近年來(lái),在番茄種植大面積增加背景下,育苗技術(shù)與移栽技術(shù)不匹配需人工供苗、選苗和二次排序,嚴(yán)重制約了移栽機(jī)械作業(yè)效率。如何提高番茄栽植效率、減少人工勞動(dòng)強(qiáng)度已成為長(zhǎng)期以來(lái)迫切需要解決的問(wèn)題。番茄缽苗機(jī)械化移栽技術(shù)是獲得番茄高產(chǎn)的有效途徑之一,其主要工作原理為取苗器完成缽苗分離,并將缽苗送入栽植器,由栽植器將缽苗植入田中,完成缽苗移栽。因此,結(jié)合鏈狀紙缽供苗方式,研發(fā)番茄缽苗機(jī)械化移栽機(jī)具,提高番茄栽植效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度和作業(yè)成本,推動(dòng)番茄機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。番茄鏈?zhǔn)郊埨徝缫圃詸C(jī)主要由引出機(jī)構(gòu)、缽苗分離機(jī)構(gòu)以及栽植機(jī)構(gòu)組成,其中紙缽苗分離機(jī)構(gòu)是番茄缽苗機(jī)械化移栽技術(shù)的核心工作部件,可實(shí)現(xiàn)番茄紙缽苗的有序分離,其性能的優(yōu)劣直接決定了番茄缽苗機(jī)械化移栽的質(zhì)量和效率�；诖�,該文以鏈?zhǔn)郊埨徝绺咚�、有序、有效分離為目標(biāo),研究設(shè)計(jì)了一種分離輥角度可調(diào)差速式番茄鏈?zhǔn)郊埨徝缫圃栽囼?yàn)臺(tái)。在對(duì)分離機(jī)構(gòu)與引出機(jī)構(gòu)配合關(guān)系及工作原理分析的基礎(chǔ)上,以單個(gè)紙缽苗為研究對(duì)象,分析了紙缽苗由引出、分離到栽植的整個(gè)作業(yè)過(guò)程,建立了影響紙缽苗分離的力學(xué)模型,找出了影響紙缽苗分離的主要因素,以理論分析為基礎(chǔ),應(yīng)用二次正交旋轉(zhuǎn)中心組合試驗(yàn)、正交試驗(yàn)等方法,以番茄鏈?zhǔn)郊埨徝缫圃栽囼?yàn)臺(tái)為依托,對(duì)移栽機(jī)的關(guān)鍵部件分離機(jī)構(gòu)和栽植機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)進(jìn)行了深入的試驗(yàn)研究。為明確番茄缽苗機(jī)械化移栽的最優(yōu)作業(yè)參數(shù)組合,從以下5個(gè)方面展開(kāi)了比較系統(tǒng)的研究,取得主要成果如下:(1)分離輥角度可調(diào)差速式番茄鏈?zhǔn)郊埨徝缫圃詸C(jī)總體方案設(shè)計(jì)針對(duì)番茄缽苗機(jī)械化移栽過(guò)程中紙缽苗破損率較高等問(wèn)題,以番茄鏈?zhǔn)郊埨徝绺咚�、有序、有效栽植為目�?biāo),結(jié)合團(tuán)隊(duì)前期研究成果,設(shè)計(jì)了一種分離輥角度可調(diào)差速式番茄鏈?zhǔn)郊埨徝缫圃詸C(jī)方案,其主要由引出機(jī)構(gòu)、分離機(jī)構(gòu)、栽植機(jī)構(gòu)等組成。(2)番茄苗鏈?zhǔn)郊埨徔傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)鏈?zhǔn)郊埨徑Y(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),包括總體設(shè)計(jì)、單缽截面設(shè)計(jì)和結(jié)合部設(shè)計(jì)。通過(guò)理論分析了傳統(tǒng)育苗紙筒截面為正六邊形理由,選取正六邊形為鏈?zhǔn)郊埨徸顑?yōu)截面方案。同時(shí)參照現(xiàn)役番茄育苗紙筒加工工藝和育苗移栽要求,對(duì)番茄鏈?zhǔn)郊埨忂M(jìn)行試制,歸納出鏈?zhǔn)郊埨徶谱鞑襟E和加工工藝流程,為鏈?zhǔn)郊埨彊C(jī)械批量生產(chǎn)提供依據(jù)。(3)鏈?zhǔn)郊埨徝缃Y(jié)合部參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)為生產(chǎn)出滿(mǎn)足番茄缽苗機(jī)械化移栽的鏈?zhǔn)郊埨徝?以鏈?zhǔn)郊埨徝绶蛛x力最優(yōu),紙缽破損率最小為優(yōu)化目標(biāo),對(duì)番茄苗鏈?zhǔn)郊埨徑Y(jié)合部進(jìn)行了優(yōu)化分析,優(yōu)選出適宜番茄苗鏈?zhǔn)郊埨徑Y(jié)合部結(jié)構(gòu),應(yīng)用L_9(3~4)正交試驗(yàn)方法,選取連接部長(zhǎng)度、連接部數(shù)量、引導(dǎo)部長(zhǎng)度為試驗(yàn)因素,以鏈?zhǔn)郊埨忛g分離力、紙缽破損率為目標(biāo)函數(shù),實(shí)施參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)。研究結(jié)果表明:對(duì)綜合指標(biāo)的主次順序影響依次為連接部長(zhǎng)度、連接部數(shù)量、引導(dǎo)部長(zhǎng)度。最優(yōu)工藝參數(shù)組合為:連接部長(zhǎng)度3 mm、連接部數(shù)量4個(gè)、引導(dǎo)部長(zhǎng)度15 mm。所得缽苗分離力在6.7 N以上、紙缽破損率均小于5%,試驗(yàn)結(jié)果滿(mǎn)足番茄鏈?zhǔn)郊埨徝缭O(shè)計(jì)要求。(4)番茄鏈?zhǔn)郊埨徝缫圃苑蛛x機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化試驗(yàn)為提高番茄缽苗機(jī)械化移栽效率,以鏈?zhǔn)郊埨徝绺咚�、有序、有效分離為目標(biāo),在對(duì)分離機(jī)構(gòu)與引出機(jī)構(gòu)配合關(guān)系及工作原理分析的基礎(chǔ)上,以單個(gè)紙缽苗為研究對(duì)象,分析了紙缽苗由引出到分離的整個(gè)作業(yè)過(guò)程,建立了影響紙缽苗分離的力學(xué)模型,找出了影響紙缽苗分離的主要因素。應(yīng)用3因素5水平二次正交旋轉(zhuǎn)中心組合試驗(yàn)方法,以引出速度、分離輪與引出輪速比、分離輪的傾角為試驗(yàn)因素,以缽苗分離率、紙缽破損率為評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)施優(yōu)化試驗(yàn),建立了各因素與各評(píng)價(jià)指標(biāo)間的回歸模型,分析了各因素對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的貢獻(xiàn)率。研究結(jié)果表明:各因素對(duì)缽苗分離率的影響大小依次為分離輪傾角、引出速度和分離輪與引出輪速比;對(duì)紙缽破損率的影響大小依次為分離輪與引出輪速比、引出速度和分離輪傾角。在分離輪傾角為18°,引出速度為8~10 m/min,分離輪與引出輪速比為2.5~4.6的參數(shù)組合條件下,分離輥角度可調(diào)式番茄鏈?zhǔn)郊埨徝绶蛛x機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)缽苗分離率≥90%、紙缽破損率≤5%的設(shè)計(jì)要求。(5)番茄鏈?zhǔn)郊埨徝缭灾矙C(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)研究采用二次正交旋轉(zhuǎn)中心組合試驗(yàn)方法,選取作業(yè)速度、開(kāi)溝器入土深度和覆土鎮(zhèn)壓器夾角為影響因素,以缽苗直立度合格率和株距變異系數(shù)為評(píng)價(jià)指標(biāo),通過(guò)土槽移栽試驗(yàn),研究栽植機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)與作業(yè)參數(shù)對(duì)栽植機(jī)構(gòu)作業(yè)質(zhì)量影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:在作業(yè)速度0.6~0.68 m/s,開(kāi)溝深度103~116 mm,覆土鎮(zhèn)壓器夾角在40°時(shí),番茄缽苗移栽直立度合格率大于90%,株距變異系數(shù)小于10%,滿(mǎn)足番茄缽苗移栽技術(shù)要求,為番茄鏈?zhǔn)郊埨徝缫圃詸C(jī)具的研發(fā)提供參考。
【學(xué)位單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：S223.9
【部分圖文】：

用的育苗技術(shù)有常規(guī)育苗、容器育苗、扦插育苗、嫁接育苗、組織培養(yǎng)育苗、及工廠化育苗等。其中容器育苗應(yīng)用最廣。容器育苗中常用的育苗容器為紙質(zhì)質(zhì)育苗容器、塑料育苗容器和其他育苗容器[11-14]。0 年代，日本學(xué)者最先對(duì)紙缽育苗技術(shù)開(kāi)展相關(guān)研究，直至 80 年代后才逐步引年來(lái)，為滿(mǎn)足作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的要求，國(guó)內(nèi)外廣泛采用紙缽育苗進(jìn)行移栽，并對(duì)關(guān)研究[15-17]。其中，鄒誠(chéng)對(duì)缽苗栽培容器的相關(guān)研究進(jìn)行闡述，并分別從作物經(jīng)濟(jì)性分析缽苗栽培容器的條件，為缽苗栽培容器的研制與開(kāi)發(fā)提供理論基礎(chǔ)合玉米紙筒移栽技術(shù)，介紹其性能特點(diǎn)并對(duì)實(shí)際使用情況做出簡(jiǎn)單介紹[19]。劉術(shù)發(fā)明了一次性環(huán)保型缽苗容器[20]。使用的紙缽形狀如圖 1-1 所示，單個(gè)紙缽橫截面成正六邊形，截面尺寸由作物缽制作材料主要以木漿與秸稈纖維為主，利用特殊制作配方加工成專(zhuān)用的紙缽機(jī)械化手段制成單個(gè)紙缽，之后進(jìn)行組合，制作成冊(cè)，參考國(guó)內(nèi)外自動(dòng)移栽機(jī)均每?jī)?cè)紙缽包含 1400 只單獨(dú)紙缽，包裝運(yùn)輸時(shí)長(zhǎng)度僅為 40 cm，厚度 3~6 cm，將其展開(kāi)成“蜂窩狀”，展開(kāi)后長(zhǎng)度可達(dá) 120 cm，寬度 40 cm。由于該類(lèi)紙的特殊性，其成品質(zhì)地堅(jiān)硬，可有效保護(hù)缽苗直立度；參考現(xiàn)役移栽技術(shù)，移遍為 35 天，因此保證紙缽具有一定透氣、透水能力，以保證作物根系不腐爛入大田后，又可快速腐爛，以防限制根系生長(zhǎng)。紙缽各個(gè)參數(shù)隨作物差異有所

1.苗夾 2.圓盤(pán)1.Seedling clamp 2.Diska）結(jié)構(gòu)示意圖b）工作圖圖 1-2 鉗夾式移栽機(jī)示意圖和工作圖Fig.1-2 Transplanter with Jaw nip working drawing

5b）工作圖圖 1-2 鉗夾式移栽機(jī)示意圖和工作圖Fig.1-2 Transplanter with Jaw nip working drawing式缽苗移栽機(jī)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖和工作過(guò)程如圖 1-3 所示[82]：由喂入裝入苗溝中，隨后進(jìn)行覆土鎮(zhèn)壓完成栽植過(guò)程。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2859372