蔬菜移栽机的研究与设计
移栽机调研报告
移栽机调研报告由于新疆特殊的环境，致使在新疆的大环境下，很多作物的移栽要求和整体基本过程是相同的，所以为了能够更加深入全面的了解移栽，在不刻意追求细节和不同的需要下，我们选择了棉花、西红柿和辣椒作为研究对象。
移栽是一个从育种到机械移植再到移植后正确管理的过程，每一个环节一定程度上决定下一个环节，较全面的了解整个移栽过程，也有利于单个过程的研究和发展。
所以我们尽可能较全面的研究了移栽的每个过程，在本报告中收集了对机械移栽过程有直接影响的环节。
由于资源有限，调研所得资料不多，所以通过其他手段获取一些资料。
由于新疆特殊的地理位置和气候条件，使光照和温度条件不能满足作物整个周期的生长需要。
移栽能很好满足人们使作物实现最大利润的需要。
据了解，棉花育苗移栽技术与常规棉花直播技术相比，棉花出苗期可提前15天到25天，能有效避开低温、霜冻、冰雹等天气影响，单产提高30％，成熟提前，采收期延长，可适当缓解采收劳力。
移栽主要有育苗和移植两个环节组成。
其中育苗技术是新疆耕作栽培的一项新技术。
但在生产中移栽苗往往受土壤温度、土壤湿度、病害、机力作业、日光强度、操作不当等因素影响，移栽后形成僵苗，达不到预期的效果，形成生产风险。
目前常使用的育苗方式有水浮育苗、穴盘育苗、裸根育苗、营养钵育苗。
本报告研究的育苗方式是穴盘育苗。
应用固定穴盘，控制主根的伸长，能促进侧根数的增加，并利用侧根将每穴中的育苗基质固定成穴孔的形状，由于体积小，能很轻松地直接取出移入大田。
我们了解了如下过程：1、基质的配置基质是作物苗期摄取水分和养分的主要载体，同时也对作物移栽时提苗是否散开起着重要的作用。
因此基质的配置在作物育苗移栽过程中也是非常重要的环节。
2、播种选取优良品种是保证育苗全苗率和成活率的重要过程，为提高种子的利用率和育苗全苗率，要做到精细播种。
播种前种子要做处理，根据不同作物选取药物拌种，晒种、浸种、催芽、消毒处理。
合理密植。
合理密植既能充分利用阳光和地力，使个体和群体得到协调发展，密度能改变小气候，以株增产，是夺取高产的一项重要技术措施。
旱地蔬菜移栽机移栽机构设计与试验
旱地蔬菜移栽机移栽机构设计与试验曹忠亮,郭登科,王㊀瑀,郭建华(齐齐哈尔大学机电工程学院,黑龙江齐齐哈尔㊀161001)摘㊀要:旱地蔬菜栽培技术仍然以传统的人力为主,存在存活率低㊁栽培效率低㊁工作量大且复杂等缺点㊂为此,提出了一种旱地蔬菜移栽机装置㊂首先,确定了旱地蔬菜移栽机的基本结构,确定以链传动为传动方式;采用悬杯形式进行移栽,悬杯通过凸轮连接悬杯圆盘进行转动,从而达到移栽效果㊂对移栽机构进行三维建模,模型导入Creo软件进行机构运动仿真,设定不同的λ值与之对应的悬杯圆盘转速,确定秧苗移栽的距离在200~ 400mm左右,验证了结构的合理性㊂根据设计参数制作了试验样机进行田间试验,结果表明:秧苗间距和移栽深度达到试验设定的规格,5组试验的秧苗直立程度良好,为其后秧苗的生长创造了有利的条件㊂关键词:蔬菜移栽机;悬杯式;移栽机构;运动仿真;旱地中图分类号:S223.94㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A文章编号:1003-188X(2021)06-0079-050㊀引言蔬菜种植在我国属于劳动密集型活动,在蔬菜幼苗的培育方面投资很大,可以占到销售额的50%㊂其原因是种植作物的技术不仅仅依赖于生产条件,而且还依赖于气候[1]㊂针对这种情况,缩短植被周期和增加产量成为了蔬菜种植必须解决的问题,因而寻求更经济㊁更有效的作物生产方法势在必行[2]㊂目前,我国广泛使用的蔬菜栽培技术是以传统的人力辅以各种农具为主的移栽方式,栽培大多在较为狭小的旱地㊂这种以人力为主的移栽方式不仅会使移栽苗受到伤害,且不能统一掌控幼苗的移栽深度,降低了成活率㊂因此,优化升级蔬菜移栽机,让具有自动化及小型化特点的旱地蔬菜移栽机更加适合国内生产条件,能够适应并可以达到不同蔬菜的移栽需求,是蔬菜移栽机所要优化解决的问题[3-6]㊂1㊀移栽机的基本结构及传动方式1.1㊀移栽机的基本结构悬杯式移栽机结构图如图1所示㊂秧苗移栽器主要部件包括凸轮㊁移栽器和偏心转盘及连杆机构㊂移栽器安装于与机架相连的牵引臂上,地轮运收稿日期:2019-11-14基金项目:黑龙江省自然科学基金项目(QC2018072);齐齐哈尔大学教育教研项目(2017076);黑龙江省创新创业项目(201610221035);黑龙江省高等教育教学改革研究项目(SJGY20190719)作者简介:曹忠亮(1983-),男(达斡尔族),黑龙江齐齐哈尔人,副教授,硕士生导师,博士,(E-mail)caoliang-8302@㊂动带动主传动轴,主传动轴与移栽器一侧的链轮相连,链条传动带动移栽器的轴转动,进而开始工作[7-9]㊂1.牵引点㊀2㊁U型螺栓㊀3.悬挂横梁㊀4.横梁与地轮连接件5.地轮架㊀6.地轮㊀7.链轮㊀8.鸭嘴㊀9.凸轮㊀10.覆土镇压轮11.挡板㊀12.放苗架㊀13.牵引臂㊀14.移栽深度调节丝杠㊀15.座椅图1㊀悬杯式移栽机结构图Fig.1㊀Structural diagram of cantilever cup transplanter1.2㊀移栽机的传动方式图2为悬杯式蔬菜移栽机的传动图㊂在牵引机构的作用下,地轮运动会带动链轮a协同转动,通过传动轴的作用,在主传动轴上的链轮b随之转动,从而使移栽器进行工作㊂2㊀关键结构的零部件设计秧苗移栽器是移栽机中最重要的机构,在牵引机2021年6月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第6期构及链传动的作用下,移栽器会做循环圆周运动㊂移栽器与主动圆盘和从动圆盘组成了多杆机构的曲柄,与圆盘共同做圆周运动㊂当悬杯运动到最高点时,秧苗放入悬杯中;随着圆盘的转动,悬杯运动到离地面最近的时候,悬杯末端的鸭嘴在凸轮的作用下将秧苗投放到悬杯打好的孔中,插秧完成;完成插秧后,鸭嘴在自身弹簧的作用下合并,悬杯再次运动到最高点时,完成1个工作周期㊂蔬菜移栽器工作示意图如图3所示㊂1.地轮㊀2.移栽器㊀3.链轮组a㊀4.链条㊀5.主传动轴㊀6.链轮组b图2㊀蔬菜移栽机传动图Fig.2㊀Drive Chart of Vegetable Transplanter1.牵引机架㊀2.偏心导轨㊀3.链轮㊀4.悬杯5.凸轮㊀6.主动圆盘㊀7.从动圆盘图3㊀蔬菜移栽器工作示意图Fig.3㊀Working schematic diagram of vegetable transplanter2.1㊀悬杯的设计悬杯的运动由两个运动合成:一是动力装置带动移栽机前进或后退的线性运动,另一个是悬杯随着圆盘所做的圆周运动㊂悬杯的运动轨迹如图4所示㊂当选取悬杯的主动圆盘的圆心为零点,建立直角坐标系,得出悬杯在X㊁Y方向上的运动方程为X=V车t+R盘cosωt(1)Y=-R盘sinωt(2)式中㊀V车 拖拽设备的行驶速度;㊀R盘 悬杯圆盘的半径;㊀ω 悬杯圆盘的角速度;㊀t 悬杯运动的时间㊂令λ=R盘ωV车,可以得出:当λ>1时,悬杯的运动轨迹为Ⅰ;当λ=1时,悬杯的运动轨迹为Ⅱ;当λ>1时,悬杯的运动轨迹为Ⅲ㊂当悬杯随着圆盘运动到A 点时,悬杯在凸轮的作用下鸭嘴被打开,当鸭嘴打开的角度变得最大时,悬杯离地面最近;此时,悬杯位于图像B点,完成插秧后,悬杯上升,鸭嘴随之关闭㊂所以,当λ>1时,为最佳投苗时间的选择范围㊂图4㊀悬杯的运动轨迹Fig.4㊀Motion analysis of cantilever cup确定了悬杯的运动轨迹后,则V车=f60㊃S(3)式中㊀f 蔬菜的移栽频率;㊀S 秧苗之间的距离㊂令f=60株/min(蔬菜的种植频率可取为40~70株/min),秧苗之间的距离S与频率f成正比关系㊂当λ>1时,由λ=R盘ω/V车可以得出R盘ω/V车>1(4)此时,把式(3)带入式(4)中,得N<2πR盘/S(5)式中㊀N 悬杯的个数㊂悬杯圆盘半径取R=200mm,悬杯个数N与秧苗与秧苗之间的距离S的关系如表1所示㊂表1㊀极限悬杯数量与秧苗间距的关系Table4㊀Relationship between limit cup number and seedling spacing秧苗间距/mm悬杯数量/个秧苗间距/mm悬杯数量/个20063004400350026002㊀㊀市面上流通的蔬菜在进行移栽时秧苗之间的距2021年6月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第6期离大多在300~400mm之间,定义悬杯圆盘半径R= 200mm,通过表3与表4可知,圆盘上的悬杯个数为3个最为合理㊂2.2㊀传动比计算移栽机的总传动比为i 总=ωω地=2πR地NS(6)式中㊀i总 移栽机的总传动比㊂由式(6)可以看出:悬杯个数N和地轮半径R地之间的关系㊂给定地轮半径R地=305mm,为了适应不同蔬菜的移栽要求,使秧苗之间的距离为200~400mm,带入式(6)得到移栽机的总传动比的取值范围为1.597~3.192㊂移栽机为二级传动链轮,所以移栽机的总传动比的另一种表示形式为i 总=Z地Z aˑZ bZ盘(7)式中㊀Z地 地轮所用链轮的齿数;㊀Z盘 与圆盘相连的齿轮齿数;㊀Z a 与Z地链传动的齿轮齿数;㊀Z b 与圆盘齿轮链传动齿轮齿数㊂Z a与Z b在同一传动轴上,可以得到秧苗间的距离为S=2πR地Ni总(8)式中㊀R地 地轮半径;对于小型自动化的移栽机而言,齿轮的大小要适合机器本身要求,所以确定Z地=23齿,Z a=17齿,Z b =27齿,Z盘=23齿,则i23=2317ˑ2723=1.588(9)S23=2πˑ3053ˑ1.588=402mm(10)由式(9)和式(10)可知:当齿轮的齿数为23齿时,总传动比为i23=1.588,秧苗之间的距离为S23= 402mm㊂3㊀移栽机构运动仿真在SoildWorks中建立好三维模型后,导入Creo中进行运动仿真㊂在Creo中对各个独立的零件添加运动副和约束,目的是为了验证所设计的移栽机构能否达到预期的运动目标㊂图5为移栽机构的仿真约束图㊂图5㊀移栽机构仿真约束图Fig.5㊀Simulation constraint diagram of transplanting mechanism当λ<1(λ=0.5)时,悬杯的运动轨迹如图6所示;当λ=1时,悬杯的运动轨迹如图7所示;当λ> 1(λ=1.6)时,悬杯的运动轨迹如图8所示㊂图6㊀λ<1时悬杯的运动轨迹Fig.6㊀The trajectory of the suspension cup whenλ<1图7㊀λ=1时悬杯的运动轨迹Fig.7㊀The trajectory of the suspension cup whenλ=1图8㊀λ>1时悬杯的运动轨迹Fig.8㊀The trajectory of the suspension cup whenλ>1当λ=1时,悬杯投放完秧苗后,秧苗在一瞬间是不能进入打好的孔中,而是有一个下落的过程;当λ<1时,悬杯在插秧的过程中不能完成1个完整的插秧动作,因而也不是最佳选择;只有当λ>1时,悬杯的运动轨迹才符合蔬菜移栽的要求㊂λ>1时悬杯的运动仿真图如图9~图11所示㊂移栽前进方向的位移分量随时时间变化如图9所示㊂移栽前进方向的速度分量随时时间变化如图10所示㊂移栽前进方向的加速度分量随时时间变化如图11所示㊂图9㊀λ>1时悬杯的位移Fig.9㊀Displacement of the suspension cup Whenλ>1图10㊀λ>1时悬杯的速度Fig.10㊀The velocity of the suspension cup whenλ>1图11㊀λ>1时悬杯的加速度Fig.11㊀Acceleration of the suspension cup in whenλ>1保证移栽秧苗的直立度是蔬菜种植的基本要求㊂通过移栽机构的运动仿真图分析并根据 零速投苗 [10]原理可知:当λ>1时,速度在水平方向上的矢量才会出现零点㊂因此,λ>1是移栽机正常工作的必要条件㊂移栽机的总传动比计算公式为i 总=ωω地=2πR地NS(3-1)式中㊀ω地 地轮的角速度㊂秧苗间距㊁传动比㊁λ之间的关系如表2所示㊂由表2可以看出:只有当株距小于400mm时,λ>1㊂所以,可以得出总传动比的取值范围是在1.596~3.192之间㊂由此确定能够实现的蔬菜移栽范围是200~400mm㊂表2㊀秧苗间距㊁传动比㊁λ之间的关系Table2㊀Relationships among seedling spacing,transmission ratio andλ秧苗间距/mm传动比λ200 3.192 2.128250 2.554 1.703续表2秧苗间距/mm传动比λ300 2.128 1.418350 1.824 1.216400 1.596 1.0634㊀试验4.1㊀试验装置及条件为了验证悬杯式蔬菜移栽机机构设计的正确性,进行了移栽机送苗装置运行试验,在分布均匀的田间土壤上进行西兰花幼苗的移栽试验㊂相关参数如表3所示㊂表3㊀移栽机的主要设计参数Table3㊀Main design parameters of transplanter参数项目单位数据移栽机尺寸(长ˑ宽ˑ高)mm1445ˑ1478ˑ1245移栽机行驶速度m/s0.3种植行数2钩挂形式三点悬挂动力需求kW18或18以上行距mm400秧苗间距离规格mm320移栽深度mm404.2㊀试验分析以表3设定的相关数据作为试验参数,进行田间试验,得出数据如表4所示㊂由表4可知:秧苗间距和移栽深度达到试验设定的规格,5组试验的秧苗直立程度良好,为其后秧苗的生长创造了有利条件㊂表4㊀蔬菜移栽机实验数据记录Table4㊀Experimental data record of vegetable transplanter 组次试验秧苗株数试验数据平均秧苗间距/mm直立合格率/%平均移栽深度/mm 1100322.69541.42100318.59338.53100320.89740.74100318.29439.25100317.59440.95㊀结论设计了一种蔬菜移栽机,采用悬杯式移栽机构㊂通过运动仿真分析得知:当λ>1时,悬杯运动到最低点,悬杯运动的速度在水平方向上的瞬时速度矢量与地面的相对速度为零,即 零速投苗 ㊂试验结果表明:秧苗被平稳地插入土壤中,并获得了优良的直立度,两株秧苗移栽的距离在200~400mm,为其后秧苗的生长创造了有利的条件㊂移栽机构具有良好的工作可靠性和适应性,能够达到一般蔬菜的移栽要求㊂参考文献:[1]㊀冯时佳,谢俊,朱伟,马履中.秧苗移栽机器人的运动控制研究[J].机械设计与制造,2008(3):166-168. [2]㊀汤修映,侯书林,朱玉龙,等.油菜移栽机械化技术研究进展[J].农机化研究,2010,32(4):224-227.[3]㊀谢俊,尹小琴,马履中,等.基于多轴运动控制器的三自由度并联秧苗移栽机器人的研究[J].机械科学与技术, 2011,30(2):336-339,344.[4]㊀潘启明.国内外移栽机技术现状与发展趋势[J].安徽农业科学,2013,41(31):12478-12479.[5]㊀于晓旭,赵匀,陈宝成,等.移栽机械发展现状与展望[J].农业机械学报,2014(8):44-53.[6]㊀汤修映,侯书林,朱玉龙.等.油菜移栽机械化技术研究进展[J].农机化研究,2010,32(4):224-227. [7]㊀杨华,韩宏宇,窦钰程,等.我国旱地移栽机械的现状及发展建议[J].农机使用与维修,2012(3):32-33. [8]㊀王君玲,高玉芝,李成华.旱地钵苗移栽机械化生产的现状及发展趋势[J].农业机械化与电气化,2003(5):5-6.[9]㊀BIOTECHNOLOGY.Research conducted at university of pisahas provided new information about Biotechnology(A field vegetable transplanter for use in both tilled and no-till soils)[J].Biotech week,2019,62(3):593-602. [10]㊀张荣毅,张祖立,翟殿波,等.悬杯式蔬菜移栽机栽植单体的数字化设计[J].农机化研究,2013,35(5):107-110,118.Design and Motion Simulation of Key Parts ofVegetable Transplanter in DrylandCao Zhongliang,Guo Dengke,Wang Yu,Guo Jianhua(School of Mechatronics Engineering,Qiqihaer University,Qiqihar161001,China) Abstract:Dryland vegetable cultivation techniques are still dominated by traditional manpower,and have shortcomings such as low survival rate,low cultivation efficiency,large workload and complexity.Based on the above problems,this paper proposes a dryland vegetable transplanting device.Firstly,the basic structure of the dryland vegetable transplanting machine was determined.The design of the chain transmission was determined.The transplanting mechanism was trans-planted in the form of a hanging cup.The hanging cup was rotated by the cam to connect the hanging cup disc to achieve the transplanting effect.The three-dimensional software is used to carry out three-dimensional modeling of the transplan-ting mechanism.The model is imported into Creo software for mechanism motion simulation,and differentλvalues corre-sponding to the hanging cup disk rotation speed are set,so that the distance of seedling transplanting is determined to be 200mm~400mm.Left and right,verified the rationality of the structure.The test samples were made according to the design parameters for field experiment.The results showed that the seedling spacing and transplanting depth reached the specifications set by the experiment.The seedlings of the five groups were well-erected,which created favorable condi-tions for the growth of the seedlings.Key words:vegetable transplanter;cantilever cup;transplanting mechanism;motion simulation;dryland。
蔬菜移栽机
链夹式移栽机
导苗管式移栽机 移栽机结构特点 吊篮式移栽机 挠性圆盘式
鸭嘴式移栽机
四、蔬菜移栽技术的工艺流程
开沟器开沟
人工操作把钵苗放入栽植器
钵苗落入沟中
完成覆土镇压
五、蔬菜钵苗移栽的作业要求
1.秧苗种类 ①以穴盘秧苗为宜，穴盘圆形钵体直径不大于 3 厘 米，方形钵体长度不大于 3 厘米。根系无缠绕，起 苗方便。 ②常规培育的裸苗，高度不大于 15 厘米，开展度 不大于 20 厘米。秧苗健壮，苗直无损伤。 2.整地要求 根据土壤的性状采取相应的耕整方式，沙性土浅旋 耕，黏性土干旋干耕。
小型半自动化为主
我国国情
面向温室作业
高速度
自动化
3.专用移栽机械与通用移栽机械相结合，以通用蔬菜栽植机 械为主，并向标准化、系列化、规格化方向发展 4.机具结构要简单、成本低廉、秧苗栽植质量可靠。
良好发展趋势、广阔发展前景
Hale Waihona Puke 八、参考文献[1]魏桃芝、安风弟、肖景文等.2ZB-6型钵苗移栽机的简介.《现代农业》， 1998 :3-29. [2] 安风平、龚丽农、宋洪波等.2YZ-40型吊篮式钵苗栽植机的研究.《现代农 业》， 1999 :2-31. [3] 耿端阳、董锋、汪遵元.2ZG-2型钵苗移栽机栽直率的研究.《现代农业》 ,1999, 8-28. [4] 曾爱军等.ZDF型半自动导苗管式移栽机.《现代农业》，2000,5-31. [5]胡波、侯林山.2ZT-2型甜菜移栽机.《现在农业》，2000,3-30. [6]农机化研究编辑部。2ZT型移栽机研究设计。《农机化研究》，1999,153.
THE END
蔬菜移栽机械化技术
孟繁超
一、蔬菜移栽机研究的目的意义
青菜高密度移栽机植苗机构的设计与试验
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在运动速度较高时振动较大,限制了该植苗机构的
工作效率。
密植型蔬菜的经济价值高、产量需求大,国外
,同样不能满足国内密植移栽的要
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求。韩国的 A5
1200 型半自动密植移栽机 7 ,可以
进行8行移栽作业,行距设定为 150 mm,而株距可
尚无密植型 全 自 动 移 栽 机,已 有 的 小 型 移 栽 机 不
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单行蔬菜钵体苗自动移栽机的设计—取苗装置设计
本科毕业设计（论文）通过答辩目录Abstract (3)第1章绪论 (6)1.1前言 (6)1.2国内外蔬菜钵苗取苗机构的发展概述 (8)1.2.1我国蔬菜钵苗移栽机械化发展概况 (8)1.2.2我国蔬菜钵苗移栽机存在的问题 (9)1.2.3我国蔬菜钵苗移栽机存在问题解决途径分析 (9)1.2.4国外蔬菜钵苗自动移栽机的发展和研究成果 (10)1.2.5蔬菜钵苗移栽机发展方向 (11)1.3国内取苗机构存在的主要问题和发展方向 (12)1.3.1国内取苗机构发展存在的主要问题 (12)1.3.2国内蔬菜取苗机构的发展方向 (12)1.4本文的研究目标 (13)1.5本文的主要工作及内容安排 (14)1.6本章小结 (14)第2章蔬菜钵苗取苗机构的运动学分析 (15)2.1取苗爪工作要求的实现 (15)2.2蔬菜钵苗取苗机械手的机构组成与工作原理 (16)2.3 椭圆齿轮传动的运动分析 (18)2.3.1 椭圆齿轮的啮合特性及优点 (18)2.3.2 椭圆齿轮的角位移、角速度和传动比分析 (19)2.4蔬菜钵苗取苗机械手运动学模型的建立 (21)2.4.1运动学分析符合的说明 (21)2.4.2蔬菜钵苗取苗机械手位移分析 (22)2.4.3机械手上各点位移方程和各构件角位移方程 (23)2.4.4 机构上各点的速度方程和各构件角速度方程 (25)2.4.5 机械手上各点的加度方程和各构件角加速度方程 (26)2.5本章小结 (28)第3章蔬菜钵体苗自动移栽机取苗机构的参数优化 (29)3.1优化目标与变量 (29)3.2辅助分析优化软件 (29)3.2.1人机交互简介 (30)3.2.2本课题人机交互软件介绍 (31)3.2.3椭圆齿轮参数计算 (31)3.2.4取苗机构参数优化步骤 (32)3.2.5取苗爪尖点的速度分析 (33)3.3本章小结 (35)第4章蔬菜钵苗自动移栽机取苗机构的结构设计 (36)4.1蔬菜钵体自动移栽机取苗机构的整体结构设计 (36)4.2取苗臂机构设计 (37)4.3 CAD软件介绍 (38)4.3.1 CAD二维取苗机构零件图 (39)浙江理工大学本科毕业设计4.4 Proe软件介绍 (40)4.4.1 三维Proe取苗机构零件图 (41)4.5总装配图 (42)4.6 本章小结 (43)第5章总结与展望 (44)5.1 总结 (44)5.2 进一步的展望 (45)致谢 (46)参考文献 (47)附录 (49)蔬菜钵体苗自动移栽机——取苗装置设计摘要移栽是蔬菜生产过程中的重要环节之一，移栽具有对气候的补偿作用和使作物生育提早的综合效益，可以充分利用光热资源，其经济效益和社会效益均非常可观。
蔬菜穴盘苗自动移栽机设计及关键技术研究
蔬菜穴盘苗自动移栽机设计及关键技术研究摘要：本文基于蔬菜穴盘苗移栽的生产需求，设计了一种自动化移栽机。
该移栽机采用了传感器、控制系统和执行机构等关键技术，实现了对穴盘苗的自动化分选、定位和移栽。
移栽机具有高效率、高精度和低故障率等优点，适用于不同规格的穴盘苗的移栽。
关键词：蔬菜穴盘苗、自动移栽机、传感器、控制系统、执行机构1引言随着现代农业技术的不断发展和进步，蔬菜种植的自动化程度也得到了显著提高。
在蔬菜生产过程中，穴盘苗移栽是一项重要的环节，也是提高蔬菜品质和产量的关键技术之一。
然而，传统的穴盘苗移栽方式往往需要大量人力和时间，而且精度和效率都比较低，已经不能满足现代化大规模生产的需求。
因此，为了提高穴盘苗移栽的自动化程度，本文基于蔬菜穴盘苗移栽的生产需求，设计了一种自动化移栽机，并对其关键技术进行了研究。
该移栽机采用了传感器、控制系统和执行机构等关键技术，实现了对穴盘苗的自动化分选、定位和移栽，具有高效率、高精度和低故障率等优点，适用于不同规格的穴盘苗的移栽【1】。
此外，本文还介绍了移栽机的关键技术和实验结果分析，为蔬菜自动化生产提供了有益的探索和参考。
同时，随着农业科技的不断发展和进步，相信移栽机在未来的应用和发展前景也将更加广阔。
2蔬菜穴盘苗移栽机概述2.1穴盘苗移栽的生产需求在蔬菜生产过程中，穴盘苗移栽是一个非常重要的环节。
穴盘苗是指在特殊的穴盘中育苗，其种植质量稳定，发芽率高，且可有效抑制病害，成为了蔬菜生产中一种重要的育苗方式。
然而，传统的穴盘苗移栽方式存在一系列问题，如移栽效率低、移栽质量不稳定、工作强度大等。
因此，需要一种新型的穴盘苗移栽机，以提高穴盘苗的移栽效率和质量。
2.2移栽机的基本结构和工作原理蔬菜穴盘苗自动移栽机主要由料斗、分选机构、输送机构、定位机构、移栽机构、控制系统等组成。
移栽机的基本工作原理是：通过感应技术对穴盘苗进行自动分选和定位，将穴盘苗从穴盘中取出，然后通过输送机构将穴盘苗运送到移栽机构，最后由移栽机构将穴盘苗移栽到指定位置。
全自动蔬菜移栽机的设计与试验
全自动蔬菜移栽机的设计与试验杨丽莎１，２，邵检江３（１．湖南大学，长沙 ４１００１１；２．湖南工业职业技术学院信息工程学院，长沙 ４１０２０８；３．广东交通职业技术学院，广州 ５１０８００）摘 要：目前，蔬菜移栽机主要是半自动形式，工作效率相对较低。
为此，设计了一种基于单片机控制的全自动的蔬菜移栽机，通过单片机系统实现对蔬菜幼苗的取苗、喂苗与载苗的自动控制，可有效节省人力。
根据实际设计需求确定了穴盘实际距离和规格的设计参数：宽２８ｃｍ，长６４ｃｍ，穴和穴中部的距离是４ｃｍ，穴盘高度是３ｃｍ，穴边距是２．５ｃｍ，穴盘的规格为９０穴。
自动移栽机控制系统选用ＳＴＣ８９Ｃ５２ＲＣ单片机作为系统的控制中心，使用苗龄是６１天类型的“早红一号”辣椒穴盘苗开展移栽试验。
“早红一号”平均的苗高是１６．５２ｃｍ，拖拉机速度是１．２ｋｍ／ｈ。
试验结果显示：取苗成功概率９８．５２％，喂苗成功概率９５．５６％，栽植过程中设置的频率为５６株／ｍｉｎ，空穴概率５．５６％，倒伏概率２．９６％，栽植成功概率９１．４８％。
关键词：蔬菜栽培；自动化栽培；ＳＴＣ８９Ｃ５２ＲＣ单片机中图分类号：Ｓ２２３．９４ 文献标识码：Ａ文章编号：１００３－１８８Ｘ（２０２１）０１－００５２－０５０ 引言２０世纪初，美日德等国家便开始针对蔬菜幼苗移栽机械化进行研究，成功研制出通过人工取喂苗方式进行移栽的机械［１－３］；到２０世纪中期便已研制出半自动化的移栽机，并将其应用在世纪生产当中［４－６］。
我国针对移栽机的研制工作起步相对较晚，主要是根据发达国家已有的机具进行仿制与改进，技术较为落后［７－８］，虽然对劳动强度有所降低，提高了移栽效率与成功率，但还需人工的取喂苗，对移栽机效率起到一定的制约作用［９－１２］。
为此，设计了一种基于单片机控制的全自动移栽机，能够有效地提高移栽效率，降低人力成本与劳动强度。
１ 总体设计１．１ 送盘机构设计蔬菜移栽作业时，人工将存在秧苗的穴盘送至装置上，利用穴盘的传送设备进行位置输送，等候进行下个阶段的作业。
蔬菜自动移栽机及其关键部件设计与研究
农业装备农业开发与装备 2023年第6期蔬菜自动移栽机及其关键部件设计与研究宋元萍（山西省农业机械发展中心，山西太原 030031）摘要：我国人口众多，对新鲜蔬菜有巨大需求，有必要对蔬菜种植做系统性研究。
以蔬菜移栽环节作为研究对象，简单分析蔬菜自动移栽机的工作原理，从送苗机构、苗盘推送机构、液压缸选型等方面，详细分析关键部件的功能，并研究曲柄摇杆的参数、取苗机构工作原理与运动轨迹，完善蔬菜自动移栽机的设计。
旨在为更多农业机械生产企业提供技术帮助，推动我国农业的可持续发展。
关键词：自动移栽机；机械原理；关键部件0 引言当前，主要依靠人工移栽或半自动机械设备移栽，不仅移栽效率偏低，也难以有效保证蔬菜移栽质量。
为此，有必要对自动移栽机进行设计，实现高质量、高效率的蔬菜移栽作业。
笔者在查阅大量相关资料后，设计一款结构简单、性能良好的牵引式自动移栽机。
1 自动移栽机工作原理本文设计的蔬菜自动移栽机将采用牵引式设计模式，其结构紧凑设计，可以细分为以下几个部分：承载各个机构的机架、取苗机构、放苗机构、移动地轮装置等。
苗盘横向有6个蔬菜秧苗移栽穴，纵向有12个蔬菜秧苗移栽穴。
自动移栽机的尾部设置两条输送带，运行期间，需要将苗盘放在输送带上，启动PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）控制系统，输苗机构将会从等待状态进入工作状态[1]。
此时，两条输送带在预热后，以循环往复的交替方式，将苗盘运送到中间位置的推盘上。
在确认苗盘已经抵达推盘后，液压缸会通过移动推盘，将苗盘运送到步进移位输送带的预设位置。
取苗机构设计平行4连杆，通过电机驱动，采用2次的往复运动，完成蔬菜秧苗的取苗与放苗动作，并进入下一个蔬菜秧苗的取、放动作循环。
取苗机构分左、右两侧，共2组，1组拥有6个负责夹取蔬菜秧苗的苗夹，即取苗机构共设置12个苗夹，可以实现一次性进行12个蔬菜秧苗的取苗、放苗动作，极大提升蔬菜移栽效率。
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蔬菜移栽机的研究与设计目录摘要 (1)1前言 (6)2移栽机械的国内外现状 (8)3 设计方案的选择 (8)3.1 钳夹式移栽机 (8)3.2 链夹式栽植机 (9)3.3 挠性圆盘移栽机 (10)3.4 吊篮式移栽机 (10)3.5 导苗管式移栽机 (12)3.6带式栽植机 (19)4 机具的机构特点 (20)4.1整机机构特点 (20)4.2主要技术参数 (21)4.3主要工作部件的结构特点及作用 (21)4.3.1 地轮 (21)4.3.2 开沟器 (22)4.3.3 镇压轮 (22)4.3.4 覆土器 (22)4.4设计蔬菜移栽机械的原理 (23)4.4.1 零速原理 (23)4.4.2 栽植机械的结构设计 (23)5 地轮轴的校核 (26)6 设计时间的安排 (31)7 结论和总结 (32)8致谢词 (32)9 主要参考文献、资料 (32)摘要移栽是蔬菜生产过程中的一个重要环节，具有对气候补偿和使作物生育提早的综合效益。
它可以充分利用光热资源，其经济效益和社会效益均非常可观。
但目前移栽过程采用人工移栽，劳动强度大、作业效率低，难以实现大面积栽植制约了生产规模，影响了生产效益，同时也限制了蔬菜生产的发展空间。
目前国内对移栽机械的研究和开发基本属于仿造，没有对国外的移栽机进行重大的改进和技术上的突破，而且国外移栽机结构复杂，价格昂贵，在国内推广难度很大。
因此设计一种新型的移栽机械已成为我国蔬菜种植业发展的迫切需求。
本文在总结吸收了国内外各种移栽机的优缺点和实验室已有研究成果的基础上，基于一种钵苗移栽机构——杠杆顶出式机构，设计了蔬菜钵苗移栽机。
该机的特点有：结构简单，工作可靠；易保证株距的均匀性；能实现开沟、施肥、移栽和覆土等工序。
该蔬菜移栽装置已公开发明专利(200810063013．8)和实用新型专利(200820121105．2)；并已公开发明专利蔬菜移栽装置的压盘装置(200910099278．8)。
本文主要的研究内容如下：1．研究国内外各种蔬菜移栽机的结构及原理和实验室已有的研究成果，从蔬菜钵苗移栽机移栽机构的机理分析入手，首先根据设计要求确定蔬菜移栽机整机的基本参数，然后根据整机结构，通过建立数学模型，应用MATLAB编写程序快速准确的确定传动比、顶杆相位差和顶出时间等机构重要参数。
2．根据已确定的参数，对蔬菜移栽机的核心部件一杠杆顶出式机构建立数学模型，基于MATLAB对杠杆顶出式机构进行运动学分析、动力学分析和参数优化，确定了六组杠杆顶出式机构的基本参数及相关机构的参数；根据确定参数应用UG 软件对移栽机构进行实体建模，基于ADAMS软件对建立的移栽机构模型进行虚拟样机仿真，并进行结果分析，验证理论设计结果是否正确。
3．在蔬菜移栽机构研究的基础上，根据农艺要求，为了完成开沟、移栽、施肥和覆土等工序，基于CAD技术对蔬菜钵苗移栽机关键部件进行计算机辅助设计，包括开沟覆土装置、压秧盘装置、施肥装置和传动系统。
在传动系统中，部分用的是链传动，为了快速确定实际中心距和链节数，解决销轴的虚拟定位和链条的虚拟装配问题，基于UG软件对链条进行参数化研究。
4．为了实现对蔬菜移栽机的移栽装置零部件的系列化设计，以适应不同蔬菜移栽的农艺要求，对移栽机构进行数字化研究；用户可根据不同蔬菜的农艺要求，输入有关参数即可实现移栽机构的数字化变形设计；并对变形模型应用ADAMS软件进行仿真分析，验证变形模型是否正确；为提高设计效率，减少重复劳动，通过对UG二次开发实现了装配图明细表的同步更新。
5．对蔬菜钵苗移栽机构进行加工研制和物理样机试验，基于实验台和高速摄像对其运动性能进行试验验证，确定机构是否满足设计要求。
关键词：钵苗移栽机；移栽机构；计算机辅助设计；数字化设计AbstractTransplanting is a key process of vegetables production, have a comprehensive benefits of climate compensation and early crops growth．One Can make full use of its light and heat resources，and get an impressive economic benefit and social benefit as well．However，the previous Transplanting process possess disadvantage of labor intensity ,low working efficiency and difficult to realize its large scale production ,which restricts its production capacity, benefits and limits its development．Space omestic transplanters are mainly imitating the foreign transplanter,and have not maken any significant improvement and breakthrough for foreign transplanter．Furthermore，the foreign transplanter own a complex structure and a high price，whichmake it difficult to popularize in China．Therefore，to design a new type of vegetables transplanter has become an urgent demand of China’ S vegetable planting development．Based on the summary of the advantages and disadvantages of the domestic and foreign vegetables transplanter and absorbed the research achievements of laboratory ,the paper design a new type of vegetables transplanter on the basis of the ported—seedling transplanting mechanism--the lever ejection mechanism，which is more simple，reliably and efficently and economic，as well as easily realizing open ditch ,fertilization ,transplanting，furrow cover et e．This device has publicly vegetables transplanting invention patent(2008 1006301 3．8)and utility model patent(200820 121 1 05．2)，And has publicly invention patent of vegetables transplanting device ofplaten(200910099278．8)．The paper ’S main research are showed as follows：1．Make a research of the abroad vegetables transplanter and principle of research results of laboratory．Firstly ,determine the basic parameters of the transplanter based on the mechanism analysis of the ported—seedling transplanting mechanism and the requirement of design．Then definite the important structure parameters quickly and accurately, such as the transmission ratio，phase separation ofejector rob and time of ejection by establishing a mathematical model program．2．Establish the mathematical model of the core components一一the lever edit action mechanism according to above-mentioned parameters of vegetables transplanter ,carry on the mechanism of kinematics and dynamic analysis and on base of MATLAB software to select the best parameter of the six groups of the lever ejection mechanism and related institutions．Model the transplanting mechanism based on its parameters by UG software．Then carry on the simulation analysis based on ADAMS software and determine whether the result is correct．3．Design the key components of vegetables transplanter based on CAD technology and UG software，including opening ditch device，furrow coveting device，platen device，fertilization device and transmission system．In the transmission system，in order to determine be width between centers quickly and solve pin shaft of virtual positioning and chain of virtual assembly problem，Cal Ty on parametric studies of chain based On UG software．4．Add Vb．net program custom to menu item of transplanting mechanism in CAD software SO as to achieve series design of the vegetables transplanting mechanism quickly and adapt to different vegetables requirements．Users Can input parameters onthe custom menu according to different agronomic requirements of vegetables，obtain the needed mechanism model by the digital deformation design ,And carry on the simulation analysis of the deformation model based on ADAMS software，determine whether the deformation model is correct．Accomplished the assembly list update through the secondary development of UG software as well as improving the design efficiency ,reducing duplication of labor．5．Manufacture and Process the vegetables transplanting mechanism．Decide whether the mechanism meet the design requirements based on mechanism performance test of experimental platform and high—speed camera．Keywords：Vegetables transplanter Transplanting mechanism Computeraided design Digital design第一章绪论1．1前言我国是一个农业大国，农业生产在整个国民经济总量中占据着重要的地位。