研制

针对山东地区辣椒春播秋收为主的一年一作传统种植方式存在的土地利用率低、经济效益差、半自动移栽机作业效率低、劳动强度大等问题,基于农机农艺融合提出了"大蒜(或小麦)+辣椒"新型轮作种植模式及高密度辣椒栽培方式,并设计了适用于该模式的可一次完成开沟、自动送苗、自动取苗、自动栽植及覆土等功能的自走式高密度智能辣椒移栽机。田间试验结果表明:该机可以较好地实现高密度栽植且栽植株距稳定,当设定株距为16cm时,株距变异系数为4.1%,整体栽植合格率为91.4%。机具各项指标符合行业标准要求,可满足实际使用需求。     

辣椒漂盘苗机械化移栽适应性研究

为了探索辣椒漂盘苗对机械化移栽的适应性,以贵州某辣椒基地所育适栽期辣椒漂盘苗和2ZB-2旱地吊杯鸭嘴式移栽机为测试对象,完成了辣椒苗形态特征参数测量、落苗基质损失及田间机械栽植的试验研究。结果表明：从辣椒苗的苗高、叶面展幅、基质情况来看,所育漂盘苗基质饱满,且适于膜上移栽常用的鸭嘴式栽植器;漂盘苗基质含水率在56.4%～63.5%时,利于机械移栽的基质保持;田间机械移栽的栽植深度合格率、漏栽率、伤苗率分别为76.7%、2.4%、3.2%,满足指标要求;直立度合格率为88.7%,低于93%的指标下限。总体来说,辣椒漂盘苗与移栽机适应性较好,基本能达到贵州辣椒机械化栽植作业要求。     

2Z─2型多用钵苗移载机

2Z－2型多用钵苗移栽机是根据国内玉米、棉花和甜菜等作物育苗移栽的农艺要求设计而成的一种多用途、全悬挂式旱地栽植农机具，主要用于栽植玉米、棉花和蔬菜等营养钵育苗以及其它无钵秧苗。该机具有结构简单、操作方便、使用可靠、适应性强等特点，既可垄作也可平作。株距调整时，只须更换1级传动键轮的链盘，就可满足您的使用要求，该机于1996年已达到国内领先水平通过专家鉴定。目前，该机已批量生产。1．作业要求：（1）整地符合玉米等作物育苗栽植的农艺要求。（2）土壤含水率20％～26％（3）钵苗全高12～28cm2．主要技术指标：株距：…     

2BYZ-2型钵苗移栽机设计

近年来,部分地区开始推广应用棉花移栽技术,但由于人工作业劳动强度大、效率低,而国外的机具价格高、国内的机具作业性能又不甚理想,从而影响了该技术的大面积推广应用。为此,河北省邯郸市农机推广站设计出了2BYZ-2型钵苗移栽机。该机与11～15kW小四轮拖拉机配套,可在耕整后的土地上一次完成开沟、钵苗栽植、覆土和镇压等项作业,既可用于棉花等经济作物的钵苗移栽,也可用于青椒、茄子、西红柿等蔬菜的钵苗移栽。