穴盤育苗技術(shù)畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著生活水平的提高，人們對蔬菜和花卉的需求量越來越大，我國溫室蔬菜和花卉產(chǎn)業(yè)也得到了迅速發(fā)展?，F(xiàn)在，溫室蔬菜和花卉產(chǎn)業(yè)已成為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要標志和主要內(nèi)容。穴盤育苗技術(shù)是蔬菜和花卉種苗工廠化生產(chǎn)的主要方法，移栽是整個穴盤苗生產(chǎn)過程中最費時費力的環(huán)節(jié)，實現(xiàn)穴盤苗移栽自動化對于節(jié)約勞動力、提高生產(chǎn)效率具有重要意義。</p&

2、gt;<p>　　本論文是在廣泛收集國內(nèi)外穴盤苗移栽機械相關(guān)研究資料的基礎(chǔ)上，通過對移栽工藝的研究及對國內(nèi)外移栽機械的對比研究，設(shè)計并確定了移栽方案。主要實現(xiàn)了穴盤、苗盆、移栽手橫臂精確合理的定位輸送，配合移栽手高效率完成穴苗移栽。本論文為穴盤苗移栽相關(guān)機械產(chǎn)品的開發(fā)和性能評價，實現(xiàn)穴盤苗移栽自動化生產(chǎn)提供了參考和理論依據(jù)。整個系統(tǒng)由可編程控制器（PLC）編程控制。論文研究取得的主要成果如下。</p><

3、;p>　　（1）通過對穴盤苗移栽工藝過程的分析以及對移栽手的實驗研究，設(shè)計并確定科學(xué)合理的溫室穴盤苗自動移栽機輸送方案。</p><p>　?。?）通過比較，選擇電動和氣動系統(tǒng)相結(jié)合作為整個輸送機構(gòu)的驅(qū)動系統(tǒng)，并對其進行設(shè)計；比較不同機構(gòu)的特點，確定輸送形式，完成系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。</p><p>　　（3）用Pro/Engineer三維軟件對零件建模，對整機虛擬裝配。</p&

4、gt;<p>　　（4）確定控制方式，在對移栽機工作過程分析的基礎(chǔ)上，對輸送機構(gòu)控制系統(tǒng)的軟、硬件進行設(shè)計。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 穴盤苗；自動移栽機；輸送系統(tǒng) </p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1 研究目的和意義</p><p>　　隨著世界工廠化農(nóng)業(yè)

5、進程的推進，目前，世界農(nóng)業(yè)設(shè)施面積已經(jīng)達到60余萬公頃，工廠化農(nóng)業(yè)的水平也越來越高。在日本、荷蘭、英國等國家相繼出現(xiàn)了現(xiàn)代化“植物工廠”、“氣耕工廠”、“水果工廠”（Von Eisner B，2000）。我國自改革開放以來,“工廠化農(nóng)業(yè)”也得到了迅速發(fā)展。</p><p>　　近年來，隨著人民生活水平的提高以及消費觀念的改變，我國綠色蔬菜、新鮮水果及鮮花市場活躍，消費需求迅速增加。我國蔬菜種植面積大、消費量高、花

6、色品種多、復(fù)種指數(shù)高等特點構(gòu)筑了我國蔬菜育苗業(yè)潛在的市場。然而，傳統(tǒng)的蔬菜種植方式和蔬菜育苗技術(shù)，已成為我國蔬菜形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的制約因素。傳統(tǒng)的蔬菜育苗技術(shù)，歸納起來存在的主要問題是：生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模小，蔬菜育苗極為分散；育苗場地條件差，設(shè)施簡陋，育苗方法、手段滯后；技術(shù)水平參差不齊等。與我國傳統(tǒng)的育苗方式相比較，穴盤育苗技術(shù)的優(yōu)勢在于：成功地解決了機械化精量播種，一次成苗問題；育苗過程中根系受到保護，移栽時不受損傷；根系活力好，能獲得高產(chǎn)

7、；苗子輕，特別適合遠距離運輸和機械化移栽?，F(xiàn)代化穴盤育苗技術(shù)實現(xiàn)了育苗生產(chǎn)集約化，技術(shù)管理規(guī)范化，經(jīng)營管理規(guī)?；a(chǎn)銷服務(wù)社會化，徹底拋棄了“戶戶種菜，家家育苗”這種傳統(tǒng)小而全的農(nóng)業(yè)經(jīng)營方式。</p><p>　　穴盤育苗技術(shù)自1985年引進我國，歷經(jīng)二十多年，目前除西藏以外，各省市都著手了穴盤育苗的試驗示范和推廣工作。特別是“九五”以來，各地都在積極調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，發(fā)展適度規(guī)模種植，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、產(chǎn)業(yè)化步伐明顯加快

8、，這給工廠化穴盤育苗帶來了新的契機和發(fā)展機遇。在我國南方，許多省市建起了科技園區(qū)，規(guī)劃布局了輕基質(zhì)穴盤育苗項目，一些種苗公司已有一定規(guī)模。值得一提的是，我國已經(jīng)開始異地育苗遠距離運輸?shù)膰L試，例如黑龍江省大慶市為解決冬春育苗能耗大、成本高的問題，把育苗場地放在了遼寧省大連市。從氣候條件來說，我國是一個大陸性、季風(fēng)性極強的國家，冬季嚴寒，夏季酷熱，如果采用異地育苗，遠距離解決用苗，應(yīng)該是未來發(fā)展的方向。除蔬菜外，林業(yè)和花卉穴盤育苗也開始啟動

9、，育苗量正在上升。許多公司已經(jīng)看好花卉市場，大力投入溫室花卉培育?！熬盼濉逼陂g，我國在工廠化穴盤育苗的配套設(shè)備開發(fā)研究方面，取得了突破性進展，解決了穴盤的國產(chǎn)化問題，設(shè)計開發(fā)出的行走式噴水車及滾動式床架，也批量投入生產(chǎn)。在配套技術(shù)研究方面，完成了育苗基質(zhì)理化性測試，完善了不同生長階段溫度、水分、養(yǎng)分的管理標準，確定了蔬菜穴盤育苗質(zhì)量標準，以及苗期主要病蟲害</p><p>　　移苗作業(yè)是蔬菜和花卉生產(chǎn)過程中的重要

10、環(huán)節(jié)之一，也是各栽培管理環(huán)節(jié)中最繁重的一項工作。移栽具有對氣候的補償作用和使作物生育提早的綜合效益，可以充分利用光熱資源，其經(jīng)濟效益和社會效益均非?？捎^。然而，蔬菜從播種到收獲的整個生長周期中，一般要經(jīng)過3～4次移苗作業(yè)，長期以來，我國蔬菜和花卉生產(chǎn)一直屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，勞動力成本占總生產(chǎn)成本的50％以上（李其昀，2006）。目前，由于國內(nèi)穴盤苗自動移栽機可選的移栽機型少，穴苗移栽作業(yè)仍以人工為主。采用人工移栽，勞動強度大，作業(yè)效率低

11、，難以實現(xiàn)大面積移栽，從而導(dǎo)致生產(chǎn)規(guī)模小，生產(chǎn)效益低下，制約了穴盤苗生產(chǎn)技術(shù)在我國的發(fā)展，所以實現(xiàn)穴盤苗移栽作業(yè)機械化已成為我國蔬菜及花卉產(chǎn)業(yè)化亟待解決的問題。</p><p>　　現(xiàn)在美國市場有各種功用的穴盤苗移栽機可供選擇，價格從23000美元到115000美元不等，移栽速度為每小時3600～50400穴（即每小時100～900盤）（鄒琳娜，2006）。目前一些大的蔬菜花卉公司或育苗基地從國外引進了穴盤苗移栽

12、機，雖然國外先進機具的使用提高了這些公司的生產(chǎn)力，但在實際使用中存在以下問題：</p><p>　?。?）價格超出大多數(shù)用戶的接受能力。我國蔬菜花卉市場以中小型企業(yè)為主，對于這些企業(yè)來說引進國外機具投資風(fēng)險太大。</p><p>　?。?）機構(gòu)復(fù)雜難操作。國外的移栽機大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對操作者技術(shù)要求高，一些企業(yè)購買機器后發(fā)現(xiàn)難于找到合格的雇員來操縱及維護機器。</p><

13、p>　　（3）適應(yīng)性差。國外溫室移栽機一般用于大型溫室，與其它設(shè)施配套緊密，對穴盤苗整體狀況要求高并且有統(tǒng)一標準，而我國還沒有相關(guān)統(tǒng)一標準。例如多數(shù)種植者為了減少停機校正機器而傾向于使用特定尺寸的穴盤并一次栽完盡可能多的穴盤苗，一些種植者以改變穴孔的數(shù)目和穴盤的尺寸這些不科學(xué)的方法來更好的使用移栽機。</p><p>　　這些實際問題都要求我國廣大農(nóng)機工作者研制出適合我國種植戶的溫室用穴盤苗移栽機。而資料調(diào)

14、研表明，對穴盤苗移栽機器人的研究工作國內(nèi)報道得很少，大都研究工作尚處于實驗室試驗研究階段，目前，還沒有成熟機型問世。市場調(diào)查表明，在我國特別是在北方，穴盤育苗戶基本都采用手工移栽，因此，溫室穴盤苗移栽機的研究對我國實現(xiàn)溫室蔬菜和花卉生產(chǎn)現(xiàn)代化，產(chǎn)業(yè)化具有重要的現(xiàn)實意義。</p><p>　　1.2 穴盤育苗技術(shù)的發(fā)展及其特性</p><p>　　1.2.1 國內(nèi)外穴盤育苗技術(shù)的發(fā)展<

15、/p><p>　　穴盤育苗技術(shù)從產(chǎn)生到成熟經(jīng)過了近五十年的發(fā)展，現(xiàn)在，穴盤育苗系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前國際上使用最廣泛的工廠化育苗體系。過去傳統(tǒng)的育苗方式是采用露地直播育苗或陽畦、改良陽畦和日光溫室育苗，由于設(shè)備簡陋和自然條件的影響，育苗苗齡長、質(zhì)量差、大小不齊，不僅成本高，還往往會因凍害或病蟲害等自然災(zāi)害造成缺苗。隨著蔬菜、花卉、林木產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，育苗也由過去傳統(tǒng)的費時、費力的育苗方式向?qū)I(yè)化、機械化、規(guī)模化、商業(yè)化迅速

16、發(fā)展，形成了現(xiàn)代化、工廠化育苗生產(chǎn)體系。穴盤育苗技術(shù)推進了蔬菜、花卉、林木生產(chǎn)向現(xiàn)代設(shè)施園藝方向的邁進。</p><p>　　美國的穴盤育苗技術(shù)發(fā)展最早也最成熟，規(guī)模最大，80年代末期己經(jīng)普及，2001年已有百余家規(guī)模化經(jīng)營的育苗場，年產(chǎn)商品苗數(shù)量大約280億～300億株，穴盤育苗的出現(xiàn)不僅推進了蔬菜種植現(xiàn)代化，而且?guī)恿藴厥液娃r(nóng)機制造業(yè)、穴盤制造業(yè)、基質(zhì)加工業(yè)等一批相關(guān)產(chǎn)業(yè)。在歐洲，主要有荷蘭、法國、意大利和西

17、班牙等國家緊跟在美國之后，已達到很高的水平，許多專業(yè)的種苗公司成為農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。它們的穴盤育苗很多用在花卉、蔬菜上，其次也用于樹苗的生產(chǎn)。與我國相鄰的韓國、日本以及我國的臺灣省，穴盤育苗也走向迅速發(fā)展階段，在政府的扶持下，縣縣都建起了專業(yè)化育苗場，其中生產(chǎn)規(guī)模大的育苗場年產(chǎn)商品苗已超億株（張詩，2007）。</p><p>　　在美國、歐洲等已經(jīng)形成大規(guī)模穴盤種苗產(chǎn)業(yè)的國家。農(nóng)戶一般不需自家育苗，只要根據(jù)自己的

18、生產(chǎn)計劃，向種苗公司訂購蔬菜或花卉種苗，只要說明：種類、品種、數(shù)量、特征（如花色）、提供日期等等，種苗公司把用戶的訂單輸入電腦，電腦綜合全部用戶和工廠各種生產(chǎn)條件的信息，進行推算，最終編排出全年生產(chǎn)計劃，指導(dǎo)全廠生產(chǎn)，及時向每個用戶按時供應(yīng)穴盤苗。由于大生產(chǎn)體系雄厚的實力，整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)采用高科技手段，實現(xiàn)電腦管理的機械化、電氣化流程，生產(chǎn)的苗嚴格防止病毒污染（王麗君，2003），成苗快速，苗的生命力強，定植后成活率幾乎達100%，只要農(nóng)

19、戶栽培過程中正常操作，就能保證優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，而且能保證成熟、收摘期在大面積種植區(qū)內(nèi)趨于一致，產(chǎn)品上市的計劃性得到加強。同時，穴盤育苗也為實現(xiàn)栽植和收獲的機械化提供了條件。</p><p>　　在我國，十幾年前開始由國外引進先進的穴盤育苗技術(shù)，購買了美國和歐洲的幾種穴盤育苗機械化生產(chǎn)線，開始了試生產(chǎn)，主要用于蔬菜生產(chǎn)。1991年農(nóng)業(yè)部科技司把穴盤育苗的試驗研究列入第八個五年計劃的科研項目重點專題中。經(jīng)過10多年各級政府

20、有關(guān)部門的引導(dǎo)，各級農(nóng)科單位和地方生產(chǎn)單位相結(jié)合，共同努力試驗推廣，這項技術(shù)逐步在許多地區(qū)扎根落戶。近幾年，許多國際上有影響力的種苗公司也紛紛在我國建立分公司，僅維生種苗公司就在我國遼寧、蘇州等省建有十個分公司（圖1-1為沈陽維生種苗公司的穴盤育苗溫室）。同時，許多國內(nèi)種苗公司的生產(chǎn)規(guī)模也迅速擴大。從穴盤育苗在我國一些地方試驗、推廣的情況看，有些地方已形成一定規(guī)模，取得相當(dāng)?shù)男б?，在?dāng)?shù)剞r(nóng)民群眾中產(chǎn)生了一定的影響。事實證明，穴盤育苗技術(shù)

21、這種在國外行之有效的先進技術(shù)，在我國也有望得到大面積推廣。</p><p>　　1.2.2 穴盤育苗技術(shù)的特征和優(yōu)越性</p><p>　?。?） 穴盤育苗的技術(shù)特征</p><p>　?、僖淮纬擅绲娜萜饔?lt;/p><p>　　容器是采用多穴的穴盤，實際是把許多呈上大下小的倒錐形苗缽連接在一起。隨著穴盤育苗技術(shù)的發(fā)展，穴盤的材質(zhì)和規(guī)格也得到

22、不斷改進，現(xiàn)在廣泛使用的穴盤因材質(zhì)不同可分為PS吸塑盤、PE吸塑盤和PS發(fā)泡盤,有50、72、128、200、288、392孔等多種規(guī)格。目前蔬菜用育苗盤大多采用聚苯乙烯發(fā)泡材料制造，盤板呈長方型，板面上有按一定順序和規(guī)格排列的育苗穴孔，穴孔的數(shù)量、間距、形狀和孔徑的大小因生產(chǎn)廠家、產(chǎn)品規(guī)格和應(yīng)用種類的不同而不同。當(dāng)前，以可降解的生物材料制成的新型環(huán)保型穴盤已經(jīng)研制成功，相信生物環(huán)保型穴盤不久后就會解決其制造成本的問題而代替現(xiàn)在廣泛使用

23、的穴盤，從而進一步完善穴盤育苗技術(shù)。</p><p>　　②采用無土栽培的育苗技術(shù)</p><p>　　育苗基質(zhì)主要采用泥炭土、蛙石、珍珠巖等輕基質(zhì)。這些基質(zhì)比土壤的比重輕得多，有良好的透氣性和保水性，酸堿度適中，與容器表面不粘著，容易從盤中脫出，也不易粘在機械部件表面，便于機械移栽操作。</p><p>　?、劬C合多種高科技技術(shù)</p><p&

24、gt;　　穴盤育苗技術(shù)是高科技的產(chǎn)物，必須同近代高科技密切結(jié)合才能成為現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)力。據(jù)考察，現(xiàn)代穴盤育苗技術(shù)結(jié)合了：近代溫室技術(shù)，無土栽培技術(shù)，機械自動化技術(shù)，信息技術(shù)（電腦）等。高度精確、高速度，保證嚴格規(guī)范化生產(chǎn)，能提供整齊劃一、無病蟲害源、高度生命力的商品苗（王麗勉，2005）。</p><p>　　（2） 穴盤育苗的優(yōu)越性</p><p>　?、俜N苗出芽率高，生命活力強，可大大

25、節(jié)約種子。使育苗者可以放心采用高質(zhì)量的優(yōu)良種子，同時降低了成本。</p><p>　?、谠灾裁芏仁莻鹘y(tǒng)育苗的幾倍，節(jié)省了育苗所需溫室或暖棚面積。每株商品苗所需的溫室投資（固定成本）和冬季采暖費用（作業(yè)成本）相對顯著下降，這兩項成本在育苗成本中比重最大，由此得到顯著的經(jīng)濟效益。</p><p>　?、垩ūP苗在脫盤時，根系和基質(zhì)網(wǎng)結(jié)而成的根坨相當(dāng)結(jié)實，不重壓、重磕是不會散開的。無論是手工或機械

26、化移栽，根坨都不易散結(jié)而使苗受傷，即使是沒有經(jīng)驗的種植者，用穴盤苗移栽也能取得成功。另外，穴盤苗利于機械化移栽，技術(shù)上的困難比傳統(tǒng)育苗小得多而且可大大提高移栽效率，節(jié)省勞動力。移栽入土后成長迅速，相比傳統(tǒng)育苗移栽后需要很長時間的緩苗期，穴盤苗移栽后幾乎不需要緩苗。</p><p>　　④用高精度點播生產(chǎn)線實行機械化播種，作業(yè)質(zhì)量高，每穴中基質(zhì)填裝量一致，播種深淺相差無幾，壓實程度、覆蓋深度等都很接近。進入溫室后規(guī)

27、范化管理，苗成活率幾乎是百分之百。而且出苗日期和種苗大小十分整齊一致。成苗茁壯、成熟、結(jié)實的時間也不致相差過大，產(chǎn)量有很好的保證。所有這些對現(xiàn)代種苗產(chǎn)業(yè)實行計劃管理和產(chǎn)品信譽有了保證，也為收獲機械化創(chuàng)造了方便條件。</p><p>　?、荼容^容易實行整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的無毒化處理，防止病蟲害侵入種苗，保證提供無病蟲害商品苗，建立良好的商業(yè)信譽。</p><p>　　⑥輕基質(zhì)、輕容器，便于實現(xiàn)集裝

28、運輸。商品苗可實現(xiàn)遠距離運輸，擴大供應(yīng)范圍。這對種苗業(yè)擴大生產(chǎn)創(chuàng)造了很好的條件（王麗勉，2005）。</p><p>　　1.3 移栽機械發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢</p><p>　　1.3.1 國內(nèi)外移栽機械發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　由于地域、氣候、自然資源、經(jīng)濟情況、栽植方式的差異，而且在栽植的同時，還要求注水、施肥、施藥及覆膜等聯(lián)合作業(yè)。即使是同一種作物，在栽植

29、的品種，育苗方式、苗齡、行距、株距、種植密度及深度等方面也存在很大差異。正是由于這些差異的存在，栽植機械化在發(fā)達國家的實現(xiàn)也晚于其它農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的機械化。國外發(fā)達國家在三十年代出現(xiàn)了人工喂苗的半自動栽植機具，五十年代研制出多種不同結(jié)構(gòu)形式的半自動移栽機，到八十年代，半自動移栽機已在生產(chǎn)中廣泛使用。目前，一些發(fā)達的國家己實現(xiàn)甜菜，玉米，蔬菜和煙草等旱地作物的育苗工廠化和移栽機械化。機型已比較成熟，基本可以達到株距，秧苗直立度等農(nóng)藝要求，工

30、作可靠性較好，推廣應(yīng)用廣泛。</p><p>　　在國內(nèi)，田間栽植機械的研究開始于60年代，起步較早，但農(nóng)機和農(nóng)藝明顯脫節(jié)，忽略了綜合經(jīng)濟效益，更沒有科學(xué)的分析育苗移栽機械化過程的種種技術(shù)難題，從而使這一技術(shù)擱淺（高玉芝，2004）。近年來，栽植機械伴隨著旱地育苗移栽技術(shù)的研究和推廣而發(fā)展起來，已成為科研和生產(chǎn)部門關(guān)注的問題之一。我國研究栽植機械以來，陸續(xù)開發(fā)引進了多種適合于蔬菜，煙葉，甜菜等經(jīng)濟作物的栽植機械，

31、但均因育苗技術(shù)落后，配套性差，綜合效益低等原因，未得到推廣應(yīng)用。隨著育苗技術(shù)的發(fā)展，以及勞動力成本的上升，又有多種新型栽植機械出現(xiàn)。但總體來講，目前我國研制使用的栽植機械仍處于起步階段，以半自動為主。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)從1993年開始，在北京郊區(qū)對玉米育苗移栽技術(shù)進行了連續(xù)五年的田間生產(chǎn)性實驗，證明機械移栽人工費用比人工移栽的人工費用低；但由于半自動栽植機的自動化程度不高，人工費用仍然占有很大的比例，一年能夠移栽的面積有限，因此，機械移栽的成

32、本總是略高于或接近人工移栽的成本。這正是半自動移栽機還不被廣大用戶接受的主要原因。</p><p>　　隨著穴盤育苗技術(shù)的推廣，穴盤苗移栽機械也得到迅速發(fā)展。穴盤苗移栽機械分為用于田間作業(yè)的露地移栽機械，用于溫室移栽的棚室移栽機械，其中包括將穴苗植入苗盆的自動移栽機械手。國內(nèi)研究最早的是用于田間作業(yè)的露地移栽機，常見的機型主要有鉗夾式移栽機，鏈夾式移栽機，撓性圓盤式移栽機，吊杯式移栽機，導(dǎo)苗管式移栽機，輸送帶式移

33、栽機，空氣整根營養(yǎng)缽育苗移栽機（劉效亮，2003）。這些機型均應(yīng)用于缽苗移栽，機器在使用的過程中需要的輔助人員較多，人工喂苗必然使栽植速度受到限制。由于勞動強度相對較大，使人容易感到緊張，可能會出現(xiàn)漏苗現(xiàn)象。美國、意大利、德國和日本都開發(fā)出溫室用棚室移栽機。動力為2.94～4.41kW的汽油機，工作速度0.60～0.72km/h，其移植的秧苗深淺、間距都很均勻，有利于作物成活和生長，促進作物高產(chǎn)。國內(nèi)小型棚室移栽機研究尚處于起步階段，目

34、前大多數(shù)穴播機還不能滿足播種行距和穴距可調(diào)的要求，急需開發(fā)小型精密或精量播種機，要求行距、穴距及播深可調(diào)，且控制準確，能適應(yīng)設(shè)施內(nèi)的作業(yè)要求（付靜，2006）。</p><p>　　對于工廠化生產(chǎn)中，將穴盤苗植入苗盆或大穴盤的自動移栽機的研究，目前國外已經(jīng)研制出多種不同機型，這些機型有的是針對不同作物例如茶葉，有的針對不同生長階段，將穴苗移植到容積不同的培養(yǎng)器中。而國內(nèi)目前還沒有相應(yīng)機型出現(xiàn)，相關(guān)研究報道也很少。

35、</p><p>　　1.3.2 幾種典型穴盤苗自動移栽機的介紹</p><p>　　PT6000型移栽機器人（見圖1-2）是1995年日本研制的一種專用于穴盤苗移栽的機器人，也是第一臺能識別缺苗的移栽機器人。該機器人有兩條傳送帶，一條用于傳送穴盤，另一條用于傳送盆狀容器，其它的主要部件是插入式拔苗器，杯狀容器傳送帶，漏播分選器和插入式栽植器。該機器人的主要性能數(shù)據(jù)見表1-1。</p

36、><p>　　該機器人工作過程如下：用拔苗器的抓手將穴盤中的籽苗拔出，放在穿過穴盤傳送帶移動到盆傳送帶上的一排杯狀容器內(nèi)，在杯狀容器移動的同時，由光電傳感器探測有無缺苗，探測之后，栽培器的抓手只拿起籽苗，每個栽培手分別接近一只苗盆，在所有栽培手都夾住籽苗之后，所有栽培手同時栽培籽苗，確保無空盆。該機器人采用單觸式控制面板和自診斷裝置，如果出現(xiàn)問題機器人會自動停機，發(fā)出警報，控制面板可以顯示出偶然出現(xiàn)的問題和解決問題的

37、方案。</p><p>　　表1-1 PT6000型移栽機器人主要性能數(shù)據(jù)</p><p>　　Tab.1-1 Main performance data of PT6000 transplanting robot </p><p>　　我國臺灣省1996年研制的氣壓式花卉穴盤苗移栽機（如圖1-3），是一套較簡單的機器人系統(tǒng)，包括三個基本部分：移栽機本體、控制部件即

38、可編程控制器(PLC)以及氣壓動力源。這種移栽機最大的特點是結(jié)構(gòu)簡單，便于控制，其移栽爪機構(gòu)具備夾苗、放苗、插植與鎮(zhèn)土等多種功能（移栽爪動作流程如圖1-4所示）。正常運作時，每個移栽爪的栽植速度約每小時675株，載植成功率均在90%以上。其缺點是自動化程度低，效率相對不高，需要人工放、取苗盤及苗盆，沒有識別缺苗、噴灌等功能（呂英石，2003）。</p><p>　　圖1-4 移栽爪動作流程圖</p>

39、<p>　　Fig.1-4 Action flowchart of transplanting claws</p><p>　　美國RAPID公司生產(chǎn)的RTW系列穴盤苗移栽機（如圖1-5）是專用于工廠化自動育苗生產(chǎn)線上的全自動移栽機，該系列穴盤苗移栽機具有效率高、可靠性強的優(yōu)點，是大型自動化育苗基地的優(yōu)先選擇。該系列穴苗盤移栽機包括RTW-500S2、RTW-1000S2和RTW-2000S2等機型。

40、RTW系列穴苗移栽機使用的移栽手爪具有體積小、自由度大的特點，對于高度不夠或者超過標準高度的穴盤苗也能夠成功移栽。其輸送系統(tǒng)采用寬輥道輸送結(jié)合氣缸推送，可實現(xiàn)四盤同時移栽，移栽速度是同類產(chǎn)品的幾倍。</p><p>　　圖1-6是美國Transplant Systems公司生產(chǎn)的TEA XP 404N移栽機，是茶葉穴盤苗專用移栽機系列之一。該移栽機比RAPID公司生產(chǎn)的RTW系列穴盤苗移栽機體積小，不但可用于大型

41、育苗生產(chǎn)線也適用于中小育苗戶，比較靈活。其控制系統(tǒng)采用PLC可編程控制器，操作較簡單。移栽機采用的夾持裝置為四爪手，獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計使其適應(yīng)于不同的根系結(jié)構(gòu)。移栽手爪可分別安裝4、8、16、32等數(shù)目，而且可調(diào)整間距以適用于不同規(guī)格的穴盤苗。工作效率可達到每小時移栽7000棵穴盤苗。該移栽機的輸送系統(tǒng)采用平帶，并且其輸送平臺可以根據(jù)需要加長或折疊，充分節(jié)省了空間及成本。</p><p>　　1.4 論文研究的主要內(nèi)

42、容</p><p>　　本論文以國內(nèi)外大量的文章資料為基礎(chǔ)，結(jié)合機械設(shè)計基礎(chǔ)，三維造型軟件及PLC等技術(shù)，針對穴盤苗自動移栽機的自動定位輸送系統(tǒng)進行設(shè)計及研究。以解決現(xiàn)在工廠化生產(chǎn)穴盤苗但還是保持人工移栽的問題。由于作業(yè)對象的嬌嫩性，作業(yè)動作的復(fù)雜性。本論文研究的重點是如何使自動輸送系統(tǒng)準確無誤的配合移栽機械手的動作，保證快速、準確、連續(xù)作業(yè)。具體研究內(nèi)容如下：</p><p>　　（1）

43、收集各種資料，對穴盤育苗和穴盤苗自動移栽機的相關(guān)文獻進行綜述。</p><p>　?。?）分析穴盤苗人工移栽的操作流程，將人工操作流程系統(tǒng)規(guī)劃，提出合理的機械輸送方式。</p><p>　?。?）對穴盤苗自動移栽機自動輸送系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)進行設(shè)計與計算，完成總裝圖、部裝圖、零件圖。</p><p>　?。?）對電氣控制部分進行設(shè)計，包括電氣線路的設(shè)計、I/O接口信號的

44、確定、控制程序的設(shè)計與調(diào)試。</p><p>　　1.5 技術(shù)路線及擬解決的關(guān)鍵問題</p><p>　　1）本論文采取的技術(shù)路線如下：</p><p>　　圖1-7 技術(shù)路線圖</p><p>　　Fig.1-7 Technology program</p><p>　　2）擬解決的關(guān)鍵問題：</p>

45、<p>　?。?）設(shè)計合理的輸送方式，以達到最大減輕勞動強度，提高整機工作效率的目的；</p><p>　?。?）準確配合夾持裝置取放穴苗動作來定位穴苗盤及苗盆，應(yīng)用可編程邏輯控制器編寫相應(yīng)控制程序；</p><p>　?。?）設(shè)計出適合多種穴盤及苗盆的輸送及相應(yīng)的驅(qū)動和傳動裝置，提高整機的通用性。</p><p><b>　　致 謝</

46、b></p><p>　　在論文完成之際，首先感謝導(dǎo)師邱立春教授給予我的悉心指導(dǎo)和無私幫助。從論文的選題、研究，到論文的寫作，每個環(huán)節(jié)都離不開導(dǎo)師認真、細致的指導(dǎo)，論文中每一個符號都凝聚著他的心血。導(dǎo)師不僅在學(xué)業(yè)上給予我莫大的幫助，在思想上也使我獲益良多。讀碩士期間，我不僅學(xué)到了知識，更重要的是從導(dǎo)師那里學(xué)到了嚴謹治學(xué)、為人師表、謙虛謹慎、寬以待人的高貴品質(zhì)。在此謹向我的導(dǎo)師邱立春教授致以真摯的謝意！<

47、;/p><p>　　感謝沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院的各位領(lǐng)導(dǎo)和老師，老師們無論在治學(xué)還是思想上都對我今后的工作、學(xué)習(xí)以及生活有深遠影響。在此，還要特別感謝田素博老師的幫助，她細致的工作作風(fēng)、忘我的科研精神、樂觀堅強的生活態(tài)度，使我的學(xué)習(xí)、科研能力等各方面得到了很大的鍛煉和提高。</p><p>　　在課題的研究過程當(dāng)中，我還得到了師兄、師姐、師弟、師妹們以及許多同學(xué)朋友的熱心幫助和支持，在此特別向他

48、們表示衷心的感謝。</p><p>　　三年的研究生生活中，接觸最多的莫過于我的舍友，她們不但在生活中給予我溫暖的姐妹情，學(xué)習(xí)中也給予我無私的幫助，在此要向她們表達心底深深的謝意。</p><p>　　衷心感謝我的家人一直給予我默默的支持和鼓勵。</p><p>　　感謝評審本文的各位老師在百忙之中抽出寶貴的時間來評閱我的論文。</p><p&g

49、t;<b>　　王榮華</b></p><p><b>　　2008年6月</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　安鳳平,龔麗農(nóng),宋洪波,史巖.1999.2YZ-40型吊籃式缽苗栽植機的研究.現(xiàn)代化農(nóng)業(yè),(2):31-33.</p><p>

50、　　安國民,徐世艷,趙化春.2004.設(shè)施農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢.現(xiàn)代化農(nóng)業(yè),(12):34-36.</p><p>　　陳殿魁.2000.我國大型溫室發(fā)展概況.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,(6):28-29.</p><p>　　封俊.1998.真空吸附式穴盤育苗精密播種器.設(shè)施園藝,(3):6.</p><p>　　付靜,李汝莘,叢宏斌.2006.我國設(shè)施農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展現(xiàn)狀與方向