文档介绍：摘要
随着生活水平的提高,人们对蔬菜和花卉的需求量越来越大,我国温室蔬菜和花卉产业也得到了迅速发展。现在,温室蔬菜和花卉产业已成为现代化农业的重要标志和主要内容。穴盘育苗技术是蔬菜和花卉种苗工厂化生产的主要方法,移栽是整个穴盘苗生产过程中最费时费力的环节,实现穴盘苗移栽自动化对于节约劳动力、提高生产效率具有重要意义。
本论文是在广泛收集国内外穴盘苗移栽机械相关研究资料的基础上,通过对移栽工艺的研究及对国内外移栽机械的对比研究,设计并确定了移栽方案。主要实现了穴盘、苗盆、移栽手横臂精确合理的定位输送,配合移栽手高效率完成穴苗移栽。本论文为穴盘苗移栽相关机械产品的开发和性能评价,实现穴盘苗移栽自动化生产提供了参考和理论依据。整个系统由可编程控制器(PLC)编程控制。论文研究取得的主要成果如下。
(1)通过对穴盘苗移栽工艺过程的分析以及对移栽手的实验研究,设计并确定科学合理的温室穴盘苗自动移栽机输送方案。
(2)通过比较,选择电动和气动系统相结合作为整个输送机构的驱动系统,并对其进行设计;比较不同机构的特点,确定输送形式,完成系统机械结构设计。
(3)用Pro/Engineer三维软件对零件建模,对整机虚拟装配。
(4)确定控制方式,在对移栽机工作过程分析的基础上,对输送机构控制系统的软、硬件进行设计。
关键词: 穴盘苗;自动移栽机;输送系统
第一章绪论
研究目的和意义
随着世界工厂化农业进程的推进,目前,世界农业设施面积已经达到60余万公顷,工厂化农业的水平也越来越高。在日本、荷兰、英国等国家相继出现了现代化“植物工厂”、“气耕工厂”、“水果工厂”(Von Eisner B,2000)。我国自改革开放以来,“工厂化农业”也得到了迅速发展。
近年来,随着人民生活水平的提高以及消费观念的改变,我国绿色蔬菜、新鲜水果及鲜花市场活跃,消费需求迅速增加。我国蔬菜种植面积大、消费量高、花色品种多、复种指数高等特点构筑了我国蔬菜育苗业潜在的市场。然而,传统的蔬菜种植方式和蔬菜育苗技术,已成为我国蔬菜形成产业化规模的制约因素。传统的蔬菜育苗技术,归纳起来存在的主要问题是:生产经营规模小,蔬菜育苗极为分散;育苗场地条件差,设施简陋,育苗方法、手段滞后;技术水平参差不齐等。与我国传统的育苗方式相比较,穴盘育苗技术的优势在于:成功地解决了机械化精量播种,一次成苗问题;育苗过程中根系受到保护,移栽时不受损伤;根系活力好,能获得高产;苗子轻,特别适合远距离运输和机械化移栽。现代化穴盘育苗技术实现了育苗生产集约化,技术管理规范化,经营管理规模化,产销服务社会化,彻底抛弃了“户户种菜,家家育苗”这种传统小而全的农业经营方式。
穴盘育苗技术自1985年引进我国,历经二十多年,目前除西藏以外,各省市都着手了穴盘育苗的试验示范和推广工作。特别是“九五”以来,各地都在积极调整种植结构,发展适度规模种植,农业现代化、产业化步伐明显加快,这给工厂化穴盘育苗带来了新的契机和发展机遇。在我国南方,许多省市建起了科技园区,规划布局了轻基质穴盘育苗项目,一些种苗公司已有一定规模。值得一提的是,我国已经开始异地育苗远距离运输的尝试,例如黑龙江省大庆市为解决冬春育苗能耗大、成本高的问题,把育苗场地放在了辽宁省大连市。从气候条件来说,我国是一个大陆性、季风性极强的国家,冬季严寒,夏季酷热,如果采用异地育苗,远距离解决用苗,应该是未来发展的方向。除蔬菜外,林业和花卉穴盘育苗也开始启动,育苗量正在上升。许多公司已经看好花卉市场,大力投入温室花卉培育。“九五”期间,我国在工厂化穴盘育苗的配套设备开发研究方面,取得了突破性进展,解决了穴盘的国产化问题,设计开发出的行走式喷水车及滚动式床架,也批量投入生产。在配套技术研究方面,完成了育苗基质理化性测试,完善了不同生长阶段温度、水分、养分的管理标准,确定了蔬菜穴盘育苗质量标准,以及苗期主要病虫害的预测与防治等科研攻关工作
(王丽君,2003)。然而,我国穴盘育苗的自动化程度,特别是穴盘苗移栽的机械自动化程度并不高。
移苗作业是蔬菜和花卉生产过程中的重要环节之一,也是各栽培管理环节中最繁重的一项工作。移栽具有对气候的补偿作用和使作物生育提早的综合效益,可以充分利用光热资源,其经济效益和社会效益均非常可观。然而,蔬菜从播种到收获的整个生长周期中,一般要经过3~4次移苗作业,长期以来,我国蔬菜和花卉生产一直属于劳动密集型产业,劳动力成本占总生产成本的50%以上(李其昀,2006)。目前,由于国内穴盘苗自动移栽机可选的移栽机型少,穴苗移栽作业仍以人工为主。采用人工移栽,劳动强度大,作业效率低,难以实现大面积移栽,从而导致生产规模小,生产效益低下,制约了穴盘苗生产技术在我国的发展,所以实现穴盘苗移栽作业机械化已成为我国蔬菜