草莓移动栽培架的设计与试验

为提高设施温室内草莓栽培种植密度和棚室空间利用率,设计了一种平滑式移动栽培架。首先对总体设计要求进行阐述,在此基础上提出总体设计方案,然后对该装置的关键部件进行选型、设计与分析,最后对样机开展台架试验研究。结果表明:该移动架总成能实现多组架体单元同时左右平动,各项参数达到设计要求,操作简单,省力轻便,能够满足草莓栽培生产实际需求。     

种植架折叠式模块化设计概述

现代设施种植模式中有一种立体多层种植模式,可以将许多不可耕地如室内、集装箱等加以开发利用,使得不能再生的耕地资源得到扩展和补充,这对于缓和及解决地球上日益严重的耕地问题有着深远的意义。在此种植模式中经常会用到一种立体种植架,目前绝大部分都是一体式或拼装式的,文章提出一种折叠式模块化设计的种植架,对其设计过程进行概述。     

一种光照角度可调的种植温室设计

针对温室日光光照调节控制难的问题,设计了一种光照角度可调的种植温室。该温室由种植箱体、光照反射板、折光板、风雨传感器、角度调节杆、折光板、种植架、折光板收放机构等组成,种植箱体的下部铰链有折光板,折光板的角度可调,折光板的上端铰接有角度可调的光照反射板。不仅可以使种植物在有阳光时直接照在种植箱体上,并且可通过植物对光照的喜好调节光线射入种植箱角度,从而达到作物能更好生长的光照条件。     

叶菜立体栽培装置控制系统设计

针对温室内空间有限而种植需求较大的情况,设计了一种叶菜立体栽培装置系统。该系统由电机传输和气缸联合构成,为提高系统可靠性和可操作性,在该装置的自动控制系统中采用PLC控制方式,温湿度检测、CO2检测和到位检测等控制,并通过使用光照传感器与升降装置相结合,实现叶菜最大化生长。系统安全可靠,实用性强,为实现温室内空间利用最大化、机械化和自动控制操作提供了很好的参考。      

植物工厂种植板物流输送系统设计与试验

植物工厂作为目前最高水平的设施农业生产方式,成为近年来研究的重点。多层式立体栽培种植模式最为常见,主要输送方式为人工搬运种植板输送,由于人工搬运效率低、成本高,存在高空作业安全隐患,严重制约了植物工厂作业效率的提高。为此,研发了一种种植板物流输送系统,以立体栽培种植模式为基础,包含地面输送系统、提升车系统及栽培架内无线引导车系统。同时,运用Flexsim软件对该种植板物流输送模式进行仿真,并进行性能试验,结果表明:系统能够实现植物工厂立体栽培模式下种植板的自动化运输作业,作业效率达到500穴盘/h,达到国内领先水平,可为相关植物工厂立体物流输送模式的设计提供理论依据和技术支撑。     

草莓旋耕起垄变量施肥机的设计

针对草莓种植产业机械化程度低、起垄质量差、垄高尺寸小、肥料利用率低的现状,设计了一种草莓旋耕起垄变量施肥机.该机主要由变速箱、传动系统、旋耕、开沟、施肥、起垄及垄形整理装置等工作部件组成,能够一次性完成松土、翻土、对位变量施肥及起高垄作业.同时,该机能够根据不同的农艺要求实现变量施肥和分层对位施肥.为验证该机的性能,进...     

基于设施农业的棚室改造研究

通过对蔬菜大棚可持续种植过程和循环种植进行分析，针对当前蔬菜大棚存在光照无法控制，滴灌水分供应不足的现象，提出了一种采用设施农业优化方式的蔬菜大棚改造方案。按照蔬菜大棚结构形式的不同，设计出一种小空间内遮阳、小空间外遮阳及大空间外遮阳的蔬菜大棚，同时将大棚灌溉方式由滴灌优化为喷灌。试验验证表明：带有遮阳装置的蔬菜大棚能够有效对光照时间和光照强度进行控制，采用喷灌方式可以快速进行蔬菜种植过程土壤湿度的调节，并能辅助进行棚内温度的调节。     

一种新型的工业车辆护顶架动载试验载荷

根据工业车辆护顶架动载试验的标准要求,设计了一种新型的工业车辆护顶架动载试验载荷,并从载荷的结构、设计创新点及载荷的使用方法方面详细介绍了该载荷装置。     

草莓集装箱植物工厂设计与应用

集装箱植物工厂具有可移动性强、使用地域广泛、环境可控、高密度种植和周年生产等优点。简要叙述北京市农业机械研究所有限公司设计开发的一种草莓集装箱植物工厂,该植物工厂整体设计形式呈现模块化,重点围绕栽培系统、补光系统、环境调控系统、营养液循环系统及控制系统进行创新设计,并对栽培环境进行测试。该系统在北京市通州区进行运营生产,试验及运营结果表明:草莓集装箱植物工厂可以用于草莓栽培,为集装箱植物工厂种植栽培拓宽思路;该草莓集装箱植物工厂的设计方案合理,系统配置科学,光能利用率高,种植系统安装便捷,可提高资源利用效率,达到草莓的连年生产需求,为农户创造更高价值。      

精密草莓采摘机器人优化设计——基于光程调节结构

在机器人草莓采摘过程中,由于草莓果实比较脆弱,加上其体积较小,因此存在较高的破碎率和漏采率,这都与草莓采摘机器人的定位精度有关。为了提高草莓采摘过程的定位精度,在采集机器人定位系统的引入了一种新的光定位结果,并提出了一种用于真空怀特池光程调节的机构,利用该机构的反馈源信号,实现了对采摘机构的优化设计。为了验证设计的精密草莓采摘机器人的可靠性,设计了机器人的草莓采摘试验,并对其破碎率和漏采率进行了测试。通过测试发现:该装置可以有效地降低草莓采摘的破碎率和漏拾率,且采摘耗时低、效率高,可以满足草莓采摘实际生产的需要。     

环形居家蔬菜立体栽培装置的设计

为满足居家蔬菜栽培的需求，从叶类蔬菜和芽苗类蔬菜生长周期短、易于管理、特别适用于阳台种植的特点出发，设计了一种重点用于叶类蔬菜和芽苗类蔬菜栽培的环形居家蔬菜立体栽培装置。该装置由主体结构、灌溉及施肥系统、控制系统等组成。其外形美观、空间利用率高、操作简便，能够利用互联网，实现灌溉和施肥作业远程控制，可以使居民摆脱经常性管理的困扰。该装置不仅适用于水培蔬菜，而且适用于基质栽培蔬菜，可以用于多种叶类蔬菜和芽苗类蔬菜的栽培。应用于居家蔬菜栽培，形成独特的植物景观，可作为绿色装饰之用，易于在居家蔬菜栽培领域进行推广。      

棉花精量免耕穴播机设计及关键部件运动仿真

黄河三角洲地区种棉历史悠久,但棉花种植的密度相对较低,且采用大小行交错种植,不适宜机器采摘。为此,设计了棉花精量免耕穴播机,主要由全幅旋耕灭茬装置、开沟器、全幅前镇压装置及鸭嘴式穴播器等构成。鸭嘴式穴播器主要由鸭嘴式成穴机构和垂直转勺式排种器组成,既具备精量取种能力,又具备定点投种能力。每组播种单体由两个鸭嘴式穴播器并联构成,能实现(66+10)cm的播种效果。田间试验表明:播种、施肥平均深度分别为32.6、94.6mm,出苗率达到91.04%,提高了播种质量,既满足了机采棉要求,又增加土地了利用率。     

水稻温室立体育秧夜间补光技术试验研究

水稻工厂化立体育秧已成为节省秧田、培育机插优质秧苗的重要方式。工厂化立体育秧能够有效提高育秧棚的效率,并保证秧苗质量,但温室内光环境却成为了影响秧苗生长的主要因素之一。为改善水稻温室立体育秧的光照环境和探索杂交稻不同播种量对立体育秧的适用性,采用均匀试验设计方法进行了杂交稻播种量、光照度及夜间补光时长3个因素的温室立体育秧试验,通过逐步回归分析方法获得秧苗茎基直径、壮苗指数以及根系土壤盘结力与3个因素之间的函数关系。试验结果表明:一定的夜间补光对提高水稻温室立体育秧秧苗素质有积极影响,综合分析得到在杂交稻播种量0.05kg/盘、光照度1.5~3klx、夜间补光时长3~5h的条件下,秧苗素质与自然光对照接近,秧苗质量符合机插标准,适用于田间生产应用。     

植物工厂自动立体栽培系统研发

为实现温室栽培输送全自动化、减少人工成本投入和提高温室内叶菜产量,研发了一种自动输送立体栽培床系统。该系统以立体栽培模式为基础,包括3种自动输送系统:补光灯高度自动调节系统、床架装运自动对接推送系统和AGV自动运输系统。该系统的研发填补了温室内自动适应补光的国内空白,实现了温室叶菜种植空间最大化利用。该套系统安全性高、实用性强,为温室立体栽培全自动化输送奠定了基础。      

人工智能辅助种植策略对温室草莓生产调控效果对比研究

人工智能（Artificial Intelligence,AI）辅助种植有助于提高设施园艺作物精准化管理水平、缓解日益凸显的劳动力紧缺问题。草莓是典型的劳动密集型园艺作物,研究对比采用不同AI种植策略和关键技术对草莓温室生产的调控效果,可对园艺作物种植的AI技术改进和产业化应用提供参考。本研究对比分析了4个不同AI种植策略对草莓生长发育和产量及品质的调控效果,并以人工种植管理为参照,对AI种植的技术特点和存在问题进行了分析。结果表明,知识图谱、深度学习、视觉识别、作物模型和作物生长仿真器等技术在草莓AI种植中各有优势。其中,AI-1组采用知识图谱技术将专家经验、作物数据和环境数据进行融合,建立了标准化草莓种植知识结构和智慧种植决策方法,对作物生产发育的调控较为稳健,以较低的投入获得了最高产值。与人工种植管理相比,AI种植策略组的平均产量提高了1.66倍,平均产值提高了1.82倍,最高投入产投比提高了1.27倍。针对高产优质的目标,在配备较完善的智能化设备和控制组件的温室生产条件下,AI辅助种植能有效提高草莓种植管控的精准度,减少水肥和劳动力的投入,获得较高的收益,但也存在对人工管理扰动的模拟难、作物本体信息采集难等问题。     

基于高垄种植的花生播种施肥机设计与试验

起垄栽培因其能提高地温、增加土壤透气性、促进植物根系生长发育及增加产量,已得到广大农户的认可和采用,但起垄播种装备有待进一步完善.为此,研制了一种基于高垄种植的花生播种施肥机,主要由旋耕机、起垄装置、机架、播种、施肥、喷药和覆膜装置等部分组成,可一次性完成起垄、施肥、播种、喷药、覆膜及压膜等作业,并有效解决了起垄高度不...