移栽机文献

文献综述报告 黄中华 12理工实验班 裘添烨 12理工实验班

1 前言 传统的农作物移栽主要依靠人工作业完成，劳动强度大、生产效率低、费工费时，且人工移栽很难保证作业质量。因此，实现蔬菜移栽机械化是扩大蔬菜移栽面积和发挥蔬菜移栽优势的关键所在，对于减轻蔬菜移栽作业的劳动强度和提高移栽质量、效益具有重要意义[1] 20世纪20年代，欧洲发达国家研制并开始使用手工喂苗的秧苗移栽机具，用于蔬菜生产作业；30年代末40年代初期，手工喂苗的秧苗移栽机具的人工动作被移栽机构所取代。送苗入土过程实现了机械化，50、6O年代．多种不同结构型式的半自动移栽机被研制生产并使用．同时，育苗用土钵制钵机开始出现；至20世纪8O年代，半自动移栽机、制钵机已形成完整的系列，并在农业生产中广泛使用；到目前为止，欧洲在蔬菜育苗土钵成型及钵上单粒精密播种和自动移栽机械设备等技术上已经达到完善。并应用于实际生产中，如法国、德国、荷兰、西班牙、意大利、丹麦等国，大部分的蔬菜生产和几乎全部的大地花卉生产都实现了育苗工厂化和移栽机械化。日本由于劳动力短缺，移栽机械的使用非常普及，机械化程度很高．广泛研制和使用全自动移栽机，各种移栽机专用性很强，一般只适用于一种农作物。如甜菜自动移栽机、洋葱自动移栽机。据文献。日本是第一个在温室中使用纸筒钵育菜苗并进行移栽的国家。到2O世纪8O年代，90％ 的甜菜已经实现了移栽种植。在美国，蔬菜移栽机械的研究和应用更为普遍，据文献，蔬菜育苗机械化程度已达到7O％以上，蔬菜 育苗机械化的发展大大提高了相应的移栽机械的发展。国外移栽机械已十分成熟，系列多、品种全，性能稳定，可靠性高，通用性强，在农业生产的实际中得到检验我国于20世纪50年代末6o年代初开始移栽机械的试验研究。当时研制的移栽机有棉花营养钵育苗移栽机和甘薯秧苗移栽机，70年代研制甜菜移栽机。80年代研制半自动化蔬菜移栽机，此时也从国外引进了多种结构的蔬菜移栽机；据文献记载，1979年四川省温江地区农机所研制了2ZYS-4型钳夹式移栽机。北京市农机所于1980年和1991年分别研制了2ZSB一2型钵苗移栽机和2ZWS型蔬菜无土苗移栽机。 目前国内已经研制开发的钵苗移栽机主要以半自动为主，机型大多是国外产品的仿制品，全自动移栽机因结构复杂，成本高，尚处在研究起步阶段。

2 现有几种主要机构分析比较 2．1 钳夹式移栽机 主要工作部件有：钳夹式在栽植部件，开沟器，覆土镇压轮，传动机构及机架等。 图 1 钳夹式移栽机结构 1. 横向输送器 2.钳夹 3.机架 4.栽植盘 5.覆土镇压轮 6.开沟器

工作原理：人工将秧苗放在转动的钳夹上，随栽植盘转动，到达苗沟时，钳夹在滑道开关控制下打开，在自身重力下落入苗沟，然后镇压轮覆土，完成栽植。 优缺点：栽植机结构简单，株距和栽植深度稳定，成本低，适合裸苗和钵苗。但株距调整困难，钳夹易伤苗，栽植速度低，零速栽植与喂苗不好控制，应用较少。法国生产的额UT-2型移栽机，吉林农业大学研制的2ZT型移栽机，黑龙江八五二耕作机械厂研制的2YZ型移栽机，黑龙江农垦科学院研制的2Z-2型移栽机都是这种类型[2]

2.2链夹式移栽机 除转动方式外，工作原理和钳夹式移栽机相同。 主要工作部件有：链夹式栽植器，开沟器，压密覆土轮，传动仿形轮，传动装置和机架。（图2）。 图1．3链夹式植苗机构 1．开沟器2．机架3．滑道4．秧夹 5．环形链6．钳夹7．地轮8．传动 链9．镇压轮 工作原理：秧夹安装在链条上，人工将秧苗放在脸夹上，；链夹转入滑道，秧苗被夹持并随链夹转动。秧苗达到与地面垂直时，链夹脱离滑到并打开，秧苗落入沟内，然后覆土、镇压。工作过程和性能与钳夹式相似。 优缺点：链夹式移植株距准确，移植后秧苗的直立度较好，喂苗送苗稳定可靠。但是生产率低，易伤苗，而且喂苗区苗夹数少，并呈上下排列，移植速度偏高时易出现漏载现象。这种栽植机现在应用较少，并有淘汰趋势。 现有机型：意大利切克基马格利公司生产的奥特玛栽机；意大利生产的NADRI玉米钵苗移栽机；荷兰米启根公司生产的MT栽植机；安微徐州农机研究所研制2ZY-2型油菜移栽机；唐山农机研究所研制的2ZB-2型移栽机；黑龙江农垦科学院研制的2Z-2型多用钵苗移栽机

2.3吊篮式移栽机 吊篮式移栽机对育出的钵苗形状适应范围较广，更适合柔嫩秧苗、大钵秧苗及钵体易碎秧苗的移栽。对于这样一个农业大国，研发适合我国国情的吊蓝式移栽机具有现实意义 1.偏心环2.吊环3.导轨4.覆土器5.开沟器 图3吊篮式移栽机结构简 篮式移栽机是一种适合于钵体尺寸较大的钵苗 移栽机械（如图1所示），它具有可以进行膜上打孔移栽的独特优点，且钵苗在移栽过程中不受任何冲击。缺点是结构相对复杂，喂苗速度不能过高，否则会出现漏栽率增加、生产率不高等问题。该机采用单组组合式结构，每个组合单体可独立完成栽植作用。作业时， 由人工将棉花苗放在秧盘上，然后在把棉花苗放在移栽器上；地轮传动通过轴带动移栽轮转动，使得棉花苗在移植器内随着移栽轮转动；当移栽轮转到一定位置时，移植器在凸轮的作用下打开，同时把土壤分开，棉花苗垂直下落在土穴里；然后通过镇压轮将土面压实，以保持水分。吊篮式移栽机可以实现膜上移栽， 对钵苗有一定的扶持力，从而可以使其保持一定的直立度，并且将开沟与移栽合为一体，实现了整体钵苗从喂入到栽植的一体工作。吊篮式栽植器无需开沟器，减少了动力损耗，同时也降低了伤苗率。

2.4导苗式移栽机 导苗式移栽机的漏苗率低，喂苗的劳动强度小，生产效率高，适应性好，即可以移栽钵苗，业可以移栽根苗。缺点是结构比较复杂，制造成本偏高。 图 4 导苗管式移栽机单组结构 1．苗架 2.喂入机 3.平机架大梁 4.四杆仿形机构 5.开沟器 6.栅条式扶苗器 7.覆土填压轮 8.导苗管

该类移栽机主要分为推落苗式、指带落苗式、直落苗式三种。工作时，由人工或机械将秧苗投至喂入器的喂入筒内，当喂苗嘴转动至导苗管喂入口时，喂苗嘴张开，秧苗靠重力落入苗沟中，然后进行覆土、镇压、完成栽植过程。该类移栽机械的特点：栽植秧苗的穴行距和栽植深度均匀一致，保证较好的直立度，且作业速度较高，移栽的频率可达60 株/min，栽植频率由喂入频率确定，不易伤苗，但调整比较复杂，受拖拉机前进速度影响明显。

2.5输送带式移栽机 由开沟器、秧苗输送机构、覆土镇压轮、传动装置和机架等主要部件组成，秧苗输送机构由一条水平输送带和一条倾斜输送带组成，两条输送带的运动速度不同。机具作业时。秧苗在水平输送带上直立前进，在水平输送带末端翻倒在倾斜输送带上，当秧苗运动到倾斜带的末端时。钵苗翻转直立落到苗沟中，然后覆土镇压，完成作业。这种移栽机机构简单，移栽效率高，但是移栽的可靠性差，栽植质量低。[3] 2.6挠性圆盘式移栽机 结构简单实用，成本低，但圆盘寿命较短，株距和移栽深度不稳定。 挠性圆盘式移栽机有两片可以变形的挠性圆盘来夹持秧苗，由于不受苗夹数量的限制，它对穴距的适应性较好，输送带将人工喂入的秧苗喂入到栽植器中，然后随圆盘转动，当达到垂直状态时进行栽植，适用于裸苗及纸筒移栽，对于像白葱等长茎作物的栽植效果更佳。[4] 3 国内研究现状

国内的穴盘育苗技术研究时间还不是很长，穴盘苗自动移栽机的研究还刚刚起步，相比国外成熟的技术体系还存在很大的差距。穴盘苗移栽机械分为田间露地移栽机械、温室内移栽的棚室移栽机械以及用于将穴盘秧苗植入花盆的自动移栽机械手。常见的田间露地移栽机机型主要包括: 钳夹式移栽机、链夹式移栽机、挠性圆盘式移栽机、吊杯式移栽机、导苗管式移栽机、输送带式移栽机和空气整根营养钵育苗移栽机。这些机型均应用于钵苗移栽，对于穴盘苗移栽均需要手工取苗、投苗，机械化程度低。目前，国内对穴盘苗自动移栽机的研究主要集中在对温室内移栽的棚室移栽机械以及用于将穴盘苗植入花盆的自动移栽机械手的研究，还未涉足到适合大田作业的、不需手工取苗投苗的穴盘苗全自动移栽机械的研究，仅有少数农业科研院校对穴盘苗移栽机进行了探索性的研究。 1996 年，吉林工业大学范云翔等研制出一种空气整根气吸式秧苗全自动移栽机。该机采用吸力较大的气缸投苗机构，投苗过程中穴盘苗与运动部件不直接接触，伤苗率相对比较低。其移行机构由步进电机驱动，位置精度较高，由单片机来控制，整机可靠性较强。但该设备只适用于水稻秧苗，若用于移栽蔬菜和花卉等幼苗，则易使其茎秆秤断。 2003 年，中国台湾吕英石等人研制了可调整式花卉穴盘苗假植机构。假植爪动作的流程: 当假植爪位于原点时之状态为假植爪整体上升、夹取爪打开、并且位于穴盘上方; 当要夹取穴盘苗时则假植爪整体往下降至定点后夹取，动作完成后，假植爪往上升移动至生长盘位置上方，假植爪下降将穴盘苗植入生长盘中，然后爪打开并同时上升，再借着气压缸回到原点，如此完成单一循环的假植作业。气压式可调整花卉秧苗移栽如图2所示。 2005 年，中国农大孙刚对生菜自动移栽机进行了初步探索，设计了一种龙门式的移苗装置。其用气爪作为执行部件，采用运行 μC /OS－Ⅱ嵌入式操作系统的16 位微控制器作为核心的控制系统。该自动移苗机能按照编程的路径和方式可以完成规定的移栽，但是还不能克服幼苗的柔韧性等问题，气爪抓取的精确率和成功率需要进一步的提高。因为只是初步探索，所以在移苗手爪、移苗机构的设计和机构的稳定性等方面还需要完善。同时，