辣椒穴盘苗机械化移栽研究进展

辣椒是我国种植规模较大的蔬菜,辣椒移栽环节的劳动力负担重,人工成本高.为提升我国辣椒移栽效率和减轻辣椒移栽作业负担,需要研制出适合我国生产使用的轻简式全自动穴盘苗移栽机.点明辣椒机械化移栽的三大重要环节,论述国内外辣椒移栽机械的研究现状,介绍移栽机械的主要类型和优缺点,总结国内对辣椒全自动移栽机械中取苗部件及理论研究的...     

和田地区适宜机械化移栽的辣椒穴盘苗研究

为了找出在和田地区适宜使用移栽机作业的辣椒穴盘苗,对和田地区穴盘苗的力学特性开展试验研究。根据Box-Behnken中心组合设计原理,将不同的穴盘尺寸(基质上底面边长)、苗龄结合和田地区特有的基质块成分配比作为影响因子,设计基质抗压强度与基质摩擦特性的响应面试验,利用试验结果建立数学模型并对结论进行验证,得出穴盘苗培养的最佳方案:苗龄为50 d、穴盘尺寸为40 mm(72穴)、基质中沙子∶草炭∶棉秸秆=2∶3∶3。对最佳方案下的穴盘苗进行摔落试验与拔取试验,结果表明:含水量越高,基质损失率越高,且穴盘苗的摔落高度应控制在30 cm以内;采取直接拔取茎秆的方式将穴盘苗取出是可行的。     

蔬菜穴盘苗移栽机发展现状分析

近年来,我国的栽植机械伴随着旱地育苗移栽技术的研究和推广而发展起来,本文阐述了国内外穴盘苗移栽机的发展成果,并进行归类和分析研究,指出了国内移栽机研究的最新进展。     

机械移栽黄瓜穴盘苗育苗品质评价与试验

为了得到兼顾生长质量和机械移栽性能的黄瓜穴盘苗,以育苗基质配比（草炭∶珍珠岩∶蛭石混合体积比为2∶1∶1、3∶1∶1和4∶1∶1）、基质压实度（基质与穴孔的体积比为1.0、1.2和1.4）和营养液浓度（营养液电导率为1.0、1.2、1.4mS/cm）为因素开展正交试验。进行压缩和拉拔试验,测量黄瓜穴盘苗的抗压力和脱盘力;计算黄瓜穴盘苗的壮苗指数;利用X射线μCT扫描仪对苗钵进行检测和根系三维重构,在垂直方向用根系分布密度最小和最大值的比值表达根系均匀程度,水平方向上用外围根系分布密度表达根系包裹苗钵的紧密程度。通过方差分析可知各因素对试验指标有不同程度的影响。以苗钵的抗压力、脱盘力、壮苗指数、根系均匀系数和外围根系分布密度为优化目标,用综合评分法得出当育苗基质配比为3∶1∶1、基质压实度为1.2、营养液电导率为1.2mS/cm时,育苗品质最优。在取苗频率为43、48、53株/min时进行取苗试验,结果表明,在该组因素组合条件下,苗钵破损率分别为3.6%、3.9%和4.3%,取苗成功率为97.2%、96.1%和94.8%,优于其它因素组合的试验结果,与综合评分方法优选的结果一致。     

穴盘苗自动移栽机研发与应用

针对当前人工移栽成本高、效率低和劳动强度大等问题,设计开发了一种穴盘苗自动移栽机。该移栽机主要由移栽机构、坏苗识别系统和控制系统等部分组成,与工厂化穴盘种苗生产工艺相适应,实现了幼苗由密穴盘移栽到疏穴盘或营养钵中的机械化操作,改善了操作人员的劳动条件,提高了作业效率。      

穴盘苗自动移栽机送盘装置现状与展望

送盘装置是全自动移栽机的重要组成部分,苗盘输送的精准定位是整机精准作业的保障。对送盘装置的研究有利于更好地改进移栽机的整机性能。介绍了穴盘苗移栽机送盘装置的主要类型、工作原理及存在的问题,探讨了送盘装置的发展趋势,为穴盘苗移栽机送盘装置的进一步研究提供了参考。      

穴盘钵苗智能移栽机关键技术研究现状

对国内外穴盘钵苗智能移栽机关键技术研究现状进行了综述,针对钵苗特征识别、定位机构以及钵苗夹持手爪3个方面介绍当前钵苗移栽主要研究成果,分析了制约钵苗智能移栽技术推广应用的主要因素。最后,提出了相应对策：研究钵苗特征识别技术,改善钵苗移栽农艺条件,拓展钵苗移栽技术服务领域。     

基于PLC的穴盘苗移栽自动控制系统设计

移栽技术可以促使蔬菜再生新根,提高产量和品质及土地利用率,在清除杂草、苗期浇水施肥和病虫防治方面也有着重要的作用。育苗移栽工作量大,效率低,增加了种植户的成本,也影响植株的生长发育,在移栽育苗中引入采用PLC系统的自动穴盘苗移栽技术,则可以克服这些缺点。为此,基于PLC技术设计了穴盘移栽控制系统。移栽试验发现:该系统协调性好,可以进行自动取苗和送苗,取苗成功率98.2%,植苗成功率98.8%,移栽时间短,能够达到育苗移栽的标准。     

基于遗传算法的穴盘苗自动移钵路径优化

设施农业钵苗培育中,穴盘里不健康钵苗剔除后进行补种作业是一个重要环节.自动移钵路径是指末端执行器自原点出发,从移栽穴盘中逐一抓取健康钵苗补种到目的穴盘,直到完成回到出发点.该移钵路径问题与旅行商问题(TSP)具相似性,目标函数均为总路径长度,但其约束条件也具有特殊性.基于遗传算法提出了一套适合求解移钵路径优化问题的模型算法,并对算法的有效性进行了典型算例分析.模拟结果表明该算法得到的优化路径长度较常规采用的固定顺序路径长度要优,移栽完50株钵苗优化幅度8.5％以上,路径缩短3.7m以上,平均运算时间0.65 s.算法使得移钵路径得到了优化,且满足移钵机器人实时性要求,移栽效率进一步得到了提高.     

草莓穴盘苗移栽末端执行器设计与试验

穴盘草莓的长苗、大苗株特点和弓背向外的特殊移栽要求,使其自动化移栽存在困难。首先进行了草莓苗坨的单指刺入力和拔苗阻力试验,进而提出并开展了有约束苗坨的双指夹拔破坏试验。试验发现双针取苗指的苗坨刺入阻力与刺入速度、深度、含水率相关,50 mm和100 mm深度的最大刺入阻力分别可达21.47 N和57.09 N。双指的夹茎拔苗阻力可达9.64 N,而当取苗针滑移量为20 mm和40 mm时约束夹拔力分别可达10.85 N和42.5 N,但过大滑移量对精准可靠移栽极为不利。根据草莓穴盘苗的物理特性、苗坨的力学特性,设计了带双爪可同步换向变距的四针式移栽末端执行器。以有效缩减取苗爪宽度和摆动传动角为双重目标进行了多连杆定角斜插式双指四针取苗爪的非线性规划,得到了优化的机构参数。换向变距装置通过微型行程开关与微型电磁吸盘配合,实现了双取苗爪的快速同步换向变距和可靠定位。验证试验表明,在加速度不大于0.20 mm/s2时取出率和取苗成功率分别在93%和90%以上,加速度过大则可能造成取苗针滑脱和苗坨下部断裂,换向变距装置有效解决了弓背朝外问题和相邻两列同时移栽的间距调整问题,栽苗试验中放苗顺利且直立度和深度均达到移栽要求,且移栽后10 d草莓苗完全成活,该末端执行器可满足草莓穴盘苗的移栽作业需要。     

穴盘苗自动移栽机的研究进展

穴盘苗自动移栽机是温室蔬菜和花卉自动化的关键设备之一。阐述国内外穴盘苗自动移栽机的研究成果,详细分析几种典型穴盘苗自动移栽机的结构及特点,并对制约穴盘苗自动移栽机发展的关键问题提出了对策,为设计结构合理、经济适用的穴盘苗自动移栽机提供参考。     

穴盘苗自动移栽机的研究进展

穴盘苗自动移栽机是温室蔬菜和花卉自动化的关键设备之一。阐述国内外穴盘苗自动移栽机的研究成果,详细分析几种典型穴盘苗自动移栽机的结构及特点,并对制约穴盘苗自动移栽机发展的关键问题提出了对策,为设计结构合理、经济适用的穴盘苗自动移栽机提供参考。     

穴盘苗自动移栽机的发展现状与展望

针对目前新疆兵团大面积种植模式-穴盘苗向大田移栽存在:人工移栽成本高,移栽周期长,成熟期不一致,不利于机械采收、移栽期间气候恶劣等一系列的问题,对目前国内外主要的穴盘苗自动移栽机进行了研究,总结了国内外穴盘苗自动移栽机的发展现状,并对穴盘苗自动移栽机未来的发展趋势进行了展望,旨在对新疆番茄、辣椒和棉花等经济作物大面积移栽有良好的推动作用.     

穴盘苗补苗自动移栽路径规划优化研究

为了提高穴盘苗补苗自动移栽机的工作效率,需要对补苗自动移栽路径进行规划优化。本文构造了穴苗位置坐标与穴苗序号之间的映射关系公式,并基于欧式距离模型建立了移栽路径长度的目标函数。对于补苗自动移栽路径规划问题,采用遗传算法对目标函数进行求解。通过采取基于空穴孔数量染色体编码机制和最优染色体保存策略,提出了一个求解移栽路径规划优化的算法模型,并通过仿真试验对算法的有效性和效率进行了验证。结果表明,该算法与蚁群算法、标准遗传算法相比较,缩短了运算时间且可以获得最优的路径。     

硬质穴盘苗自动取苗装置设计

自动取苗装置是移栽机的核心部件。针对硬质穴盘苗设计了一种利用顶苗爪将穴盘苗顶出,并由接苗板上的夹片夹持住穴盘苗基质,随后带动穴盘苗转动90°到放苗位置的机构;穴盘可以进行水平位置和纵向位置移动,从而实现穴盘中的苗按规则取出;整个装置的运动顺序由PLC进行控制,依靠气缸作为执行元件驱动。初步试验显示,自动取苗装置能够完成硬质穴盘苗的取苗作业,取苗速度达72株/min。      

辣椒穴盘苗形态特性的测定试验研究

新疆采用128穴辣椒穴盘苗进行移栽。为设计合理的穴盘苗自动取喂系统结构,通过对随机选取的辣椒穴盘苗形态特性测定,得出适宜移栽期的穴盘苗的高度范围为150~200mm,茎秆直径为1.56~2.06mm之间,高度与茎秆直径变化正相关,穴盘苗叶片长度以中部最长、根部略短、稍部最短。经试验分析得出:自动取喂系统的应满足高度200mm穴盘苗转运,并设置相应的苗冠合拢结构。     

温室穴盘苗自动移栽机设计与试验

针对种苗从高密度穴盘移植到低密度穴盘,或者从穴盘直接移植到花盆的温室穴盘苗移栽生产需要,设计了一种轻简型自动移栽机。利用成熟的直线模组和无杆气缸组合设计出自动移栽机械臂,驱动取苗末端执行器往复于来源盘和目标盘进行取苗、移苗、栽苗操作,采用双排链传动实现穴盘和花盆输送,对穴盘苗的夹取操作采用气动两指四针钳夹式夹钵取苗方法。根据所设计的移栽机工作要求,构建电气控制系统。试制样机,开展试验研究。采用直线位移传感器系统检测分析机器取苗移栽移位性能,结果显示对于128/72孔穴盘苗,移栽效率分别达到1 221株/h和1 025株/h,运用单样本t检验法分析得到实测取苗移位间隔与理论设定穴孔间隔无显著差别,标准差低于0.5,整机工作精度准确。以当地自行培育的种苗为移栽对象,进行温室穴盘苗移栽生产试验,对比分析自动取苗移栽效能,结果显示多种穴盘苗移栽成功率平均达到90.70%,苗钵夹取破碎率低于5%,自动取苗移栽效果较好。     

穴盘苗移栽分段式不间断取放苗装置设计

为提高全自动移栽取放苗装置效率,减少取放苗动作,设计了一种自动化程度高的新型取放苗装置,并提出了取苗苗夹与运苗、放苗装置合一的方案,简化了移栽机取放、输送系统。同时,提出了使用无线控制方案,减少了运动部件间的有线连接,在实现控制结构轻量化的同时提升系统硬件稳定性。装置控制使用模块化设计,系统实现自动化与集成化,减化了被控对象和控制流程。试验结果表明：装置控制系统稳定,可以实现不间断取苗、投苗,选取移栽苗为辣椒苗,取放苗成功率90.6%。研究结果可为穴盘苗全自动移栽机设计提供参考。     

穴盘苗自动移栽机取苗装置研究现状及展望

对取苗装置的研究提高穴盘苗移栽的质量和效率.阐述国内外取苗装置的研究现状,根据取苗方式的不同,将取苗装置分为夹取式、插拔式、顶出式和顶夹结合,并结合穴盘苗自动移栽机取苗装置的发展和推广,分析其存在取苗效率与取苗成功率相矛盾,育苗穴盘不标准,效率低、苗体损伤大,农机与农艺脱节等问题,进而分析发现可以通过提高穴盘苗自动移栽...     

全自动移栽机穴盘苗识别与控制系统的研究

随着蔬菜种植量的增加和劳动力成本的提高,人工移栽已无法满足生产要求。因此,种植户急盼全自动蔬菜移栽机,但是现阶段蔬菜移栽机械产品是人工投苗的半自动移栽机,全自动蔬菜移栽机设备市场上尚未出现。基于此,笔者将以蔬菜种植中的全自动移栽机为背景,分析穴盘苗识别与控制系统,全自动移栽机在运行过程中,是以机械视觉系统、图像识别系统以及控制系统为基础,进行穴盘苗识别以及控制的。随着数字化技术以及大数据技术的快速进步和发展,全自动移栽机穴盘苗识别与控制系统也将逐步摆脱结构复杂、栽培效率低下、漏苗率高等问题,朝着更为智能的方向进步,为全自动移栽机的智能化发展提供重要技术支撑。