高壟雙行草莓穴盤苗全自動(dòng)移栽機(jī)的研發(fā)與試驗(yàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-05-15 03:07
草莓口感較好,栽培廣泛,我國(guó)的草莓種植面積全球最大。同時(shí)草莓種植的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于蔬菜作物,我國(guó)的草莓種植從業(yè)人員眾多。但作為草莓栽培的主要方式——高壟栽培,其移栽方式還沿用過(guò)去傳統(tǒng)方式,由人工在狹小壟溝內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間彎腰曲背勞作,作業(yè)條件差、作業(yè)周期短、勞動(dòng)強(qiáng)度大,因此迫切需要實(shí)現(xiàn)機(jī)械化移栽定植,以提高勞動(dòng)效率,改變?nèi)斯しN植模式。本文開(kāi)展的高壟草莓苗全自動(dòng)移栽機(jī),主要研究工作和結(jié)果如下:(1)分別現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研江蘇省農(nóng)科院溧水草莓基地、金壇一號(hào)農(nóng)場(chǎng)草莓種植棚、鎮(zhèn)江左湖村草莓種植戶,獲得溫室大棚的棚體規(guī)格、高壟的起壟規(guī)范和規(guī)格參數(shù),為樣機(jī)的開(kāi)發(fā)提供參數(shù)依據(jù);分析草莓穴盤苗的特征和草莓移栽作業(yè)規(guī)程,了解實(shí)際作業(yè)需求,明確草莓苗移栽機(jī)開(kāi)發(fā)的特殊性。(2)根據(jù)調(diào)研結(jié)果,針對(duì)草莓大苗坨,采用前打孔-后放苗栽植方式;針對(duì)弓背朝向,采用XY坐標(biāo)定向取放苗機(jī)構(gòu);針對(duì)高壟規(guī)格差異,采用可調(diào)式跨單壟壟體的自適應(yīng)仿形導(dǎo)向底盤;搭建樣機(jī),采用48 V-20 Ah鋰電池作為驅(qū)動(dòng)電源,利用小型空壓機(jī)給氣路供壓,采用工業(yè)遙控器單人跟機(jī)遙控操作,實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)移栽,改變傳統(tǒng)彎腰曲背的栽植模式。(3)為實(shí)現(xiàn)移栽機(jī)沿壟行走,提出沿壟仿...
【文章來(lái)源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 壟田作業(yè)機(jī)械的研究現(xiàn)狀
1.2.2 秧苗移栽方式的研究現(xiàn)狀
1.3 小結(jié)
1.4 研究的主要內(nèi)容
第二章 高壟草莓苗全自動(dòng)移栽機(jī)的設(shè)計(jì)
2.1 高壟草莓苗移栽機(jī)的作業(yè)環(huán)境介紹及壟體特征
2.1.1 草莓溫室大棚的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和統(tǒng)計(jì)
2.1.2 草莓高壟的起培方式和參數(shù)統(tǒng)計(jì)
2.2 草莓穴盤苗的特性和高壟栽植規(guī)范
2.2.1 草莓穴盤苗的物理特征
2.2.2 高壟草莓苗移栽規(guī)范和現(xiàn)狀
2.3 高壟草莓苗移栽機(jī)總體結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)
2.3.1 移栽機(jī)設(shè)計(jì)的特殊性
2.3.2 移栽機(jī)的總體方案與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3.3 穴盤苗托載-送給-彈出裝置設(shè)計(jì)
2.3.4 XY直角坐標(biāo)取放苗裝置設(shè)計(jì)
2.3.5 高壟自適應(yīng)仿形導(dǎo)向底盤設(shè)計(jì)
2.4 高壟草莓苗移栽機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.4.1 智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)
2.4.2 移栽機(jī)控制系統(tǒng)性能需求分析
2.4.3 移栽機(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.5 本章小結(jié)
第三章 基于EDEM的高壟自適應(yīng)仿形裝置設(shè)計(jì)與改進(jìn)
3.1 仿形裝置作業(yè)原理與關(guān)鍵參數(shù)確定
3.1.1 仿形裝置的作業(yè)原理
3.1.2 仿形裝置關(guān)鍵元件的選型
3.2 仿形觸土單元的設(shè)計(jì)與初步驗(yàn)證
3.2.1 輥筒式觸土方案與驗(yàn)證
3.2.2 圓弧板式觸土方案與驗(yàn)證
3.3 基于EDEM的土壤模型建立
3.3.1 土壤顆粒的接觸模型
3.3.2 高壟壟體土壤物理特性測(cè)試
3.3.3 EDEM仿真模型建立
3.4 仿形裝置的過(guò)程模擬和結(jié)構(gòu)優(yōu)化
3.4.1 圓弧板擁土現(xiàn)象仿真分析
3.4.2 改進(jìn)方案與仿真分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 高壟草莓超大苗坨定向移栽實(shí)現(xiàn)方案與協(xié)調(diào)控制
4.1 前打孔-后放苗栽植總體方案
4.1.1 栽植系統(tǒng)的特殊性
4.1.2 栽植關(guān)鍵性問(wèn)題
4.2 移栽各動(dòng)作模塊的程序控制
4.2.1 雙行氣動(dòng)打孔程序控制
4.2.2 穴盤苗的托載-送給-彈出程序控制
4.2.3 草莓雙爪定向取放苗的程序控制
4.3 前打孔-后放苗下的精準(zhǔn)對(duì)孔和協(xié)調(diào)控制策略
4.3.1 精準(zhǔn)對(duì)孔條件下傳感器的選型與布置
4.3.2 打孔放苗的時(shí)序邏輯規(guī)劃
4.4 本章小結(jié)
第五章 高壟草莓移栽機(jī)的田間試驗(yàn)
5.1 移栽機(jī)壟間行走試驗(yàn)
5.1.1 行走試驗(yàn)設(shè)置
5.1.2 行走結(jié)果分析
5.2 移栽機(jī)的作業(yè)條件和現(xiàn)場(chǎng)打孔試驗(yàn)
5.2.1 打孔試驗(yàn)設(shè)置
5.2.2 含水率與打孔效果分析
5.3 移栽機(jī)全流程作業(yè)移栽試驗(yàn)
5.3.1 移栽機(jī)全流程自動(dòng)移栽試驗(yàn)設(shè)置
5.3.2 移栽效果和成功率分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 研究工作總結(jié)
6.2 后續(xù)研究建議及展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究生期間獲得成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]行星輪栽植機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 胡建平,潘杰,張晨迪,張思偉,費(fèi)衛(wèi)征,潘浩然. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2018(11)
[2]基于堆積試驗(yàn)的壤土離散元參數(shù)的標(biāo)定[J]. 賀一鳴,向偉,吳明亮,全偉,陳超鵬. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(02)
[3]2016年全國(guó)各地蔬菜、西瓜、甜瓜、草莓、馬鈴薯播種面積和產(chǎn)量[J]. 中國(guó)蔬菜. 2018(01)
[4]滇中通海草莓高壟雙行栽培技術(shù)[J]. 余娟. 中國(guó)園藝文摘. 2017(11)
[5]草莓穴盤苗移栽末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 劉繼展,李茂,李男,李萍萍,趙密珍,岳巍. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(11)
[6]江蘇省設(shè)施草莓機(jī)械化生產(chǎn)現(xiàn)狀與制約因素分析[J]. 崔思遠(yuǎn),肖體瓊,陳永生,曹光喬. 中國(guó)蔬菜. 2016(09)
[7]鏈夾式移栽機(jī)立苗機(jī)理分析與試驗(yàn)[J]. 袁文勝,金誠(chéng)謙,吳崇友,胡敏娟. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)
[8]起壟高度對(duì)設(shè)施土壤溫度、黃瓜根系生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響[J]. 王立革,焦曉燕,韓雄,王勁松,董二偉,武愛(ài)蓮. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(11)
[9]推薦一款適合丘陵地形的茶園管理機(jī)——3TG-1500型高地隙田園管理機(jī)[J]. 李玉勝. 農(nóng)業(yè)知識(shí). 2015(25)
[10]履帶式油菜苗移栽栽植孔成型機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 向偉,吳明亮,官春云,徐玉娟. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2015(15)
碩士論文
[1]面向高架栽培的草莓苗全自動(dòng)移栽機(jī)研發(fā)與試驗(yàn)[D]. 李男.江蘇大學(xué) 2018
[2]油菜移栽機(jī)栽植孔成型機(jī)構(gòu)試驗(yàn)研究[D]. 向偉.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[3]壟高自適應(yīng)煙苗移栽機(jī)底盤設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D]. 王金葵.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[4]吊籃式移栽機(jī)的研究與分析[D]. 韓長(zhǎng)杰.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
[5]水輪式打穴移栽機(jī)成穴機(jī)理及試驗(yàn)研究[D]. 王曉東.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
本文編號(hào):3186828
【文章來(lái)源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 壟田作業(yè)機(jī)械的研究現(xiàn)狀
1.2.2 秧苗移栽方式的研究現(xiàn)狀
1.3 小結(jié)
1.4 研究的主要內(nèi)容
第二章 高壟草莓苗全自動(dòng)移栽機(jī)的設(shè)計(jì)
2.1 高壟草莓苗移栽機(jī)的作業(yè)環(huán)境介紹及壟體特征
2.1.1 草莓溫室大棚的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和統(tǒng)計(jì)
2.1.2 草莓高壟的起培方式和參數(shù)統(tǒng)計(jì)
2.2 草莓穴盤苗的特性和高壟栽植規(guī)范
2.2.1 草莓穴盤苗的物理特征
2.2.2 高壟草莓苗移栽規(guī)范和現(xiàn)狀
2.3 高壟草莓苗移栽機(jī)總體結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)
2.3.1 移栽機(jī)設(shè)計(jì)的特殊性
2.3.2 移栽機(jī)的總體方案與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3.3 穴盤苗托載-送給-彈出裝置設(shè)計(jì)
2.3.4 XY直角坐標(biāo)取放苗裝置設(shè)計(jì)
2.3.5 高壟自適應(yīng)仿形導(dǎo)向底盤設(shè)計(jì)
2.4 高壟草莓苗移栽機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.4.1 智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)
2.4.2 移栽機(jī)控制系統(tǒng)性能需求分析
2.4.3 移栽機(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.5 本章小結(jié)
第三章 基于EDEM的高壟自適應(yīng)仿形裝置設(shè)計(jì)與改進(jìn)
3.1 仿形裝置作業(yè)原理與關(guān)鍵參數(shù)確定
3.1.1 仿形裝置的作業(yè)原理
3.1.2 仿形裝置關(guān)鍵元件的選型
3.2 仿形觸土單元的設(shè)計(jì)與初步驗(yàn)證
3.2.1 輥筒式觸土方案與驗(yàn)證
3.2.2 圓弧板式觸土方案與驗(yàn)證
3.3 基于EDEM的土壤模型建立
3.3.1 土壤顆粒的接觸模型
3.3.2 高壟壟體土壤物理特性測(cè)試
3.3.3 EDEM仿真模型建立
3.4 仿形裝置的過(guò)程模擬和結(jié)構(gòu)優(yōu)化
3.4.1 圓弧板擁土現(xiàn)象仿真分析
3.4.2 改進(jìn)方案與仿真分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 高壟草莓超大苗坨定向移栽實(shí)現(xiàn)方案與協(xié)調(diào)控制
4.1 前打孔-后放苗栽植總體方案
4.1.1 栽植系統(tǒng)的特殊性
4.1.2 栽植關(guān)鍵性問(wèn)題
4.2 移栽各動(dòng)作模塊的程序控制
4.2.1 雙行氣動(dòng)打孔程序控制
4.2.2 穴盤苗的托載-送給-彈出程序控制
4.2.3 草莓雙爪定向取放苗的程序控制
4.3 前打孔-后放苗下的精準(zhǔn)對(duì)孔和協(xié)調(diào)控制策略
4.3.1 精準(zhǔn)對(duì)孔條件下傳感器的選型與布置
4.3.2 打孔放苗的時(shí)序邏輯規(guī)劃
4.4 本章小結(jié)
第五章 高壟草莓移栽機(jī)的田間試驗(yàn)
5.1 移栽機(jī)壟間行走試驗(yàn)
5.1.1 行走試驗(yàn)設(shè)置
5.1.2 行走結(jié)果分析
5.2 移栽機(jī)的作業(yè)條件和現(xiàn)場(chǎng)打孔試驗(yàn)
5.2.1 打孔試驗(yàn)設(shè)置
5.2.2 含水率與打孔效果分析
5.3 移栽機(jī)全流程作業(yè)移栽試驗(yàn)
5.3.1 移栽機(jī)全流程自動(dòng)移栽試驗(yàn)設(shè)置
5.3.2 移栽效果和成功率分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 研究工作總結(jié)
6.2 后續(xù)研究建議及展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究生期間獲得成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]行星輪栽植機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 胡建平,潘杰,張晨迪,張思偉,費(fèi)衛(wèi)征,潘浩然. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2018(11)
[2]基于堆積試驗(yàn)的壤土離散元參數(shù)的標(biāo)定[J]. 賀一鳴,向偉,吳明亮,全偉,陳超鵬. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(02)
[3]2016年全國(guó)各地蔬菜、西瓜、甜瓜、草莓、馬鈴薯播種面積和產(chǎn)量[J]. 中國(guó)蔬菜. 2018(01)
[4]滇中通海草莓高壟雙行栽培技術(shù)[J]. 余娟. 中國(guó)園藝文摘. 2017(11)
[5]草莓穴盤苗移栽末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 劉繼展,李茂,李男,李萍萍,趙密珍,岳巍. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(11)
[6]江蘇省設(shè)施草莓機(jī)械化生產(chǎn)現(xiàn)狀與制約因素分析[J]. 崔思遠(yuǎn),肖體瓊,陳永生,曹光喬. 中國(guó)蔬菜. 2016(09)
[7]鏈夾式移栽機(jī)立苗機(jī)理分析與試驗(yàn)[J]. 袁文勝,金誠(chéng)謙,吳崇友,胡敏娟. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)
[8]起壟高度對(duì)設(shè)施土壤溫度、黃瓜根系生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響[J]. 王立革,焦曉燕,韓雄,王勁松,董二偉,武愛(ài)蓮. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(11)
[9]推薦一款適合丘陵地形的茶園管理機(jī)——3TG-1500型高地隙田園管理機(jī)[J]. 李玉勝. 農(nóng)業(yè)知識(shí). 2015(25)
[10]履帶式油菜苗移栽栽植孔成型機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 向偉,吳明亮,官春云,徐玉娟. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2015(15)
碩士論文
[1]面向高架栽培的草莓苗全自動(dòng)移栽機(jī)研發(fā)與試驗(yàn)[D]. 李男.江蘇大學(xué) 2018
[2]油菜移栽機(jī)栽植孔成型機(jī)構(gòu)試驗(yàn)研究[D]. 向偉.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[3]壟高自適應(yīng)煙苗移栽機(jī)底盤設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D]. 王金葵.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[4]吊籃式移栽機(jī)的研究與分析[D]. 韓長(zhǎng)杰.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
[5]水輪式打穴移栽機(jī)成穴機(jī)理及試驗(yàn)研究[D]. 王曉東.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
本文編號(hào):3186828
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