自动移栽机械取苗机构及植苗机构研究

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1、自动移栽机械取苗机构及植苗机构研究胡建平江苏大学农业工程研究院江苏大学JIANGSUUNIVERSITY123取苗机构研究国内外现状植苗机构研究主要内容1国内外现状国内外研究现状国外20世纪初期，欧洲一些国家开始大最种植蔬菜和经济作物，出现了早期的近代秧苗栽植机具。这些机具仍为手动栽植，只是减轻了栽秧者肢体反复屈伸的繁重劳动。自20世纪50年代开始，国外很多国家开展土钵育及移栽的生产技术研究，研制出多种不同结构型式的半自动移栽机。国内外研究现状国外1963BTP-2型甜菜栽植机，是第一个在温室中使用纸筒钵育甜菜苗并进行栽植

2、的国家1973Roth等研制了带式喂入栽植机，人工将钵苗放到输送带上进行栽植20世纪60年代意大利切克基·马格利公司生产的奥特玛栽植机和荷兰米启根公司的MT栽植机为多见美国其他各国日本国外起步较早．发展快，种类较多，移栽器型式不同通用性都比较强，其移栽机械已十分成熟，多品种多系列，性能稳定，可靠性高，通用性好。但是操作复杂，匹配动力大，很难适应中国的国情。依托现有工业机器人为本体的穴盘苗自动移栽机能实现移栽作业的最简单种植机械，它主要利用工业机器人的机械本体和控制器，并安装能完成移栽的末端执行器、视觉传感器，以组成一个移栽

3、机器人系统。年代单位或个人品名优点缺点1987美国奥本大学Kutz苗圃植物移栽机器人92孔穴盘移栽至36孔穴盘与生长盘位置要求高1992K．C．Ting和Y．Yang以四自由度工业机器人为本体传感器可避免夹持器夹苗时用力过大而伤苗结构复杂备注：以工业机器人为本体的移栽机具有特定的功能，只适用于特定的环境，不便于对系统进行扩展和改进，其通用性差、利用率较低，与温室自动化流水线作业设施不易实现配套．且价格昂贵。分类发明单位或个人机型优点缺点钳夹式移栽机1979年山西省运城地区农机所2zMB一2型钵苗移栽机栽植机械结构简单，株距

4、和栽植深度稳定作业速度低吊篮式移栽机1997年黑龙江省八五零农场2ZB-6型钵苗栽植机可栽植多种蔬菜，钵苗直立率达96%导苗管式移栽机1995年北京农业大学2Z-4型栽植样机对秧苗没有特殊的要求，适应性强直立度不高圆盘式栽植机1999年吉林工业大学2ZT型栽植机单独秧夹伤苗率小于5%国内关键机构栽-植苗机构移-取苗机构取苗机构是将穴盘苗夹取并最终释放至植苗机构的工作部件植苗机构是将取苗机构释放的穴盘苗进行接取并移栽至大田的工作部件2取苗机构研究研究现状取苗机构用于夹取幼苗，并投放到植苗器中。目前国内移栽机仍普遍采用人工投苗

5、方式，自动取苗机构仍处于探索阶段。南京农业大学设计的取苗机构通过动力盘（槽形凸轮）的旋转，实现夹指的张开和闭合浙江大学设计的取苗机构采用两个成一定倾斜角的气缸实现夹持。针式手指取苗成功率较低，经过改进，采用铲式手指，成功率可达到82.5%。美国Williames等提出的取苗方式输送器伸入到苗内，通过一顶杆把钵苗顶到输送器内，当输送器内装好钵苗后，旋转90°，然后把苗落入到导苗管内，进行移栽。荷兰visser公司设计蔬菜移栽机一排推杆4从根部顶出幼苗，拔苗器7取出整排苗，放到传送带9上面。压缩空气安装盘左视气动驱动器苗爪爪闭

6、合状态爪张开状态气动调节器压缩空气传感器带传感器的滑动针取苗爪取苗机构由气动装置、滑动苗爪、传感器等组成，一剪刀型机构来滑动苗爪，取苗时，苗爪从成一角度的套筒伸出，放苗时，苗爪缩回套筒。美国RAPIDAutomatedSystems公司移栽机的片状夹持具该机构主要部件：片状夹指、锲形块、喷水管。优点结构简单，轻巧灵活，可靠性高。采用四针气缸驱动式，具有柔性和灵活性的特点，取苗成功率高。针管内径足够大，否则容易发生锁死现象。澳大利亚transplantsystems公司移栽机的取苗机构图1取苗机构结构示意图1.行星架2.中

7、心轮3.行星轮4.行星轮5.静轨迹6.取苗爪7.连杆8.滚子9.槽型凸轮10.行星轮轴11.穴盘12.托架13穴盘苗齿轮连杆组合式取苗机构（日本洋马）由取苗爪，驱动机构及槽形凸轮机构组成，实现从穴盘中取苗和向植苗机构投苗的动作。齿轮连杆组合式取苗机构（日本洋马）3植苗机构的研究当栽植机构动轨迹为摆线或者是余摆线时，理论上通过控制落苗的位置都能达到垂直落苗的要求，即苗离开鸭嘴的瞬间的水平速度为零。但不同的栽植器对轨迹也有不同的要求，余摆线比较适合吊杯、钳夹式等非打孔栽植器。而对于打孔栽植的鸭嘴式栽植器通常要求栽植动轨迹为摆线

8、，因为这可以减少鸭嘴在土内的行走路径，减小鸭嘴和土之间的作用力。栽植动轨迹六杆机构四杆机构七杆机构行星轮连杆槽型凸轮机构行星轮机构根据栽植机构的动轨迹的要求，选用了一种四杆机构作为栽植机构的执行机构。以四杆机构作为基础进一步拓展得到了行星轮栽植机构、六杆式栽植机构与七杆式栽植机构，以及行星轮连杆槽型凸轮