穴盘苗自动取苗装置的物料特性分析

为了设计机构合理的穴盘苗自动移栽机取苗装置,以新疆地区大面积种植的石番36番茄穴盘苗为试验对象,对穴盘苗的苗高、株高、叶面展幅、茎粗等形态参数和穴盘苗的基质含水率、不同含水率的翻转比、摩擦角以及穴盘苗的基质顶出力和抗压力等物理特性进行了测定。研究结果,穴盘苗壮苗的平均株高为181.2 mm,叶面展幅99.4 mm,茎粗3.3 mm,真叶片数3~5张;经过试验验证,得出基质含水率的适宜范围为25%~35%,基质顶出力的范围为1.2~3.0 N,基质抗压力的范围为1.5~6.0 N,摩擦角的范围为30°~40°,含水率为30%时穴盘苗的翻转比范围为9.6~15.0。     

钵盘苗扇形齿轮式取苗机构的凸轮设计及试验

为实现2Y–2型半自动钵盘苗移栽机的自动化取苗,设计了一种由扇形齿轮、沟槽凸轮及伸缩式苗夹组成的钵盘苗自动取苗机构。由于核心部件沟槽凸轮的轮毂形状影响苗夹的运动轨迹,对其主要结构参数包括中心距、摆杆长度和极半径进行了设计计算。对影响机构取苗效果的入苗深度、安装角度、基质含水率和转速进行了正交试验验证。结果表明:当入苗深度为34 mm,安装角度为75°,基质含水率为22%,转速为18 r/min,钵盘苗的基质脱落量、断根总长度及漏苗率最小。     

蔬菜移栽机可调式喂苗装置设计与试验

【目的】为扩大移栽机适用性,实现对多种规格蔬菜穴盘苗的自动取喂苗作业,本文设计了一款蔬菜移栽机可调式喂苗装置。【方法】设计了带有可调节取喂苗爪的取喂苗臂,优化了喂苗爪的相关参数,并进行了运动学分析。通过调节取喂苗臂上的取喂苗爪数量及间距,选择不同的PLC控制程序,可以配套使用不同穴孔数的穴盘。通过对取喂苗工作过程分析,综合考虑影响喂苗成功率的关键性因素,以苗坨含水率、穴盘苗苗高、苗针入土深度为试验参数,选取72、105、128穴规格的生菜穴盘苗为试验对象,进行单因素试验和多因素正交试验,探究各因素对喂苗成功率的影响。【结果】当穴盘苗基质含水率(w)为40%、苗高为50 mm、入土深度为38 mm时,可调式喂苗装置的喂苗成功率最高,72、105、128穴生菜穴盘的喂苗成功率分别为95.83%、96.19%和96.48%。【结论】可调式喂苗装置设计符合蔬菜移栽机取喂苗的技术要求,移栽效果较好,可为通用全自动蔬菜移栽机的研制与开发提供参考。     

穴盘苗变形滑针式取苗器的研究

半自动移栽机受到人工取苗的限制,单行移栽频率约为45株·min-1,生产率较低.对于穴盘苗移栽,自动取苗代替人工取苗是穴盘苗移栽机械的发展趋势.取苗器是自动取苗系统的末端执行器,其结构及作业条件对穴盘苗取苗成功率的影响直接关系到移栽机械的作业质量.设计了变形滑针式取苗器,运用正交试验和方差分析获得了该取苗器的取苗成功率、影响取苗成功率的显著因素及最佳取苗工作条件.正交试验选取穴盘苗苗龄、苗钵含水量、取苗夹持角度、取苗速度和取苗滑针数这5个因素,结果表明:变形滑针式取苗器平均取苗成功率达83.61%,影响取苗器成功率的显著因素有取苗滑针数和苗龄,取苗夹持角度影响其次,最佳取苗工作条件以25 d穴盘苗苗龄、4根取苗滑针以36°取苗夹持角度为宜.     

钵体苗活动苗盘的结构设计

为解决钵苗基质与钵盘间因接触面积大而导致其黏附力大、取苗时钵苗基质破损率高的问题,将现有油菜钵体苗育苗盘设计成由齿形侧板、矩形侧板、扭力弹簧和支撑轴等组成的钵穴形状可变的活动苗盘。借助Admas软件模拟仿真活动苗盘的开启过程及侧板上的受力情况,得到开启矩形侧板、齿形侧板的作用力峰值分别为4.28和9.22 N,作用力峰值出现时的位移间隔为25 mm。在万能材料力学试验机上对活动苗盘开启过程及侧板上的受力进行检测,得到开启矩形侧板、齿形侧板的作用力峰值分别为4.72和9.96 N,其作用力峰值出现时的位移间隔为24.3 mm,位移误差为2.8%。结果表明,活动苗盘的开启过程中作用力峰值变化趋势一致,所设计的活动苗盘开启过程各侧板开启位置及开启时间与设计目标一致,能实现有序打开。     

番茄穴盘苗特性和基质掉落损失对幼苗机械移栽的影响研究

为实现蔬菜农艺要求与机械移栽相融合,以6个番茄品种为试验材料,对番茄穴盘苗生长指标和掉落损失进行了测定分析。结果表明:6个番茄品种中,以合作903的穴盘苗基质掉落损失率较小,叶片茎秆损伤也较小,可作为机械移栽优选品种。番茄苗龄60d时,穴盘苗茎粗、叶片数、株高综合指标最佳,此时基质含水率50%掉落损失率较小,适合机械移栽。     

穴盘苗自动移栽机苗盘回收机构设计与试验

为实现穴盘苗移栽全自动化,在自制的穴盘苗自动移栽机上设计了苗盘自动回收机构。该机构主要由输送带、托举凸轮、限位块和集盘架组成。取苗完成后的苗盘以一定的倾角下落至输送带上,再输送至集盘架下方,由托举凸轮托举苗盘至集盘架内的限位块上,以完成自动回收。苗盘的下落倾角β、托举凸轮的轮廓半径R和转速n是实现苗盘自动回收的主要影响因素。单因素试验结果表明,苗盘下落倾角β为55°~65°,托举凸轮的轮廓半径R为120~160 mm,托举凸轮转速为30~120 r/min,可实现苗盘自动回收。多因素正交试验结果表明,苗盘的下落倾角β为60°,托举凸轮轮廓半径R为140 mm,凸轮转速n为30 r/min,是实现苗盘的自动回收较佳组合。     

灌溉时间和灌水量对黄瓜穴盘苗生长及生理的影响

为筛选出适宜工厂化黄瓜穴盘苗生长的灌溉时间和灌水量,设置2个灌溉时间水平(上午和下午)、3个灌水量水平(每次每穴盘0.6 kg、每次每穴盘0.9 kg和每次每穴盘1.2 kg),共6个处理,进行津绿19号黄瓜穴盘育苗试验,分析不同处理的黄瓜穴盘苗生长指标、光合指标、生理指标和基质性质。结果显示:下午灌溉、每次0.9 kg处理和下午灌溉、每次1.2 kg处理的黄瓜穴盘苗生长强于其他处理;下午灌溉、每次1.2 kg处理的壮苗指数、G值、干质量根冠比、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和基质含水量均显著高于其他处理;上午灌溉、每次0.6kg处理的相对电导率、丙二醛含量和基质电导率均高于其他处理且差异显著,其穴盘苗受到干旱胁迫。黄瓜穴盘育苗应选择每天下午灌水,播后1~14 d每个穴盘每次灌水0.9 kg,播后15~28 d每个穴盘每次灌水1.2 kg。     

蔬菜穴盘苗根系生长质量评测

蔬菜穴盘苗的根系生长质量关系穴盘苗移栽后的成活率和缓苗时间。选择番茄、黄瓜、生菜和花菜穴盘苗为研究对象，用X射线μCT对4种蔬菜穴盘苗的苗钵进行扫描和根系三维重构，当μCT的扫描分辨率、峰值电压、电流分别为45μm、55 kVp、72μA,苗钵的含水率为34.2%时，4种蔬菜三维重构的根系体积分别为354.7、389.2、343.1、302.1 mm³,与用排水法测量得到的根系体积误差为4.55%、3.93%、6.94%、18.06%,番茄、黄瓜、生菜3种蔬菜的误差较小，可以用于表达根系的空间分布。用垂直方向根系分布密度的最小和最大值的比值表达根系分布的均匀程度，用最外围的根系分布密度来表达系包裹基质的紧密程度，可知番茄、黄瓜和生菜穴盘苗的根系均匀系数分别为0.532、0.587和0.503,外围根系分布密度分别为0.029 4、0.034 6和0.026 3,黄瓜穴盘苗的根系生长质量最优，生菜穴盘苗的最低。     

不同育苗方式对番茄幼苗质量的影响

为筛选出适合番茄幼苗生长的最佳育苗方式,本试验以早春育苗番茄为对象,研究了CIS育苗钵、营养钵、穴盘育苗（番茄专用基质）、穴盘育苗（普通基质）4种育苗方式对番茄幼苗出苗率、生长动态、壮苗质量性状、耐低温能力的影响。结果表明,采用CIS育苗钵培育的幼苗出苗率,单株鲜重、根体积、壮苗指数、最大叶面积、叶片数等生长指标明显优于其他育苗方式,在低温处理过程中保持了较高的POD活性、CAT活性;专用基质穴盘苗在株高、叶绿素含量方面表现最好;营养钵培育的幼苗子叶面积显著大于其他育苗方式;普通基质穴盘苗在所有测量项目中表现一般或较差。     

膨化岩基质钵盘育苗及与钵苗摆栽机的适应性

针对常规土基质钵盘苗存在的问题,为了育出更好的钵盘苗,并能与2ZB-633型钵苗摆栽机有更好的适应性,科研课题组尝试了用膨化岩作基质育钵盘苗的方法,并用2ZB-633型钵苗摆栽机进行了摆栽试验。试验表明,用膨化岩作基质育出的钵盘苗更适合摆栽机使用。     

柔性取苗机械手仿真分析与试验

为了探究取苗机械手结构参数和钵苗基质物理特性在取苗过程中对钵苗变形和损伤程度的影响,对2种不同的取苗机构进行了讨论,通过对比分析,选取柔性取苗机械手为研究对象,建立了该机械手的运动学模型,根据所建立方程对该装置关键部位进行有限元分析。以凸轮宽度为试验因素、基质变形率和基质损失量为试验指标,选取3种不同含水率的钵苗进行夹取试验。结果表明,3种不同含水率下,凸轮宽度对基质损失量影响很小,最大平均值为1.14 g,并且含水率和凸轮宽度对基质损失量没有明显的影响;基质的挤压变形率随着凸轮宽度和含水率的增加具有显著上升的趋势,在含水率为51.81%、凸轮宽度为37 mm时,挤压变形率为12.66%,对应的压缩量为6.08 mm。     

基于高速摄影技术穴盘苗抛投运动试验与分析

针对吊杯式移栽机喂苗机构抛投穴盘苗准确率低下的问题,在吊杯式移栽试验台上进行投苗试验,用高速摄影机对穴盘苗从喂苗机构落苗口到栽植器的运动轨迹进行拍摄,采用图像后处理技术分析穴盘苗质量、穴盘苗植株高度和喂苗杯速度对穴盘苗抛投运动的影响,并进行正交试验,采用响应面分析法确定影响喂苗机构抛投穴盘苗准确率的投苗参数最佳组合。结果表明:1)穴盘苗高度、穴盘苗质量和喂苗杯速度影响抛投过程中穴盘苗的姿态和运动轨迹,并对水平位移产生较大影响。栽植器接苗时穴盘苗的水平位移区域为[30,50]mm,喂苗机构落苗口相对于栽植器接苗点水平位移(L)为32.1mm≤L≤42.8mm;2)影响喂苗机构抛投穴盘苗准确率的主次因素依次为穴盘苗高度、穴盘苗质量和喂苗杯速度;当喂苗杯速度为0.184m/s、穴盘苗质量为(20±4)g、穴盘苗高度为(130±10)mm时,投苗准确率达到99%。     

适合机械化移栽的番茄穴盘育苗成苗标准试验

在番茄原有穴盘育苗的基础上,结合机械栽植操作的特点,围绕农机农艺深度融合,拟探索1套适合机械化移栽的番茄穴盘育苗成苗考核标准。经田间半自动移栽机试验,钵苗适合机械化移栽主要考核指标包括以下几点:苗龄25~30 d,真叶数4~6张,钵苗长势整齐,无病虫危害,同品种、同批次的穴盘苗的高度不能相差10%及以上,钵体苗散坨率≤20%,根冠比控制在0.20以上,叶面积控制在30.36~54.12 cm~2,根体积大于1m L,壮苗指数在0.138~0.258之间。     

穴盘苗自动取苗机械手的设计与仿真试验研究

目前国内的移栽机械取苗、喂苗主要靠人工完成,作业效率低,难以实现大面积移栽,因此研究移栽机械的取苗自动化迫在眉睫。对取苗机械手取苗、送苗机构进行优化设计,通过PLC控制技术自动完成取苗、喂苗,实现穴盘苗的自动化移栽。应用ADAMS对机械手进行了运动学仿真及合成运动的轨迹分析,确定了最优的工作速度,验证了机械手设计的合理性,完成取苗机械手样机的试制。对影响机械手取苗成功率的气体压力、穴盘摩擦角、主针宽度以及手臂的角度进行试验研究,结果表明,在气体压力0．4 MPa、手臂的角度在30°、穴盘摩擦角度为35°时取苗成功率最高,该移栽机械手能够满足穴盘苗的自动化移栽要求。     

寒地水稻钵体苗摆栽技术试验示范效果研究

寒地水稻钵体苗摆栽技术试验示范效果研究表明,用352穴盘钵体苗人工摆栽比盘育苗机械插秧增产13.9%～14.8%,用561穴盘钵体苗人工摆栽增产8.0%～10.2%。钵体苗机械抛摆存在不能保证穴距和穴数等问题,有待于改进机械,以适应农艺要求。     

顶出-夹取式自动取苗机构运动学分析

为了降低自动取苗装置取苗过程中对钵体的损伤,提高取苗成功率,对顶出-夹取式自动取苗装置的各个执行机构建立运动学模型,并对模型进行仿真分析。在Visual Studio环境下,根据模型编写可视化蔬菜穴盘苗自动取苗装置时序分析程序,并对各个机构进行参数优化,得到一组最佳参数:曲柄长度a=78 mm,连杆长度b=112 mm,偏心距e=20 mm,顶苗机构的初始相位角φd=108°,横移机构的位移为h1=36.5 mm,纵移机构的初始相位角φz=185°,苗爪翻转机构的初始相位角φf=15°。样机试验结果表明,在取苗速度为140株/min时的成功率为98.44%,基质损失率为36.67%,验证了该取苗机构的可行性。     

玉米穴盘钵苗取苗栽植机构参数优化与试验

针对玉米钵苗半自动移栽机人工投苗移栽效率低、劳动强度大等问题,为实现自动取苗作业,以玉米穴盘育苗方式为研究对象,自主研制一种基于非圆齿轮行星轮系传动的取苗栽植机构.移栽机构采用非圆齿轮行星轮系传动机构和栽植臂相结合方式,实现玉米钵苗自动取苗、送苗、栽植和回程4个动作.搭建试验台架,采用二次正交旋转中心组合优化方法,以移栽频率、夹苗片长度和钵苗株高为试验因素,取苗成功率和伤苗率为试验指标,对影响取苗移栽机构参数组合作优化试验.结果表明,移栽频率为40～45 r·min-1、夹苗片长度为94～103 mm、钵苗株高为170 mm时,取苗栽植机构取苗成功率达91.67％,伤苗率3.71％.研究满足移栽机构设计要求,为玉米穴盘苗取苗栽植机构设计解决自动取苗问题提供依据.同时,为全自动玉米钵苗移栽机研制提供新思路.     

辣椒穴盘苗自动移栽机的设计及田间试验

针对吊篮式半自动移栽机移栽效率低的问题,设计了一种辣椒穴盘苗自动移栽机,该机在原有的吊篮式半自动移栽机的基础上,安装自动取喂系统,设计成自动移栽机,取代人工进行取喂穴盘苗.自动取喂系统中,机械手将穴盘苗从穴盘中取出,并输送到喂苗位置;机械手打开,穴盘苗落入苗筒中,苗筒将穴盘苗喂入吊篮内;地轮驱动栽植器转动,穴盘苗被栽入土穴内,完成自动移栽.采用苗龄61d的"早红一号"辣椒穴盘苗进行田间移栽试验,‘早红一号’平均苗高为165.2mm,拖拉机行驶机速度为1.2km/h.试验结果显示:取苗成功率为98.18%,喂苗成功率为96.30%,栽植频率为77株/min,栽植成功率为96.97%.     

番茄工厂化穴盘育苗技术

1.穴盘选择番茄穴盘育苗时,选择穴盘与苗的大小密切相关。育二叶一心的苗可选用288孔苗盘;育三叶一心的苗可选择200孔穴盘;育4~5叶苗选用128孔苗盘;育6叶以上的种苗或带蕾定植的大苗可选用72孔或50孔的苗盘。一般在夏季育苗可选用288或200孔的穴盘,冬季或早春为提早上市的早熟栽培可选用72孔或50孔的穴盘,以培育大苗定植。2.配备基质每1000盘标准288孔苗盘备用基质2.8立方米,128孔苗盘备用基质3.8立方米,72