穴盘苗吹叶补苗机构设计与试验

针对叶片遮挡穴盘苗空穴机械补苗作业时存在损伤待补空穴周围穴盘苗叶片的问题,该研究提出一种使用射流气管吹开遮挡叶片进行机械补苗的吹叶补苗方法。作业时,射流气管内通高压气流,由待补空穴底端渗水孔向上移动,吹开遮挡叶片,到达穴盘苗叶片顶部后,补苗机械手夹持待补苗使基质块底部靠近射流气管顶端,并与射流气管同步下移完成补苗作业。吹叶机构射流气管内径5 mm,顶端封闭,靠近顶端的水平截面均布开设8个直径1.2 mm的射流孔。搭建由吹叶机构与挂接于Denso机械手臂的补苗机械手组成的试验装置,对72穴穴盘培育的红掌、白掌、芥蓝、菜心、白菜和生菜6种不同叶片遮挡程度的穴盘苗进行单穴吹叶补苗性能试验。结果表明,吹叶机构与补苗机械手协同作业的补苗成功率与穴盘苗初始叶片遮挡率(穴盘待补空穴被相邻穴盘苗叶片遮挡的面积与穴孔面积的比值)、遮挡叶片倾角和射流气管压力有关。在射流气管射流孔数为8,射流孔直径1.2 mm条件下,射流气管压力为0.28 MPa时,初始叶片遮挡率59.4%的红掌穴盘苗的补苗成功率可达92%;射流气管压力为0.22 MPa时,初始叶片遮挡率56.2%的白掌穴盘苗的补苗成功率可达94%;射流气管压力为0.22～0.31 MPa时,初始叶片遮挡率35.4%的芥蓝穴盘苗的补苗成功率均可达90%;射流气管压力为0.16～0.31 MPa时,初始叶片遮挡率29.7%～35.8%的菜心、白菜和生菜穴盘苗的补苗成功率均可达90%。研究结果可为叶片遮挡穴盘苗空穴的机械补苗设备开发提供技术参考。     

嫁接用苗力定位气囊把持手设计与试验

针对嫁接用苗个体差异大、把持定位难、把持易损伤等问题,提出了一种力定位气囊把持手的设计方案,以实现嫁接用苗的柔性把持。气囊把持手以硅胶为材料,通过进气后气室的膨胀变形推动夹持翅绕中心旋转,与持苗圆弧一起实现嫁接用苗的夹持。在对气囊把持手完成初步设计的基础上,通过仿真分析确定合适的气室距离和进气压力。为了检验气囊把持手对嫁接用苗的夹持效果,以水平拔出力和垂直拔出力为目标函数,对气囊把持手进行性能试验。试验研究结果表明:当力定位气囊把持手作业压力为0.2MPa时,针对苗径为1.5～3.5mm的嫁接用苗,气囊把持手的垂直拔出力可达到1.0～2.5N,水平拔出力可达到1.0～2.0N。试验结果可为进一步研究上苗定位夹持机构提供参考。     

茄果类嫁接机砧木上苗装置设计

针对国内外嫁接机性价比偏低的问题,该文以华南农业大学的高速嫁接机2JT-1600型流水线式茄果类嫁接机为基础,分别在砧木上苗工位和接穗上苗工位增设嫁接用苗输送链和转接手,实现砧木和接穗均单人上苗,成倍提高了嫁接机作业人员的上苗生产率。通过分析传递过程中带土坨砧木的受力情况,确定转接手结构尺寸,并且研制了具有较好拾苗性能的交叉闭合式送苗夹,其拾苗容偏能力可达5 mm。为防止在输送过程中砧木由输送链的苗座内脱出,选用高弹性橡胶贴合在苗座槽口上夹持砧木,以砧木弯曲度、苗座槽口深度及苗座槽口橡胶厚度作为影响因素,考察苗座槽口对嫁接用苗的夹持性能,试验结果表明当苗座槽口深度为8 mm、苗座槽口所用橡胶厚度为3 mm时,苗座可保证95%以上的砧木不脱出苗座,增设上苗装置后,可保证2JT-1600型流水线式茄果类嫁接机在2 000株/h的生产率条件下,实现1 000株/h的人均嫁接生产率,综合上苗成功率达到92%以上。     

间接驱动式嫁接秧苗夹设计

目前的蔬菜嫁接机中,接穗夹和砧木夹的驱动方式大多是直接驱动方式,即夹体的动力源与夹子做成一体,在夹子运动过程中动力源需随其一起运动,从而给夹子的运动带来了一定的束缚.为了使夹子能够独立运动,适应不同的运动方式,设计了间接驱动式嫁接秧苗夹.该夹采用弹簧自动进行夹持,可使用独立固定式的动力驱动其夹口打开,避免了动力源随夹体运动而给夹体运动带来的不便,使夹子整体结构轻便,并能进行多种轨迹的运动,能够更好地完成不同要求的嫁接作业.     

温室空气源热泵加温系统的应用

正近几十年来能源危机和地球变暖的全球性问题一直为各国所关注,在此背景下热泵技术成为解决全球环境问题的重要技术手段之一,得到了长足发展和广泛应用。热泵技术于1854年提出,在矿物能源匮乏的欧洲各国和日本,热泵技术的研究和发展一直处于领先地位。由图1可以看出,从20世纪90年代至今,热泵使用量总体处于上升趋势,尤其是在进入21世纪后,更     

基于机器视觉的白掌组培苗在线分级方法

白掌在观叶类花卉中占有很大比例,其育苗多采用组织栽培法,且组培苗生产具有规模化。为提高成苗出苗品质,需要在组培苗炼苗前对其分级,而目前常用分级法不能有效解决自然状态下水平放置的白掌组培苗存在的叶片扭曲和重叠问题,因此该文提出一种基于机器视觉实现白掌组培苗在线分级的方法,通过对自然状态下水平放置的白掌组培苗的叶片面积、苗高、地径以及投影面积的分析,得到其投影面积与叶片面积呈线性关系,相关度为0.9344;投影面积与地径呈多项式函数关系,相关性为0.9067,故确定组培苗投影面积和苗高为实际生产中的分级指标。该文采用基于颜色模板匹配算法测量组培苗投影面积,得到的叶片面积和地径与实际叶片面积和地径的变异系数相对误差分别为0.35%和7.95%;利用最小外接矩形法(MBR,minimum bounding rectangle)测量苗高,得到的苗高和实际苗高变异系数相对误差为1.44%。通过整机分级试验发现在输送间距为0.25 m,输送速度为0.5 m/s,分级级别为3级的条件下,该分级装置的分级成功率可达96%,对应生产率为7 200株/h。     

嫁接机作业质量监测试验研究

嫁接作业质量监测是提高茄果类嫁接机作业成功率的重要技术手段。为此,采用机器视觉的方法对嫁接过程中番茄嫁接苗的倾斜角度、弯曲角度、有无接穗等信息进行检测,以此为基础来判断嫁接苗的作业质量,进而为嫁接机嫁接作业和生产质量管理提供信息。试验结果表明：针对嫁接苗倾斜角度、弯曲角度,机器视觉测量相对人工测量的最大角度误差不超过2.15°;针对试验所选180株嫁接苗判断合格与否,与人工判断对比,视觉判断成功率为92.2%,故提出的方法可以对番茄嫁接苗的特征信息进行有效识别。此检测方法还可以调整相关参数,用于其他贴接类嫁接苗的作业质量特征识别应用。     

种苗栽培基质在线混合装置设计与试验

针对国内基质混合装置存在结构复杂、维护不便、产能低等问题,提出了一种旋转混合方式的基质在线混合装置。首先对提出的基质在线混合装置进行探究试验,确定基质在线混合装置结构。通过固定混合机构阻挡试验优化基质在线混合装置结构参数,在试验样机上进行了固定混合与转轮机构复式混合试验,测量基质成分均匀性。试验结果表明:在搅拌杆杆间距30mm、下落高度616mm、椰糠含水75%、泥炭含水率低、旋转混合轮转速20Hz、待混合原料厚度60mm时,混合后基质成分均匀程度达到现行基质生产企业采用基质生产方式的最优标准,基质在线混合装置的产能可达批量混合装置的4 5倍。该研究结果可为基质在线混合装置的设计开发提供参考。     

茄科蔬菜自动嫁接机的研究现状

介绍了常用的几种茄科蔬菜嫁接方法;在综述国内外嫁接机发展现状的基础上,分析了茄科嫁接机领域存在的问题,旨在开发出适合我国国情的茄科作物自动嫁接机;分析了制约茄科自动嫁接机的因素,指出了茄科蔬菜自动嫁接机研究的发展方向.     

椰糠培育叶菜种苗移植机械手设计与试验

针对椰糠与泥炭相比容重小、孔隙度大、颗粒间黏附性弱,现有移植机械手对椰糠培育种苗移植适应性不佳的问题,该文以椰糠培育芥蓝种苗为移植对象,设计了一种4伸缩针式移植机械手,伸缩针直径2.5 mm、入土角76°。在移植机械手移植过程中,仅依靠基质块的基质散落质量百分比难以说明移植部件对种苗根系的影响,该文提出了一种基质散落质量百分比结合基质散落区域评分的综合评价法。针对50穴盘椰糠培育芥蓝种苗,通过伸缩针拾取试验,在保证椰糠基质块移植过程中保持完整条件下,确定了移植机械手伸缩针间距为36 mm;通过移植作业性能试验表明,叶菜种苗根系状态对移植成功率影响最大,机械手作业移动加速度也有一定影响,对最优组合分析后补做试验,试验结果表明对于正常长势椰糠培育芥蓝种苗根系状态,在根系分布率大于80%、垂直加速度0.3 m/s~2、水平加速度1.5 m/s~2和基质含水率81.01%条件下,芥蓝种苗移植成功率可达100%。该研究可为移植椰糠培育种苗的移植机开发提供技术参考。