穴盘苗移栽机取送苗装置设计与试验

育苗移栽是农作物增产增收的一项有效措施,为了提高穴盘苗移栽的可靠性和作业效率,对穴盘苗移栽机的取送苗装置进行优化设计和试验研究。对取苗机构和送苗机构进行力学分析与结构设计,确定其最优结构和参数。土槽试验结果表明:移栽机取苗速度为40株/min时,取苗成功率为97.21%,穴盘苗平均基质损失率为7.97%,栽植成功率为95.40%,作业可靠性达到92.74%。移栽机移栽作业各项指标满足农艺要求,可为小型移栽机的设计提供理论参考。     

基于ADAMS单行自走式钵苗移栽机稳定性分析

为了提高丘陵山区烟草钵苗的移栽效率,设计了一种单行自走式钵苗移栽机,并对该机型行驶稳定性进行分析,推导出稳定性表达式。运用Solid Works建立移栽机底盘三维模型,并将模型导入ADAMS软件,分析了单行自走式钵苗移栽机底盘纵向、横向稳定性随地面角度变化规律曲线,并确定了最佳设计参数。该自走式移栽机具有较好作业稳定性,能够完成移栽作业。     

旱地穴盘苗自动取苗机构的研究

旱地穴盘苗自动移栽机在国内仍是空白。我国对旱地移栽机械的研发主要以半自动移栽机为目标,由人工完成喂苗后再由机械完成栽植,由于受人工喂苗的速度限制移栽效率不能满足要求。为此,以穴盘苗在旱地移栽作业为背景,重点针对取苗这一关键技术,研究开发自动取苗的原理、技术与装备,为实现穴盘苗移栽自动化、开发出旱地自动移栽机做好技术准备。所设计的自动取苗机构适应性好,取苗效率达80株/min,结构简单、紧凑且仅需一个原动力即可实现整套机构的配套连续动作。     

多功能四轮自走式棉苗移栽机的设计

为了克服传统棉苗移栽机操作劳动强度大、移栽与浇水无法联合作业、利用率低等问题,通过优化整机结构布置,合理匹配移栽部分以及车辆传动系统的结构,设计出GDSZMY-1型多功能四轮自走式棉苗移栽机,解决了传统棉苗移栽机驾驶员无法进行移栽与浇水联合作业等问题,若拆下移栽部分,装上喷药部分,该机还可以进行棉田植保作业。田间试验表明,该机移栽速度1.0~2.16km/h,株距40~60㎝,并实现了断续浇水,每株浇水量在300~500mL,移栽后直立度合格率为98.2%,成活率为96.9%。     

水稻钵苗移栽机作业质量测试方法研究

基于水稻钵苗移栽机作业原理,建立了水稻钵苗移栽机作业质量测试方法,确定了秧苗条件、试验地条件和作业质量的测量指标和方法。依据提出的测试方法对2Z-6型水稻钵苗移栽机进行作业质量测试,结果表明:(1)产品的漂秧率为0. 5%±0. 2%,翻倒率为0. 6%±0. 4%,平均栽秧深度为20. 5 mm±1. 2 mm,能够满足作业质量要求;(2)产品的伤秧率为3. 5%±1. 0%,均匀度合格率为80. 6%±3. 5%,漏栽率为2. 8%±1.9%,基本满足或不能作业质量要求;(3)建立的测试方法能够对水稻钵苗移栽机进行作业质量测试,产品的移栽装置的结构参数需进一步优化,以提高钵苗移栽作业质量。     

基于PLC的全自动移栽机取苗喂苗控制系统设计

针对目前全自动移栽机作业效率低、稳定性低的问题。结合自主设计的全自动移栽机装置,基于可编程控制器PLC设计一种穴盘苗的取喂苗控制系统,并进行田间试验。试验表明,系统通过PLC控制多个气缸与步进电机,能够实现取苗、喂苗的协调配合。在移栽速率为60～120株/min范围内,取喂苗成功率与苗株完整率均大于95%。控制系统能适应不同移栽速率下的自动移栽作业,最终实现高效稳定自动移栽。     

自动投苗移栽机推广应用研究

自动投苗移栽机是在人工投苗移栽机械基础上发展起来的新一代移栽机具,具有节省人工、减轻操作手劳动强度,作业高效等优点,在新疆巴州地区辣椒和西红柿穴盘苗大田移栽作业环节得到较为广泛的推广应用。巴州良佳农机制造有限公司是专注移栽机械的专业厂家,于2009年开始研制自动投苗移栽机。     

全自动温室钵苗移栽机设计与试验

为提高钵苗移栽机自动化程度和工作效率,设计了一种可实现8爪整体间隔取苗、分散间隔投苗、可用于穴盘到穴盘或花盆间的高效全自动钵苗移栽设备。阐述了移栽机的结构原理与工作过程,基于整体间隔取苗、分散间隔投苗原理,对移栽机整体结构及取苗爪分散部件进行设计,并合理规划移栽策略;综合考虑移栽动平台运动规律及同步带变形对动平台定位精度的影响,在ADAMS中建立移栽动平台刚柔耦合仿真模型,分别选取动平台水平运动等加速等减速、三次多项式和五次多项式运动规律进行仿真分析,结果表明3种运动规律定位精度均大于99.7%,其中五次多项式运动规律下定位精度最高。在不同移栽频率下对移栽动平台的定位精度及整机作业性能进行了试验,试验结果表明：移栽动平台在行程内的运动误差在0.15~1.22mm,在120株/min移栽频率下移栽合格率可达90.23%,且随着移栽频率降低,移栽合格率逐渐提高,整个移栽作业运动协调可靠,定位精度高,可实现整体间隔取苗、分散间隔投苗的高效作业要求。     

都市微农业蔬菜钵苗电动移栽机的设计与试验

针对我国都市微农业移栽作业存在设备成本高、通用性差及室外旱地移栽机并不能适应都市微农业蔬菜钵苗移栽等问题,设计了一种基于单片机控制的都市微农业蔬菜钵苗电动移栽机,可满足对不同行距、株距要求的蔬菜钵苗实现供苗、栽植及覆土作业。首先,确定了移栽机采用电动控制部分,采用Arduino开发实现,并通过气缸及电动推杆代替以往复杂的机械传动机构在空间运动完成栽植;其次,单片机控制4个步进电机完成鸭嘴栽植器的三维空间运动,并可以实现株距行距的任意调整;最后,试制样机并进行了田间移栽作业,使用西红柿苗、黄瓜苗、辣椒苗作为试验对象开展移栽试验。试验结果表明:3种钵苗的株距变异系数均小于10%,栽植深度合格率均大于90%,西红柿苗栽植成功率为91.21%,黄瓜苗栽植成功率为92.31%,辣椒苗栽植成功率为94.91%,各项性能指标符合旱地栽植机械国家标准,栽植性能稳定。     

钵苗移栽机电动底盘及驱动系统设计研究

育苗移栽在农作物生产过程中起着关键作用,而传统的育苗移栽以人工移栽为主,导致作业人员劳动强度大、移栽效率低、移栽成本高,致使移栽效果差、农作物产量不足。为此,应用电动汽车技术,在传统钵苗移栽机的基础上,通过分析移栽机电动底盘的功能需求,对移栽机底盘进行优化和改进,完成了移栽机电动底盘的结构设计,并对移栽机驱动系统的步进电机、伺服电机及电源模块进行硬件及软件流程设计。结果表明:优化后的钵苗移栽机电动底盘具有较长的续航能力,驱动系统稳定,移栽作业效率高,大大提高了劳动生产效率,降低了农民的劳动生产强度,对实现农业生产现代化具有重要的现实意义。     

自动移栽机作业质量监测系统的设计与试验

为实现自动移栽机实时作业质量信息的监控、反馈等功能,设计了一种可进行移栽机作业质量与运行轨迹的信息监测系统。使用工业相机并配合绝对值编码器,采集栽植钵苗的图像信息;使用计算机视觉技术对图像进行分析处理,识别栽植点是否存在钵苗,并将栽植点的经纬度坐标值按格式存储;创建GIS系统并加载地理位置信息文件,在地图中显示移栽机运行轨迹和漏苗信息等功能。试验表明:在移栽机正常工作下,钵苗识别准确率较高,GIS系统功能测试稳定,基本可以完成整体系统需求。     

导苗管式移栽机的烟苗移栽质量影响因素分析

烤烟是我国重要经济作物之一,种植面积大。烟草是以育苗移栽为主的作物,移栽是烤烟种植的重要环节,机械移栽的质量关系到烤烟的后期生长。目前,使用的移栽机主要有导苗管式、链夹式、盘夹式和吊篮式移栽机等。为此,重点分析了在移栽烟苗过程中导苗管式移栽机的优势及影响导苗管式移栽机作业质量的因素,对烟苗在移栽过程中各个阶段的运动轨迹进行了分段分析,为后续研究提供理论基础。分析认为,导苗管的倾斜角度、地轮的滑移率与移栽机的行走速度对烟苗移栽质量中的直立度、株距稳定性和漏栽率都有不同的影响。     

组合振动导苗筒式移栽机研究

介绍了2ZB型组合振动导苗筒式移栽机总体结构、送苗机构及田间试验情况。移栽机采用水平旋转式送苗机构和装配式苗杯,操作方便,效率高,提高了不同规格钵苗的适应性。试验表明,设计的2ZB型组合振动导苗筒式移栽机栽直率大于95％,漏栽率小于1％,栽植深度均匀,覆土稳定,满足纸筒钵苗移栽作业要求。     

2ZDJ-2型钵苗移栽机栽植系统试验

为了提高导苗管式移栽机栽植作业效果及稳定性,以导苗机构为研究对象,选取连杆杆长、曲柄初始相角和移栽机作业速度为试验因素,钵苗直立率为试验指标,在室内土槽中对研制的2ZDJ-2型钵苗移栽机进行了混合水平均匀试验设计。建立了试验因素与指标间的多元非线性回归模型,并分析了因子效应对试验指标的影响规律。采用Matlab软件对试验取值范围内的因子组合进行了优化求解,并进行了最优因子组合方案重复性验证试验,试验结果表明,曲柄初始相角取70°,连杆杆长取356 mm,作业速度设定280 mm/s时,钵苗直立率升至95.5%,导苗机构作业性能稳定。     

2YZS自走式烟草移栽机的设计

针对我国烟草种植区烟草栽培仍然沿用传统的人工挖坑、浇水、移栽这样一种费工、费时、劳动强度大、保苗率低的栽培农艺过程,设计开发了自走式烟草移栽机。该机采用回转式鸭嘴挖坑丢苗与阀桶式浇水相结合的移栽机构,并由小功率汽油发动机驱动实现自走。该机一次可完成挖坑、浇水、施肥、移栽和覆土等作业。该移栽机主要由投苗移栽系统、浇水系统、仿形控制系统、转向系统、变速行走系和链传动装置组成。田间试验结果表明,该机移栽深度在80～100mm之间,其作业质量符合烟草种植农艺要求。     

新型移栽机在不同作业条件下的田间试验研究

对某新型电动自走式钵苗移栽机样机开展了在两种不同作业条件下的烟苗移栽田间作业对比试验,并对其栽植精度、栽植质量和栽植频率等性能指标进行了测试评价,以考核其工作性能是否达到设计要求及是否适宜云南烟区移栽农艺要求。试验结果表明:起垄质量、钵苗大小对移栽机的移栽质量和栽植精度影响较大,烟苗基质质量和紧实度对导管式移栽机移栽质量也有一定的影响,该样机已基本达到设计和使用要求。     

水稻钵苗移栽机试验研究

水稻钵苗移栽是一种利用钵盘育秧的水稻移栽技术,是水稻种植过程中的重要环节。由机械替代人工完成移栽是推广钵苗移栽技术的关键。为此,在以五杆双曲柄分插技术为核心的水稻钵苗移栽机上进行试验研究,结果表明:水稻单穴内秧苗拉拔力小于抗拉断力,取苗秧夹夹持秧苗茎秆的取苗方式可行;水稻钵苗移栽机栽深和株距可控,栽植翻倒率为16.7%,漏插率为14.7%,伤秧率为3.4%,栽后第2天长型根,基本无缓苗;由根系生长来看,钵体苗表现更为粗壮,抗倒伏能力强;产量较同期毯状苗机插每穗平均增加4.6%。同时,针对水稻钵苗移栽机试验中所产生的作业质量、效率等问题,分析了农机和配套农艺问题,旨在对后续机具的研发提供参考,为水稻高产稳产提供技术支撑。     

吊杯式移栽机喂苗机构改进设计

针对2ZB-2型吊杯移栽机喂苗机构可靠性较差、作业效率低等问题,将喂苗机构的金属转盘、投苗筒和活门部件改进成304不锈钢材质,提高喂苗机构的耐腐蚀性,进而提高设备的作业性能和效率;将投苗筒斜口的角度由原来的45°改为50°,导苗嘴上口直径增大10 mm,延长活门打开时间,避免夹苗现象,提高设备对秧苗适用性,最大栽植高度可提高4 cm。田间试验表明,改进后移栽机的漏苗率为1.55%,比改进前降低了1.75个百分点;合格优良率达79.88%,提高了12.99个百分点;作业效率提高了11.11%,达到0.05 hm~2/h;可靠性提高22.51个百分点,达到88.61%;同时移栽机作业成本降低了185.7元/hm~2。喂苗机构的改进,解决了生锈问题,降低了挂苗、夹苗现象,进而降低设备故障时间,提高了设备稳定性与可靠性,对实现移栽机的普及推广具有重要意义。     

2CGF-2型甘薯移栽机改装滴灌带后作业性能试验

为解决2CGF-2型甘薯移栽机在京郊地区作业中浇水带苗的技术问题,以农机农艺融合为切入点,将原有水箱装置改为滴灌带,并对移栽机进行了移栽试验。结果表明,改装后移栽机移栽合格率为100.0%,株距变异系数为10.3%,移栽深度平均值为8.7 cm,滴灌带上方平均覆土厚度为3.3 cm,滴灌带铺设位置在薯苗侧下方,侧方平均距离为3.3 cm,下方平均距离为4.3 cm,达到农艺种植指标要求。该机劳动生产率较人工移栽有大幅度提高,且生产作业成本较低,适宜在京郊进行薯苗移栽作业,可以在实际生产中推广应用。      

基于PLC的自动蔬菜穴盘钵机制钵和输送装置研究

钵苗移栽技术是一项现代农业增产技术,在国内外得到了广泛应用。在钵苗移栽作业过程中,大部分采用的是人工作业的方式,这种作业方式作业效率低,并且对苗的损害较大。为了提高钵苗移栽的自动化程度,设计了一种新的基于PLC的蔬菜钵苗移栽机自动制钵和输送装置。该装置采用PLC控制系统,利用伺服电机和步进电机可以实现高精度秧苗的推出和准确定位,降低了秧苗的损失。利用带传动和齿轮传动实现了转筒和栽植器的同步。最后,在实验大棚对穴盘钵苗自动输送装置的效果进行了测试,为了验证试验机的效果,将人工实验结果和试验机测试结果进行了对比。结果表明:采用基于PLC控制系统蔬菜穴盘钵苗机的移栽作业和人工方式相比,蔬菜苗损失率有所下降,成功投苗率提升,从而验证了装置的可靠性。