2JC-500型自动嫁接机西瓜苗嫁接效果生产试验

为了解2JC-500型自动嫁接机嫁接西瓜苗的生产效果及其影响因素,进行了西瓜机械嫁接育苗的生产试验,并测定了嫁接用苗形态对嫁接机嫁接效果的影响。试验结果表明,砧木瓠瓜苗子叶展开角小于45°、接穗西瓜苗胚轴弯曲和子叶不对称于胚轴的情况会分别显著地影响砧木机械打孔和砧穗对接的作业质量;当砧木子叶展开角大于45°,接穗西瓜苗胚轴不弯曲且子叶对称于胚轴时,机械嫁接育苗生产中嫁接机的嫁接成功率可大于90%,2JC-500型嫁接机作业生产率可达450株/h。     

电磁力在蔬菜自动嫁接机上的应用

为进一步提高嫁接作业生产率并简化机构,在瓜科蔬菜插接式嫁接机上采用电磁力作为主要驱动力,进行了嫁接作业用电磁铁性能、电磁铁阻尼器性能及嫁接机作业性能等试验研究。试验结果表明在使用阻尼器的条件下,电磁力插接式嫁接机可实现正常嫁接作业;与凸轮杆件机械传动方式相比,嫁接机的嫁接作业生产率可提高近43%,并且其综合嫁接成功率可以保持在90%以上。但是,电磁力插接式嫁接机连续作业1 h后,电磁铁线圈升温会导致电磁铁的电磁力下降20%左右,应在设计选型时考虑这个因素。     

瓜类蔬菜斜插式嫁接砧木子叶自适应压持机构设计与试验

针对现有瓜类蔬菜嫁接机在砧木子叶压持过程中容易导致子叶根部折断,或由于压持力过大导致砧木子叶损伤等问题,以葫芦苗为试验对象,通过测定砧木苗子叶特征参数,设计制作了一种适用于瓜类蔬菜嫁接的砧木子叶压持机构,压持机构中的仿形垫块形态曲线与砧木苗子叶自然形态接近,防止子叶根部折断;在子叶压持过程中,压持机构的压辊能在仿形自适应垫块上自动滑移以实现压紧力自动调节,避免砧木子叶表面损伤。取60株苗龄15 d的葫芦苗进行子叶压持试验,并与没有加仿形垫块的砧木子叶压持机构进行比较,试验结果表明:加仿形垫块的压持机构子叶压持成功率为100%,无子叶根部折断和子叶表面损伤现象,生长点去除率达到98.3%,说明所设计的子叶自适应压持机构是可行的,该研究为解决蔬菜嫁接砧木子叶压持提供了设计参考。     

WX-201全自动蔬菜农药残留快速检测仪的研制

该文系统论述了WX-201全自动蔬菜农药残留快速检测仪的检测原理与设计方法。首先从产品设计的先进性、可靠性、实用性和低成本等几个方面论述了仪器的设计原则,从比耳定律与昆虫毒学原理阐述了仪器的工作原理。然后分别从光源选择与光路设计、生化试剂与检测方法、检测时间的确定、控制软件的设计及农残数据管理和网络通讯软件等几个关键技术进行了论述,最后,对仪器设计中的创新点进行了总结。     

不同种植年限黑土型蔬菜保护地磷素状况的研究

采用石灰性土壤无机磷形态分级方法,对不同种植年限的蔬菜保护地0～60cm土层土壤磷素形态及其含量特征与差异进行了研究.结果表明:哈尔滨市蔬菜保护地土壤磷素处于大量积累状态,其中全磷、速效磷、有机磷、Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、O-P、Ca10-P在0~20era土层积累较多,且随土层深度的增加各形态磷的...     

振动喷淋式蔬菜清洗机的研究

为实现蔬菜净菜机械化,对振动喷淋式蔬菜清洗机的工作原理和基本结构进行了研究,并分析了蔬菜在清洗过程中的运动和受力情况,以及叶类蔬菜的损伤机理。实验中清洗池容积为3.8×1.2×0.45 m³,清洗液2000 L。振动时间3～7 min,振幅60 cm,转速：叶类蔬菜为5～7 r/min,块茎类蔬菜为80～90 r/min;喷淋的水流速度为24 m/s时的运动参数较为合理。     

5HY型远红外蔬菜脱水机的研制

在探讨了加热温度、料层厚度及辐射距离等因素对干燥过程影响的基础上,研制了5HY型远红外蔬菜脱水机。试验表明,为保证干菜的品质,加热温度以60~75℃为宜;综合考虑生产率、脱水均匀性和能耗等因素,料层厚度以30~40 mm为宜,辐射距离以100~120 mm为宜。实际应用表明：该设备采用了双面链板输送装置,输送链的松紧两段均为工作段,与普通输送链相比,较大地提高了设备和空间的利用率;对于胡萝卜等密度较大的蔬菜,生产率可达25.8 kg(干菜)/h,单位能耗为3.2 MJ/kg(H₂O),与现有的热风对流蔬菜干燥相比可节能20%左右,维生素C损失率降低5%~8%;该设备能够实现连续化生产,自动化程度高、操作方便,能够适应脱水蔬菜产业化生产的需要。     

蔬菜废弃物厌氧发酵制取沼气的试验研究

该文以废弃的甘蓝菜叶为发酵原料,在实验室自行设计的小型沼气发酵装置上进行了厌氧发酵试验,通过测定发酵过程中发酵液和沼气的各项指标,对蔬菜废弃物厌氧发酵的可行性及接种物浓度对发酵过程的影响进行了研究.结果表明,蔬菜废弃物用厌氧发酵工艺处理是可行的;在试验采用的20%,30%,50%三个水平的接种物浓度中,接种物浓度为30%的实验组的挥发酸含量、氨态氮含量以及pH值都在正常范围内,总产气量和沼气中最高甲烷含量分别为7790.81 mL和42.814%,明显高于其他两组及空白组实验.该项研究对蔬菜废弃物的资源化利用提供了有益的参考.     

淹没水射流方式清洗蔬菜的探索研究

利用清洗试验装置对淹没水射流方式清洗蔬菜进行了研究。着重研究了淹没水射流方式清洗蔬菜的种类、清洗能力及限制因素；通过对菠菜、油菜的清洗试验，研究了清洗时间对清洗效果的影响；利用浊度指标，试验研究了清洗水水质随清洗蔬菜累计量的变化规律，并同时测试了浊度变化对蔬菜洗净率的影响。结果表明，淹没水射流方式清洗蔬菜适用广泛，不会对蔬菜造成损伤，并能获得良好的清洗效果。     

蔬菜中氯氰菊酯残留的风险评估研究

目前使用的绝大多数农药为合成农药,具有急性毒性特征,已开展的慢性评估不能完全符合实际需要,慢性评估结果容易出现过低估计风险,具有急性毒性特征的农药残留必须开展急性评估。为了推进急性评估研究,为我国食品安全监管和残留限量的制定提供技术支持,在WHO原则指导下、基于JMPR建议的方法,开展了蔬菜中氯氰菊酯残留的急性和慢性点评估技术研究。结果显示,济南、青岛和寿光三地市售的西红柿、菜椒、菜豆、茄子、豇豆和芹菜中氯氰菊酯残留摄入是安全的;虽然白菜出现了超标的个例,但99.98%的氯氰菊酯残留摄入不存在危害健康的摄入风险;即使考虑50%的总体误差以及蔬菜占总食物摄入量的比例,至少99.96%的残留摄入不存在危害健康的摄入风险。研究表明,摄入频率高的7类蔬菜中氯氰菊酯残留污染较轻,对消费者（包括孕妇、婴儿和儿童）身体健康危害很小。     

顶芽斜插嫁接时砧木插孔角度的确定

在顶芽斜插嫁接机械作业中,砧木插孔角度是保证嫁接苗质量、嫁接苗成活率及嫁接机器人作业稳定性的重要因素。因此该文以瓜类嫁接栽培常用砧木和接穗——南瓜、黄瓜、西瓜等为研究对象,对斜插嫁接机的砧木插孔角度进行了研究分析。该文首先在瓜类蔬菜嫁接常用砧木和接穗在嫁接适宜期间的形态结构参数进行测量基础上,利用图像分析技术对砧木生长点处的内部结构进行研究,构建了砧木苗生长点内部髓腔结构模型,并结合顶芽斜插嫁接工艺要求:砧木打孔作业时插签既要避免损坏子叶也不要避免进入髓腔,经研究确定砧木插孔角度最大为75°。基于上述研究构建了顶芽斜插嫁接试验台,试验台的砧木插孔角度为45°~75°可调,并以黑子南瓜和黄瓜幼苗为嫁接对象,设定砧木插孔角度分别为45°、50°、55°、60°、62°、65°及70°,进行了嫁接作业性能实测。试验结果表明:当砧木插孔角度为60°时,插入砧木髓腔的比率较低,同时机械化嫁接作业稳定性高,嫁接成功率最高,且嫁接苗的成活率可达91%。     

蔬菜嫁接机器人嫁接苗特征参数的视觉测量方法

嫁接用苗的直径、生长点坐标、苗长等特征信息,是判断能否嫁接匹配的有效参数特征,也是迅速获取机器人嫁接位置参数的重要依据。为了提取相关蔬菜嫁接机器人的嫁接用苗特征信息(嫁接苗生长点坐标、砧木苗子叶茎截面的长短轴直径、穗木苗子叶茎截面长短轴直径、砧木苗长度及穗木苗长度等),该文提出了一种图像处理综合算法。该算法首先确定采集后图像的初步目标范围,然后进行预处理,获得单色图像,利用灰度阶跃变化选定兴趣区域,而后对图像进行中值滤波和图像增强;利用基于高斯拟合、求反和基于大津法阈值分割相结合的信息提取方法,获得生长点横坐标,结合形态学开闭处理方法及逻辑搜索运算,引入有效行连续的概念,剔出强光噪声的干扰,获得了所需的各长短轴直径图像坐标;利用标定结果和相机图像到世界坐标转换的对应关系,获得最终各项指标信息。在自行研发的嫁接机器人样机上,以葫芦类砧木苗为试验对象,经过500次试验,与传统手工实际测量值相比,该算法实测值平均误差小于0.0053 mm,直径最大误差小于0.02 mm,从而验证了该算法的可行性和有效性。该算法能在线获取嫁接苗特征信息,满足嫁接实时要求。     

斜插式蔬菜嫁接机砧木夹持机构研制与试验

针对传统嫁接机采用整体式夹持片作为砧木夹持机构无法矫正砧木苗弯曲度而造成砧木苗夹持损伤,夹持力无法调节的缺点,该文以葫芦苗作为试验对象,在分析了葫芦苗结构参数和力学特性的基础上,设计开发了一种应用于斜插式蔬菜嫁接机并通过凸形和凹形夹持片交叉夹紧、夹持机构厚度和夹持力大小可调的砧木夹持机构,并确定了该机构的主要结构参数。试验结果表明,与普通夹持机构相比,该机构对砧木苗具有较好的导向作用,能较好地矫正砧木苗的弯曲状态,夹持成功率达到100%,提高了13.3个百分点,伤苗率仅为1.67%,比普通夹持机构减小了11.63个百分点,所设计的嫁接机砧木苗夹持机构是可行的。该研究可为蔬菜砧木苗嫁接机的设计提供参考。     

蔬菜嫁接机器人研制与试验

在中国,蔬菜嫁接仍以人工作业为主,为解决人工嫁接存在的作业效率低、成活率低、质量难以保证等问题,该文基于瓜、茄苗通用的"贴接法"嫁接技术,采用双工位上苗方式设计搬运装置、切削装置、上苗及送夹装置,利用虚拟样机技术构建瓜、茄类蔬菜嫁接机器人。经试验得出:切刀旋转半径为68mm,切刀转速为120r/min时,秧苗切削成功率98%,满足嫁接技术要求;嫁接速度为884株/h,嫁接成功率为95.7%,成活率为96.8%。因此,蔬菜嫁接机器人可有效解决人工嫁接存在的问题,取代人工嫁接作业。     

全自动单摆式蔬菜钵苗取喂苗系统研制

为实现蔬菜钵苗高效、稳定移栽,在分析现有全自动移栽机取喂苗系统研究现状的基础上,该研究提出了一种全自动单摆式取喂苗系统。该系统通过苗盘输送机构、纵移机构实现穴苗盘在倾斜平面内的移位,采用往复机构和夹苗机构实现取苗、喂苗。对夹苗机构等关键机构进行参数设计和运动学分析,确定了其结构参数。综合考虑影响取喂苗性能的相关因素,以苗株种类、基质含水率、取苗深度和工作气压为试验参数,以取苗成功率和苗株完整率为评价指标,在双行移栽、90株/min取苗效率下进行多因素正交试验。试验结果表明,苗株基质含水率对取苗成功率和完整率影响最大,贡献率分别为58.92%和50.58%,其次是取苗深度;当苗株为辣椒苗,基质含水率35%,取苗深度40 mm,气缸工作气压为0.6 MPa时,取喂苗效果最佳,取苗成功率为98.61%,苗株完整率为97.22%。研究结果可为移栽机的机构优化及自动化控制提供理论参考。     

2ZXM-2型全自动蔬菜穴盘苗铺膜移栽机的研制

针对新疆辣椒、番茄等作物移栽效率低、强度大、移栽质量差及作业工序多等问题,该文研制了一种全自动蔬菜穴盘苗铺膜移栽机,整机主要由自动送苗系统、自动取苗机构与栽植机构、机架、动力传动系统、铺膜铺管装置及镇压覆土装置等组成,可实现一次性完成整形开沟、铺设地膜与滴灌带、自动移栽及覆土镇压等多道作业工序,实现作物膜上覆土移栽的全自动机械化作业过程,并能满足不同作物移栽种植要求。辣椒穴盘苗田间移栽试验结果表明:当机组前进速度为2.8 km/h、理论设计株距为20 cm时,移栽机移栽频率为62株/(min·行),立苗合格率为96.3%,漏栽率为2.8%,伤苗率为1.25%,移栽合格率为93.4%,移栽深度合格率为93.5%,株距合格率为94.7%,株距变异系数为7.9%;滴灌管铺设效果较好,无破损、打折,铺膜及覆土性能优良,地膜采光面展平度为98.2%,采光面宽度合格率为平均为97.8%,平均机械破损程度平均为3.4 mm/m2,膜孔全覆土率为97.8%,移栽机各项性能指标均能够满足辣椒穴盘苗铺膜移栽的农艺要求。该研究可为国内开展全自动旱地移栽机的研发提供参考,对推动新疆机械化育苗移栽技术的发展具有重要意义。     

关节式蔬菜育苗穴盘播后自动摆放机设计

为解决中国蔬菜育苗播种后人工摆放穴盘劳动强度大的难题,设计了关节式蔬菜育苗穴盘播后自动摆放机,并对机器的关键部件进行了理论分析及设计计算。确定了以关节式机械手作为摆盘执行机构,对其进行了数学建模并得到了摆盘机械手运动学方程。在单因素试验的基础上,进行Box-Behnken Design响应面优化试验设计,探求了穴盘输送高度、输送角度、输送速度3个关键参数对穴盘间距合格率、穴盘摆正率、穴盘排齐率3个评价指标的影响规律,利用Design-Expert软件对试验结果进行方差分析,建立了评价指标与各影响因素的数学回归模型,并进行响应面分析,得到了影响摆盘效果的3个关键参数的最佳组合为：穴盘输送速度为60 mm/s,穴盘输送角度为31°,穴盘输送高度为40 mm。并对优选出的最佳摆盘参数组合进行了试验验证分析,试验结果为：穴盘间距合格率97.6%,穴盘摆正率96.5%,穴盘排齐率95.7%,试验结果与理论预测值的误差绝对值均低于5%,表明摆盘执行机构在最佳工艺参数组合下工作平稳可靠,满足穴盘摆放技术要求。该研究可为全自动化、智能化穴盘摆放机的设计提供参考。     

机器视觉在幼苗自动移钵作业中的应用

该文提出了一套在自动幼苗移钵作业中用于幼苗生长状况检测的机器视觉系统。穴盘中幼苗的图像被采集和处理,识别出适合进行移钵的单元,用于自动幼苗移钵机的移钵作业。相邻单元的幼苗边缘重叠和叶片挤压会造成识别错误,在该研究中以番茄幼苗作为试验样本,使用基于形态学的分水岭算法处理来完成叶片边缘分割,提取每个穴孔中幼苗的叶片面积和叶片周长来确定适合进行移钵的单元。试验结果表明该机器视觉系统识别准确率达到了98%,应用于自动幼苗移钵机器人中可以很好地判断不同生长状况的秧苗生长质量。