蔬菜缽苗吊杯式栽植器參數(shù)優(yōu)化與性能試驗(yàn)研究.pdf

1、蔬菜種植是蔬菜產(chǎn)業(yè)至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，種植方式包括直播和育苗移栽兩種，目前約有60％以上的蔬菜品種采用育苗移栽方式種植。我國(guó)蔬菜移栽作業(yè)仍以人工為主，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，而且栽植質(zhì)量難以保證，因此實(shí)現(xiàn)蔬菜移栽機(jī)械化是我國(guó)蔬菜產(chǎn)業(yè)亟需解決的重大問(wèn)題。針對(duì)國(guó)內(nèi)外蔬菜移栽機(jī)栽植機(jī)構(gòu)、缽苗物理機(jī)械特性研究現(xiàn)狀總結(jié)分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行蔬菜缽苗移栽機(jī)吊杯式栽植器的參數(shù)優(yōu)化和性能試驗(yàn)研究，主要結(jié)論如下：
　　(1)利用自行設(shè)計(jì)的缽體跌落碰

2、撞損傷試驗(yàn)臺(tái)，以缽體體積、基質(zhì)成分體積比、含水率和苗齡為影響因素，進(jìn)行缽體損傷率單因素試驗(yàn)。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取正交試驗(yàn)的因素與水平，進(jìn)行缽體損傷率正交試驗(yàn)。單因素試驗(yàn)表明，缽體體積對(duì)缽體損傷率的影響極為顯著，育苗穴盤(pán)規(guī)格依次為72、128、200孔時(shí)，缽體損傷率隨著缽體體積的減小先減小后增大，缽體體積為中（穴盤(pán)規(guī)格為128孔）時(shí)缽體損傷率最低;當(dāng)缽體體積為中（穴盤(pán)規(guī)格為128孔）時(shí)，基質(zhì)成分體積比對(duì)缽體損傷率的影響極為顯著，基質(zhì)

3、成分（泥炭、蛭石、珍珠巖）體積比為配比2(6∶3∶1)時(shí)缽體損傷率最低;基質(zhì)含水率與缽體損傷率之間呈極顯著二次多項(xiàng)式關(guān)系，在預(yù)設(shè)基質(zhì)含水率為55～88％的區(qū)間內(nèi)，缽體損傷率隨著基質(zhì)含水率的增加先降低后增加，基質(zhì)含水率為80.6％時(shí)缽體損傷率最低;苗齡與缽體損傷率之間呈極顯著指數(shù)函數(shù)負(fù)相關(guān)關(guān)系，在23～43d苗齡范圍內(nèi)，缽體損傷率隨著苗齡的增加逐漸降低，而當(dāng)苗齡大于38d時(shí)，缽體損傷率隨著苗齡的增加變化不顯著。正交試驗(yàn)結(jié)果表明，缽體跌落損

4、傷影響因素的較優(yōu)參數(shù)組合為基質(zhì)成分體積比為配比2(6∶3∶1)、含水率為較高(80％)、苗齡為38d。
　　(2)設(shè)計(jì)并試制了移栽參數(shù)可調(diào)的偏心圓盤(pán)吊杯式栽植器試驗(yàn)臺(tái)，并進(jìn)行缽苗移栽土槽試驗(yàn)。采用二次正交旋轉(zhuǎn)中心組合設(shè)計(jì)法，以移栽速度、特征參數(shù)和吊杯傾角為影響因子，以直立度合格率、株距變異系數(shù)和栽植深度合格率為響應(yīng)值，進(jìn)行回歸分析和響應(yīng)曲面分析，探究單因子及交互因子對(duì)響應(yīng)值的影響效應(yīng)，并對(duì)栽植器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。結(jié)

5、果表明，在滿足栽植頻率大于90株/min的高速移栽狀態(tài)下，各因子對(duì)直立度合格率的影響貢獻(xiàn)大小依次為吊杯傾角、特征參數(shù)、移栽速度;對(duì)株距變異系數(shù)的影響貢獻(xiàn)大小依次為移栽速度、特征參數(shù)、吊杯傾角;對(duì)栽植深度合格率的影響貢獻(xiàn)大小依次為移栽速度、吊杯傾角、特征參數(shù)。當(dāng)移栽速度為0.47m/s，特征參數(shù)為1.18，吊杯傾角為87°時(shí)，此時(shí)直立度合格率理論最優(yōu)為98.01％、株距變異系數(shù)為5.93％、栽植深度合格率為89.25％。優(yōu)化后驗(yàn)證試驗(yàn)可得

6、直立度合格率為96.6％，株距變異系數(shù)為6.1％，栽植深度合格率為87.8％，試驗(yàn)結(jié)果與理論結(jié)果一致，進(jìn)一步驗(yàn)證了回歸模型的正確性;優(yōu)化后的性能指標(biāo)明顯優(yōu)于優(yōu)化前，直立度合格率、栽植深度合格率較優(yōu)化前分別提高5.8、3.6個(gè)百分點(diǎn)，也優(yōu)于國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo)值。
　　(3)提出了一種新型的鏈傳動(dòng)吊杯式栽植器，完成栽植器運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的建立與植苗點(diǎn)軌跡的分析，并進(jìn)行栽植器總體和關(guān)鍵機(jī)構(gòu)（軌道控制總成、專用吊杯及凸輪開(kāi)合機(jī)構(gòu)）的結(jié)構(gòu)設(shè)

7、計(jì)。試制了鏈傳動(dòng)吊杯式栽植器試驗(yàn)臺(tái)，完成不同缽苗特性和移栽頻率條件下的栽植器栽植性能試驗(yàn)。番茄缽苗土槽移栽性能試驗(yàn)顯示，缽苗在缽體含水率水平為55％～88％范圍內(nèi)變化時(shí)，栽植合格率隨著缽體含水率的增加先增大后減小;72孔穴盤(pán)缽苗在缽體含水率為75～80％范圍內(nèi)移栽時(shí)，栽植合格率存在最大值;128孔穴盤(pán)缽苗在缽體含水率為80～88％范圍內(nèi)移栽時(shí)，栽植合格率存在最大值。缽苗在秧苗苗齡23～43d范圍內(nèi)變化時(shí)，栽植合格率隨著秧苗苗齡的增加先增