蔬菜机械化生产对秧苗栽植质量有何影响

　　为深入了解蔬菜机械化生产对秧苗栽植质量的影响，准确掌握相关影响要素及栽植环节，更进一步改进和完善当前蔬菜机械化栽植的智能控制功能，下面文章在掌握蔬菜自动栽植机的构成与原理基础上，对关键部件进行了分析与设计，包括栽植作业过程运动轨迹、速度匹配等，获取栽植机本体对秧苗栽植质量的影响，并分别从分拣、送苗、栽植阶段及外界适应性条件等方面论述影响秧苗栽植质量的因素。

　　关键词: 蔬菜机械化,栽植,智能控制,直立度

　　随着农业机械化的不断进步与发展，水果、蔬菜及其他农副产品的机械化栽植机具亦不断向新型化、自动化方向推进。查阅相关文献表明: 一方面，我国已有多种农作物的栽植机产生，学者普遍针对机械化农机本体进行研究改进; 另一方面，蔬菜栽植作为我国农作物核心产业，为减低农民劳动强度、提高蔬菜栽植效率，本文侧重考虑蔬菜秧苗栽植质量的影响因素，通过了解蔬菜作物生长的本体环境与主要农艺技术要求，从提高秧苗种植直立程度的角度出发，设计了蔬菜栽植机的核心功能部件，并研究了蔬菜机械化生产对秧苗栽植质量的影响。测试结果表明: 栽植速度与秧苗直立保持度间互相协调，能够达到良好的栽植效果。此研究对于蔬菜栽植机较好应用于农作物种植与移栽、蔬菜移植产业加快实现机械自动化应用与提升均有重要的现实意义。

　　1 栽植机结构及工作原理

　　蔬菜栽植机性能衡量指标主要有钵苗栽植的均匀程度、栽植直立程度及植入土壤深度合格程度等，其结构主要包括链式、盘式及导管式等。结合蔬菜栽植机的工作原理可知: 在动力牵引装置作用下，蔬菜栽植机行进并在整机控制系统及机械装置配合之下依次进行取苗、输送和栽植等环节，栽植环节完毕后进行施肥、覆土、镇压等动作，完成蔬菜栽植过程。

　　2 核心部件设计与改进

　　2. 1 分拣机构设计

　　根据蔬菜栽植机的工作原理，针对其分拣钵苗机构进行设计，分拣模块的核心执行部件为并排的多个夹爪。夹爪的速度与力度由整机控制系统发出指令，在多个气缸的活塞推动下工作。利用软件绘制分拣模块的三维模型图，并通过结构选型及应力强度分析，得出最佳的结构参数与组合比例。鉴于分拣模块分为获取钵苗与投入钵苗至料斗两大步骤，各自针对作业环节进行模块智能控制，融入PLC 控制更为精准和快速。

　　2. 2 栽植机构设计

　　栽植机构是蔬菜栽植机的核心执行部件之一，对其进行优化设计对于提高蔬菜秧苗栽植质量及产量起关键性作用。为保证蔬菜栽植机在作业过程中地膜的完好性及栽植秧苗的准确性，对料斗出料端的尖角部位重点设计。工作时，主要依靠凸轮进行运动传递给曲柄，从而控制料斗的运动。

　　2. 3 智能控制部件设计

　　蔬菜栽植实现高效作业控制核心在于电子、自动化技术的融入，从自动分拣、及时送苗到栽植部件轨迹的不断调整，较高程度的自动蔬菜栽植，可有效保证秧苗栽植质量。在栽植阶段，为保证秧苗直立度，对栽植部件的植入土壤角度进行智能调整，应用核心算法于其中，同时，应针对给定的入土角度考虑交叉变异与适应度参数控制要求。

　　3 栽植质量影响因素分析

　　3. 1 分拣阶段影响因素

　　秧苗在分拣阶段的主要工作是将蔬菜秧苗均匀、一致地送入传送装置。根据分拣装置机构设计特点，在预先编制的控制程序之下执行分拣动作，分拣阶段保证秧苗的完好率。由此可知其可行性好，抓取装置的作用力适宜，可较好地保持秧苗的完好。

　　3. 2 传送阶段影响因素

　　传送机构主要由传送轴、导苗部件及扶苗部件等构成。工作时，秧苗经分拣完成后在传送轴动力控制下，通过栽植机的导苗部件进入栽植机构，植入土壤。传送装置在整个栽植环节起到承上启下连接作用，便于蔬菜秧苗根部精准直立状态下被植入土壤，利于提高蔬菜秧苗移栽的存活率及蔬菜收获产量等。此环节对于秧苗栽植质量的影响因素主要表现为:

　　1) 传送到导苗执行部件中的蔬菜秧苗应当保持高的直立程度。

　　2) 传送轴应保证传送平稳，保证传送装置部件间的尺寸大小与配合间隙等的协调性。

　　3) 扶苗器的结构及安装位置准确，对蔬菜秧苗倾斜的扶正及时。

　　3. 3 栽植阶段影响因素

　　蔬菜栽植机栽植阶段对秧苗栽植生长及最终产量影响较为显著。栽植阶段的影响因素主要考虑植

　　入深度的一致性、覆土的厚度适宜性及间距的合理性等。针对某一特征参数进行因素分析。

　　4 结论

　　1) 在深刻了解当前蔬菜机械化生产的发展状况基础上，对蔬菜栽植机的工作核心机构进行了设计优化，主要包括分拣模块、栽植模块和相关智能控制部件。

　　2) 通过利用拟设计的蔬菜栽植机，从机体本身和外界适应性条件两大方面针对影响因素进行分析，重点关注蔬菜机械化生产对秧苗栽植质量的影响。

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　　农业类期刊推荐：《农机化研究》近年来，本刊曾多次受到国家农业行政管理部门和国家有关学术组织的表彰与奖励，曾获1994年、1996年、1998年、2000年全国优秀农机科技期刊奖和2002年全国农机优秀科技期刊一等奖;并自1988年起，连续5届被国家权威部门确认为全国中文核心期刊。