時間:2018年07月20日 分類:農業論文 次數:
為深入了解蔬菜機械化生產對秧苗栽植質量的影響,準確掌握相關影響要素及栽植環節,更進一步改進和完善當前蔬菜機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的構成與原理基礎上,對關鍵部件進行了分析與設計,包括栽植作業過程運動軌跡、速度匹配等,獲取栽植機本體對秧苗栽植質量的影響,并分別從分揀、送苗、栽植階段及外界適應性條件等方面論述影響秧苗栽植質量的因素。
關鍵詞: 蔬菜機械化,栽植,智能控制,直立度
隨著農業機械化的不斷進步與發展,水果、蔬菜及其他農副產品的機械化栽植機具亦不斷向新型化、自動化方向推進。查閱相關文獻表明: 一方面,我國已有多種農作物的栽植機產生,學者普遍針對機械化農機本體進行研究改進; 另一方面,蔬菜栽植作為我國農作物核心產業,為減低農民勞動強度、提高蔬菜栽植效率,本文側重考慮蔬菜秧苗栽植質量的影響因素,通過了解蔬菜作物生長的本體環境與主要農藝技術要求,從提高秧苗種植直立程度的角度出發,設計了蔬菜栽植機的核心功能部件,并研究了蔬菜機械化生產對秧苗栽植質量的影響。測試結果表明: 栽植速度與秧苗直立保持度間互相協調,能夠達到良好的栽植效果。此研究對于蔬菜栽植機較好應用于農作物種植與移栽、蔬菜移植產業加快實現機械自動化應用與提升均有重要的現實意義。
1 栽植機結構及工作原理
蔬菜栽植機性能衡量指標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,其結構主要包括鏈式、盤式及導管式等。結合蔬菜栽植機的工作原理可知: 在動力牽引裝置作用下,蔬菜栽植機行進并在整機控制系統及機械裝置配合之下依次進行取苗、輸送和栽植等環節,栽植環節完畢后進行施肥、覆土、鎮壓等動作,完成蔬菜栽植過程。
2 核心部件設計與改進
2. 1 分揀機構設計
根據蔬菜栽植機的工作原理,針對其分揀缽苗機構進行設計,分揀模塊的核心執行部件為并排的多個夾爪。夾爪的速度與力度由整機控制系統發出指令,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,并通過結構選型及應力強度分析,得出最佳的結構參數與組合比例。鑒于分揀模塊分為獲取缽苗與投入缽苗至料斗兩大步驟,各自針對作業環節進行模塊智能控制,融入PLC 控制更為精準和快速。
2. 2 栽植機構設計
栽植機構是蔬菜栽植機的核心執行部件之一,對其進行優化設計對于提高蔬菜秧苗栽植質量及產量起關鍵性作用。為保證蔬菜栽植機在作業過程中地膜的完好性及栽植秧苗的準確性,對料斗出料端的尖角部位重點設計。工作時,主要依靠凸輪進行運動傳遞給曲柄,從而控制料斗的運動。
2. 3 智能控制部件設計
蔬菜栽植實現高效作業控制核心在于電子、自動化技術的融入,從自動分揀、及時送苗到栽植部件軌跡的不斷調整,較高程度的自動蔬菜栽植,可有效保證秧苗栽植質量。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行智能調整,應用核心算法于其中,同時,應針對給定的入土角度考慮交叉變異與適應度參數控制要求。
3 栽植質量影響因素分析
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。根據分揀裝置機構設計特點,在預先編制的控制程序之下執行分揀動作,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
傳送機構主要由傳送軸、導苗部件及扶苗部件等構成。工作時,秧苗經分揀完成后在傳送軸動力控制下,通過栽植機的導苗部件進入栽植機構,植入土壤。傳送裝置在整個栽植環節起到承上啟下連接作用,便于蔬菜秧苗根部精準直立狀態下被植入土壤,利于提高蔬菜秧苗移栽的存活率及蔬菜收獲產量等。此環節對于秧苗栽植質量的影響因素主要表現為:
1) 傳送到導苗執行部件中的蔬菜秧苗應當保持高的直立程度。
2) 傳送軸應保證傳送平穩,保證傳送裝置部件間的尺寸大小與配合間隙等的協調性。
3) 扶苗器的結構及安裝位置準確,對蔬菜秧苗傾斜的扶正及時。
3. 3 栽植階段影響因素
蔬菜栽植機栽植階段對秧苗栽植生長及最終產量影響較為顯著。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。針對某一特征參數進行因素分析。
4 結論
1) 在深刻了解當前蔬菜機械化生產的發展狀況基礎上,對蔬菜栽植機的工作核心機構進行了設計優化,主要包括分揀模塊、栽植模塊和相關智能控制部件。
2) 通過利用擬設計的蔬菜栽植機,從機體本身和外界適應性條件兩大方面針對影響因素進行分析,重點關注蔬菜機械化生產對秧苗栽植質量的影響。
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