蔬菜穴盘苗根系生长质量评测

蔬菜穴盘苗的根系生长质量关系穴盘苗移栽后的成活率和缓苗时间。选择番茄、黄瓜、生菜和花菜穴盘苗为研究对象,用X射线μCT对4种蔬菜穴盘苗的苗钵进行扫描和根系三维重构,当μCT的扫描分辨率、峰值电压、电流分别为45μm、55 kVp、72μA,苗钵的含水率为34.2%时,4种蔬菜三维重构的根系体积分别为354.7、389.2、343.1、302.1 mm 3,与用排水法测量得到的根系体积误差为4.55%、3.93%、6.94%、18.06%,番茄、黄瓜、生菜3种蔬菜的误差较小,可以用于表达根系的空间分布。用垂直方向根系分布密度的最小和最大值的比值表达根系分布的均匀程度,用最外围的根系分布密度来表达系包裹基质的紧密程度,可知番茄、黄瓜和生菜穴盘苗的根系均匀系数分别为0.532、0.587和0.503,外围根系分布密度分别为0.0294、0.0346和0.0263,黄瓜穴盘苗的根系生长质量最优,生菜穴盘苗的最低。

蔬菜穴盘苗自动取苗机构研究进展

育苗移栽是蔬菜种植使用较多的方式,蔬菜穴盘苗移栽种植普遍采用人工和半自动移栽机械,劳动强度大,严重影响蔬菜种植的收益,全自动移栽种植机械已成为国内外关注的重点。本文归纳阐述了自动移栽机核心工作部件取苗机构的研究现状,并对我国蔬菜移栽种植较为典型的新疆进行介绍和分析。针对我国蔬菜穴盘苗移栽种植模式和技术多样、育苗穴盘尺寸不一、移栽效率低的现状,指出我国蔬菜穴盘苗移栽应与宜机化改造深度融合,注重控制育苗穴盘质量,向育苗标准化、自动取苗装置智能化方向发展。

蔬菜移栽穴盘苗自动输送装置设计与试验

针对目前穴盘蔬菜自动移栽中钵苗离盘转运至导苗筒过程钵体损伤大、机构轨迹复杂及机电气控制成本高等问题,设计了一种由纵向移盘机构、顶苗机构、横向移盘机构、导苗筒、夹苗机构等组成的纯机械传动式蔬菜移栽穴盘苗自动输送装置。利用功能-动作过程-动作法(F-P-A法)对穴盘苗自动输送过程进行动作分解,确定了符合各环节动作要求的机构形式;运用运动建模、仿真和精度综合分析等方法,并结合农艺与动力学要求,得出横向移盘机构圆柱凸轮最大压力角α_(max)=29.32°,夹苗机构的苗爪翻转凸轮行程hp=29 mm等关键部件参数;基于建立的时序分析模型,利用Visual Studio编写了可视化的蔬菜移栽穴盘苗自动输送装置时序分析程序,通过对各机构动作进行匹配,优选出一组最佳参数:纵移机构初始相位角φ_z=185°,顶苗机构初始相位角φ_d=108°,曲柄长度a=78mm,连杆长度b=112 mm,偏距e=20 mm,苗爪翻转机构初始相位角φ_f=15°,苗爪开合机构初始相位角φ_k=135°。以苗龄期45 d、3种不同含水率的番茄穴盘苗为试验对象,进行自动输送试验。结果表明:穴盘苗基质含水率和取苗速度对装置取苗成功率均有影响,呈负相关,基质损失率则与取苗速度关系不大;该装置能够实现140株/min的取苗速度(取苗成功率超过95%),当基质含水率为符合育苗规范的32.79%时,取苗成功率98.44%、基质损失率36.67%,满足移栽农艺要求且远超人工移栽效率。

蔬菜移栽钵苗检测与缺苗补偿系统设计与试验

为解决蔬菜穴盘苗全自动移栽机因穴盘缺苗、取投苗失败等因素导致的漏栽现象,设计了基于多传感器的钵苗检测及缺苗补偿系统(补苗系统)。补苗系统作为独立功能模块,包括补苗装置、钵苗检测单元和控制系统,使用反射型光纤传感器和激光传感器联合检测的方法,对分行苗杯定位和苗杯内钵苗进行识别。利用光纤传感器分别对辣椒、番茄、甘蓝钵苗进行多高度检测试验,以获取光纤传感器最佳检测高度和最佳缺苗判定阈值。设计了自动补苗装置,并对补苗过程进行运动学分析。使用触摸屏、PLC、EM253位置模块等控制元件设计了控制系统,实现整机及补苗系统的控制。对补苗系统进行不同移栽频率下的性能对比试验,试验结果表明:在单行栽植频率分别为60、70、80株/min时,补苗系统识别成功率分别为98.15%、98.15%、97.69%,移栽机平均漏栽率分别为1.85%、2.31%、2.31%,比未启用补苗系统时漏栽率分别降低了14.59、14.36、15.52个百分点,为进一步提高蔬菜移栽作业品质提供参考。