為深入了解蔬菜機(jī)械化生產(chǎn)對秧苗栽植質(zhì)量的影響，準(zhǔn)確掌握相關(guān)影響要素及栽植環(huán)節(jié)，更進(jìn)一步改進(jìn)和完善當(dāng)前蔬菜機(jī)械化栽植的智能控制功能，下面文章在掌握蔬菜自動栽植機(jī)的構(gòu)成與原理基礎(chǔ)上，對關(guān)鍵部件進(jìn)行了分析與設(shè)計，包括栽植作業(yè)過程運動軌跡、速度匹配等，獲取栽植機(jī)本體對秧苗栽植質(zhì)量的影響，并分別從分揀、送苗、栽植階段及外界適應(yīng)性條件等方面論述影響秧苗栽植質(zhì)量的因素。

　　關(guān)鍵詞: 蔬菜機(jī)械化,栽植,智能控制,直立度

　　隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的不斷進(jìn)步與發(fā)展，水果、蔬菜及其他農(nóng)副產(chǎn)品的機(jī)械化栽植機(jī)具亦不斷向新型化、自動化方向推進(jìn)。查閱相關(guān)文獻(xiàn)表明: 一方面，我國已有多種農(nóng)作物的栽植機(jī)產(chǎn)生，學(xué)者普遍針對機(jī)械化農(nóng)機(jī)本體進(jìn)行研究改進(jìn); 另一方面，蔬菜栽植作為我國農(nóng)作物核心產(chǎn)業(yè)，為減低農(nóng)民勞動強(qiáng)度、提高蔬菜栽植效率，本文側(cè)重考慮蔬菜秧苗栽植質(zhì)量的影響因素，通過了解蔬菜作物生長的本體環(huán)境與主要農(nóng)藝技術(shù)要求，從提高秧苗種植直立程度的角度出發(fā)，設(shè)計了蔬菜栽植機(jī)的核心功能部件，并研究了蔬菜機(jī)械化生產(chǎn)對秧苗栽植質(zhì)量的影響。測試結(jié)果表明: 栽植速度與秧苗直立保持度間互相協(xié)調(diào)，能夠達(dá)到良好的栽植效果。此研究對于蔬菜栽植機(jī)較好應(yīng)用于農(nóng)作物種植與移栽、蔬菜移植產(chǎn)業(yè)加快實現(xiàn)機(jī)械自動化應(yīng)用與提升均有重要的現(xiàn)實意義。

　　1 栽植機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

　　蔬菜栽植機(jī)性能衡量指標(biāo)主要有缽苗栽植的均勻程度、栽植直立程度及植入土壤深度合格程度等，其結(jié)構(gòu)主要包括鏈?zhǔn)健⒈P式及導(dǎo)管式等。結(jié)合蔬菜栽植機(jī)的工作原理可知: 在動力牽引裝置作用下，蔬菜栽植機(jī)行進(jìn)并在整機(jī)控制系統(tǒng)及機(jī)械裝置配合之下依次進(jìn)行取苗、輸送和栽植等環(huán)節(jié)，栽植環(huán)節(jié)完畢后進(jìn)行施肥、覆土、鎮(zhèn)壓等動作，完成蔬菜栽植過程。

　　2 核心部件設(shè)計與改進(jìn)

　　2. 1 分揀機(jī)構(gòu)設(shè)計

　　根據(jù)蔬菜栽植機(jī)的工作原理，針對其分揀缽苗機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，分揀模塊的核心執(zhí)行部件為并排的多個夾爪。夾爪的速度與力度由整機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，在多個氣缸的活塞推動下工作。利用軟件繪制分揀模塊的三維模型圖，并通過結(jié)構(gòu)選型及應(yīng)力強(qiáng)度分析，得出最佳的結(jié)構(gòu)參數(shù)與組合比例。鑒于分揀模塊分為獲取缽苗與投入缽苗至料斗兩大步驟，各自針對作業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行模塊智能控制，融入PLC 控制更為精準(zhǔn)和快速。

　　2. 2 栽植機(jī)構(gòu)設(shè)計

　　栽植機(jī)構(gòu)是蔬菜栽植機(jī)的核心執(zhí)行部件之一，對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計對于提高蔬菜秧苗栽植質(zhì)量及產(chǎn)量起關(guān)鍵性作用。為保證蔬菜栽植機(jī)在作業(yè)過程中地膜的完好性及栽植秧苗的準(zhǔn)確性，對料斗出料端的尖角部位重點設(shè)計。工作時，主要依靠凸輪進(jìn)行運動傳遞給曲柄，從而控制料斗的運動。

　　2. 3 智能控制部件設(shè)計

　　蔬菜栽植實現(xiàn)高效作業(yè)控制核心在于電子、自動化技術(shù)的融入，從自動分揀、及時送苗到栽植部件軌跡的不斷調(diào)整，較高程度的自動蔬菜栽植，可有效保證秧苗栽植質(zhì)量。在栽植階段，為保證秧苗直立度，對栽植部件的植入土壤角度進(jìn)行智能調(diào)整，應(yīng)用核心算法于其中，同時，應(yīng)針對給定的入土角度考慮交叉變異與適應(yīng)度參數(shù)控制要求。

　　3 栽植質(zhì)量影響因素分析

　　3. 1 分揀階段影響因素

　　秧苗在分揀階段的主要工作是將蔬菜秧苗均勻、一致地送入傳送裝置。根據(jù)分揀裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計特點，在預(yù)先編制的控制程序之下執(zhí)行分揀動作，分揀階段保證秧苗的完好率。由此可知其可行性好，抓取裝置的作用力適宜，可較好地保持秧苗的完好。

　　3. 2 傳送階段影響因素

　　傳送機(jī)構(gòu)主要由傳送軸、導(dǎo)苗部件及扶苗部件等構(gòu)成。工作時，秧苗經(jīng)分揀完成后在傳送軸動力控制下，通過栽植機(jī)的導(dǎo)苗部件進(jìn)入栽植機(jī)構(gòu)，植入土壤。傳送裝置在整個栽植環(huán)節(jié)起到承上啟下連接作用，便于蔬菜秧苗根部精準(zhǔn)直立狀態(tài)下被植入土壤，利于提高蔬菜秧苗移栽的存活率及蔬菜收獲產(chǎn)量等。此環(huán)節(jié)對于秧苗栽植質(zhì)量的影響因素主要表現(xiàn)為:

　　1) 傳送到導(dǎo)苗執(zhí)行部件中的蔬菜秧苗應(yīng)當(dāng)保持高的直立程度。

　　2) 傳送軸應(yīng)保證傳送平穩(wěn)，保證傳送裝置部件間的尺寸大小與配合間隙等的協(xié)調(diào)性。

　　3) 扶苗器的結(jié)構(gòu)及安裝位置準(zhǔn)確，對蔬菜秧苗傾斜的扶正及時。

　　3. 3 栽植階段影響因素

　　蔬菜栽植機(jī)栽植階段對秧苗栽植生長及最終產(chǎn)量影響較為顯著。栽植階段的影響因素主要考慮植

　　入深度的一致性、覆土的厚度適宜性及間距的合理性等。針對某一特征參數(shù)進(jìn)行因素分析。

　　4 結(jié)論

　　1) 在深刻了解當(dāng)前蔬菜機(jī)械化生產(chǎn)的發(fā)展?fàn)顩r基礎(chǔ)上，對蔬菜栽植機(jī)的工作核心機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計優(yōu)化，主要包括分揀模塊、栽植模塊和相關(guān)智能控制部件。

　　2) 通過利用擬設(shè)計的蔬菜栽植機(jī)，從機(jī)體本身和外界適應(yīng)性條件兩大方面針對影響因素進(jìn)行分析，重點關(guān)注蔬菜機(jī)械化生產(chǎn)對秧苗栽植質(zhì)量的影響。

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　　農(nóng)業(yè)類期刊推薦：《農(nóng)機(jī)化研究》近年來，本刊曾多次受到國家農(nóng)業(yè)行政管理部門和國家有關(guān)學(xué)術(shù)組織的表彰與獎勵，曾獲1994年、1996年、1998年、2000年全國優(yōu)秀農(nóng)機(jī)科技期刊獎和2002年全國農(nóng)機(jī)優(yōu)秀科技期刊一等獎;并自1988年起，連續(xù)5屆被國家權(quán)威部門確認(rèn)為全國中文核心期刊。