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2021国内外穴盘育苗精细耕种机研讨现状及原理剖析范文1

发布时间:2022-09-13 15:19:30 来源:亚博外围
已浏览: 20 2022-09-13  

  完结穴盘育苗精细耕种的关键是排种器依据排种器的囊种办法和囊种力特征16排种器首要有机械式磁吸式和力量式机械式排种器现在运用于穴盘精细耕种其结构简略耕种速度快但对种子外形尺度要求较严需求对种子进行严厉挑选磁吸式排种器依托电磁吸头准确吸取经磁粉包衣处理的种子断电后磁力消失种子在重力和离心力效果下落入穴盘穴孔经过调理磁吸力的巨细来操控耕种量和耕种精度

  导言 我国现在超越2/3 的蔬菜栽培选用育苗移栽的办法,工厂化育苗的办法首要有穴 盘育苗、容器育苗及水培育苗等,且以穴盘育苗为主[1 - 4]。 穴盘耕种是育苗的关键环节之一。传统的穴盘耕种以人工点播为主,存在劳作强 度大、耕种功率低、耕种周期长及耕种本钱高级问题[5],并且难以确保耕种功用, 严峻约束蔬菜的规模化出产和时令性要求。 穴盘育苗耕种机能够减轻人工点播的劳作强度、进步耕种功率、下降人力资源成 本、节约很多种子[6],且可为蔬菜的移栽出产及进步产品质量打下杰出的根底。 笔者调研了近年来国内外穴盘育苗精细耕种机的开展情况及特色,剖析了现有穴 盘育苗精细耕种机存在的问题,旨在为精细耕种机的规划开发与运用供给科学依据与 办法。 1国外穴盘育苗精细耕种机研讨现状 国外穴盘育苗精细耕种技能开展迅速,穴盘育苗精细耕种机现已十分老练,产品 掩盖面广,并且朝着精准化、自动化和智能化的方向开展。现在,国外穴盘育苗精细 耕种机首要有英国的Hamilton、意大利的MOSA、美 国 的 Blackmore 和 SEEDER MAN、澳 大 利亚的 Williames[7]、荷兰的 VISSER、韩国的大东机电等[8 - 9]。它们的特色如下: 1)产品老练,系列全面。精细耕种设备从小型到大型,再到耕种出产线,不仅能 满意小型农户耕种的需求,并且能满意大规模蔬菜耕种的需求。针对不同的用户,开 发不同结构办法的穴盘育苗精细耕种机,既有半自动穴盘育苗耕种机,也有全自动穴 盘育苗耕种机。 2)作业功率高。现在,国外穴盘育苗精细耕种机的耕种功率遍及大于 300 盘/h, 一些穴盘育苗耕种机的耕种功率乃至超越 1 000 盘/h。美国 SEEDERMAN公司出产的 GS 系列穴盘育苗精细耕种机和英国Hamilton 公司出产的 Natural 系列精细耕种机使 用单排针式排种结构,耕种功率为 300 盘/h; 荷兰 VISSER开宣布的 GRANETTE 2000 双排针式全自动穴盘育苗精细耕种机作业功率能抵达 700 盘/h; 美国 Blackmore公司的 Cylinder 滚筒式穴盘育苗精细耕种机作业功率为 1 200 盘/h; 意 大利 MOSA 的 M - DSL1200 滚筒式和 M - SDS600/1 200 电子流滚筒式穴盘育苗精 密耕种机的功率为 1 200 盘/h。 3)智能化程度高。半自动和全自动穴盘育苗精细耕种机交融气动技能和电控技 术,经过精准的气压和电气操控,完结穴盘精细耕种自动化和智能化。 4)开展多功用习惯性精细耕种机。在完结穴盘育苗精细耕种机耕种功率和精度提 高的一起,关于穴盘育苗精细耕种机多功用习惯性的探索性作业也一直在进行中。 如图1 所示,荷兰 VISSER 公司出产的 Eco - rou-line 滚筒式穴盘育苗精细 耕种机的滚筒为两用滚筒。 该滚筒设置有12 行吸嘴,能够完结滚筒的两种用处:一是 12 个吸嘴是相同标准 的吸嘴尺度和吸嘴距离,这种办法下每一种穴盘对应一种耕种滚筒; 二是只运用滚筒 的 6 行吸嘴耕种穴盘,其他 6 行吸嘴能够运用不同的吸嘴尺度来耕种不同的种子或 者用相同的滚筒不同的吸嘴距离耕种其他的穴盘。如图 2 所示,美国 Blackmore 公 司出产的 Cylinder滚筒式精细耕种机选用共同的四选项滚筒头,经过快速切换吸种

  口,完结不同标准穴盘、不同种子的精细耕种,而无需替换滚筒。该精细耕种机作业 功率不低于1 200 盘 / h,可习惯耕种不同穴盘和不同标准的种子。现在,滚筒式精 密耕种机是蔬菜精细耕种机的开展趋势,耕种速度遍及能够抵达 1 000 盘/h 以上; 可是关于精细耕种机的多功用习惯性研讨仍处在起步阶段,习惯不同形状种子的耕种 机仍比较缺少。 2国内穴盘育苗精细耕种机研讨现状 我国对穴盘育苗精细耕种机的研讨始于20 世纪70 时代。为处理穴盘育苗存在的 机械化水平低、耕种精度和功率低的问题,农业部和科技部先后将穴盘育苗技能研讨 列为要点科研项目,各地的农机化科研单位及出产企业一起跟进,经过学习国外的先 进技能,结合我国穴盘育苗耕种的具体要求,研发开宣布了不同办法的的穴盘育苗精 密耕种机[10]。北京海淀区农机研讨所研发的 2BSXP -500 型穴盘育苗精细耕种机 选用机械结构的笔直圆盘窝眼孔式排种器[11],耕种机出产功率为 350 盘/h。农业 部规划规划研讨院研发的 2XB -400 型穴盘育苗精细耕种机[5]选用机械窝眼式播 种结构,耕种功率为 180盘/h。上述机械式穴盘育苗精细耕种机仅适用于包衣丸粒化 种子,存在伤种率高和耕种速度低一级问题。 江苏大学规划了磁吸滚筒式精细耕种机[12](如图 3 所示) ,排种器选用电磁 铁磁吸头沿周向阵列、沿滚筒轴周向按穴盘孔距均匀分布的结构办法。经优化后的磁 吸滚筒式耕种机耕种功率为 300 盘/h,能够满意精细耕种的精度和功率要求; 但磁吸 式排种器对种子要求较高,待耕种子需预先在外外表均匀裹上一层磁粉[13]。台州 一鸣机械设备有限公司研宣布产的气吸针式穴盘育苗精细耕种机[14]( 如图 4 所 示) 学习国外针式穴盘育苗精细耕种机的结构原理,选用单排针式耕种结构,经过针 式吸嘴杆的往复运动完结蔬菜种子的负压吸种与正压吹种,该耕种机耕种功率可达 360 盘/h。浙江博仁工贸有限公司出产的气吸滚筒式穴盘育苗精细耕种机[15]( 如 图 5 所示) 学习国外滚筒式穴盘育苗精细耕种机原理,选用负压吸种和正压吹种的原 理,经过正负压转换板和旋转滚筒的相位改变完结滚筒的吸种、卸种与清孔,耕种效 率为 900 ~ 1 200 盘/h。 上述力量式穴盘育苗精细耕种机存在气压调理困难、耕种精度低及对气路体系要 求严厉等问题。在通用的结构原理上,国内的穴盘育苗精细耕种机与国外已相差无 几,可是作业功用与国外还有很大距离,约束了穴盘育苗精细耕种机的研讨开发与推 广。 3穴盘育苗精细耕种机的原理和分类 3.1 依据排种原理分类 完结穴盘育苗精细耕种的关键是排种器,依据排种器的囊种办法和囊种力特征[ 16],排种器首要有机械式、磁吸式和力量式3 种结构。 1)机械式排种器现在运用于穴盘精细耕种,其结构简略、耕种速度快,但对种子 外形尺度要求较严,需求对种子进行严厉挑选或丸粒化处理,且排种时易伤种。 2)磁吸式排种器依托电磁吸头准确吸取经磁粉包衣处理的种子,断电后磁力消 失,种子在重力和离心力效果下落入穴盘穴孔,经过调理磁吸力的巨细来操控耕种量 和耕种精度。其具有较高的耕种精度和对不同标准种子杰出的习惯才能。 3)力量式排种器经过真空负压吸种和正压落种完结种子的精细耕种作业。精细播 种机运用真空设备发生真空,负压空气从种箱中吸附种子,当传感器检测到穴盘时, 排种器对准各个穴孔,此刻负压被切换成较低的正压,运用弱正压力将种子耕种到穴 盘中的预订方位,完结一穴一粒的精细耕种。力量式排种器不损害种子,对待耕种子

  的结构尺度要求不严厉,无需进行精选分级,对种子的习惯性较强,并可进行较高速 度作业,已成为蔬菜花卉等小粒种子穴盘育苗耕种的首选[17 - 20]。 3.2 排种器规划款式分类 依据力量式排种器规划款式不同,穴盘育苗耕种机可分为板式耕种机、针式耕种 机和滚筒式耕种机。 如图6 所示,板式精细耕种机针对标准化的穴盘,配备相应的耕种模版,整盘负 压吸种,对穴正压吹种,完结一次耕种 1 盘、一穴耕种 1 粒。其杰出特色是价格 低、操作简略、耕种准确,但存在各个穴孔气压不均匀和耕种精度低的问题。针式精 密耕种机经过针式吸嘴杆的往复运动完结负压吸种和正压吹种两个作业流程。精细播 种机经过真空发生器发生真空,一起针式吸嘴杆在摆杆气缸的效果下抵达振荡的种子 盘上方,吸嘴经过真空吸嘴吸附种子; 随后,吸嘴杆在回位气缸效果下带动吸嘴杆返 回到排种管上方,此刻真空发生器喷射出正压气流,将种子吹落至排种管,种子沿着 排种管落入穴盘中。针式精细耕种机耕种精度好、功率高、全自动化操作、操作简 便、运用面广、省工省时,可是替换针头和种子时需求从头进行气压调试及从头设置 气体压力[21 -22]。 针式精细耕种机的针式吸嘴杆阅历了由单排针式到双排针式的开展,美国SEEDER MAN 公司出产的GS 系列精细耕种机( 如图 7 所示) 和英国 Hamilton 公司出产的 Natural 系列精细耕种机( 如图 8 所示) 均选用单排针式的耕种结构,出产功率能达 到 300 盘/h。 单排针式精细耕种机能够完结蔬菜种子的全自动耕种,减轻了人工劳作的强度, 可是单排针式吸嘴杆的往复运动耗费很多时刻和能量。荷兰VISSER 开 发 了 采 用 双 排 针 式 结 构 的GRANETTE 2000 精细耕种机 ( 如图 9 所示) ,该耕种机在 1 个行程内耕种两排种子,完结耕种自动化的一起,进步了耕种功率,功率达 700 盘 /h。滚筒式精细耕种机打破了针式耕种的间歇作业流程,经过滚筒圆周吸附种子,实 现种子的接连耕种。 如图10 所示,滚筒式穴盘育苗精细耕种机的种子由坐落滚筒上方或侧方的漏斗喂 入,种子被吸附在滚筒外表的吸孔中,剩余的种子被气流或刮种器整理。当滚筒转到 穴盘正上方时,吸孔与大气连通,真空消失,并发生弱正压气流,种子被吹落到穴孔 中; 滚筒持续翻滚,强正压气流清洗滚筒吸孔,为下一次吸种做准备。滚筒式穴盘育 苗精细耕种机由光电传感器信号操控耕种动作的开端与完毕,滚筒的转速能够调理[ 23]。滚筒式耕种机的特色是耕种功率高,每小时可耕种超越1 000 盘,适合于大型 蔬菜或花卉基地运用。 3.3 依据自动化程度分类 依据自动化程度不同,蔬菜穴盘育苗精细耕种机可分为手持式耕种机、半自动播 种机和全自动耕种机。 前期的手持式耕种机为板式结构,没有正压吹种1苗精细耕种,作业功率低、人工 劳作强度大。美国SeedE - Z Seeder 公司出产的 E - Z 精细耕种机( 如图11 所 示) 可供单人操作,操作娴熟的工人耕种速度可达 120 ~300 盘/h[24]。跟着技能 的开展,为了满意进步劳作出产率的要求,半自动精细耕种机应运而生。如图 12 所 示,赛得林半自动精细耕种机仍由人工操作,添加了正压吹种设备、辅佐振荡刷子及 种子收回设备。气动操控设备和电子操控设备的运用进步了耕种功率和精度,可节约 50% 以上的劳作力。气动技能和电子操控技能推进着精细耕种机朝着精准化和高效化 的方向开展,而人力本钱的上升要求自动化操作的推行与遍及,耕种功率、耕种精度 和自动化水平成为衡量精细耕种机的重要目标。

  如图13 所示,意大利 MOSA 全自动育苗耕种流水线可一次完结基质装填、压穴、 精量耕种、覆土、喷淋等作业,耕种的深浅、压实程度、覆料的厚薄一致性和耕种精 度较好。4 我国蔬菜精细耕种机存在的问题 4.1 精细耕种机全体可靠性低蔬菜精细耕种机对耕种的漏播率和重播率要求比较 高,可是现在国内研发的,许多机型的耕种功用达不到要求,特别在高速作业下易因 气压不稳定导致重播和漏播增多。此外,针头阻塞和清种不及时等工艺性毛病也会引 起重播和漏播现象,特别关于形状不规则和质量比较轻的小颗粒种子,耕种质量不稳 定。 4.2 自主立异才能有待于进步我国蔬菜精细耕种机还处于对国外技能的仿照阶 段,没有构成具有独立特色的耕种设备,自主立异才能还有待于进一步进步。 4.3 机械结构与电气操控体系的交融不完善因为运用了先进的电气操控技能,国 内的蔬菜精细耕种机根本完结了全自动化耕种,可是在气压等首要耕种参数的精准化 调理操控方面还存在缺点,无法习惯蔬菜种子的精细耕种作业需求求。 4.4 农机与农艺结合不严密现在在蔬菜精细耕种机的研讨中,产品更偏重于功用 性的完结,疏忽了蔬菜小粒种子的特性,在实践的耕种作业中形成种子的糟蹋,而包 衣丸化处理的种子会添加本钱并且影响发芽率。一般一种办法的精细耕种机只能耕种 少量几个品种的种子,对种子的习惯性低,不利于农业出产本钱的下降[25]。 5蔬菜精细耕种机开展主张 5.1 进步蔬菜精细耕种机的精细化与标准化进步蔬菜精细耕种机的精细化程度, 加强国际交流协作,引入国外先进的规划办法和制作工艺,结合国情,经过规划办法 立异和制作工艺改善,研发开发精细耕种的新机型; 树立精细耕种机的标准化规划方 法,进步精细耕种机的通用性与对种子的习惯性,进步设备运用率,下降用户运用成 本。 5.2 进步配备稳定性与自动化水平优化与改善电气操控体系,完结机械部件与电 气操控体系的无缝联接; 选用精细的电气操控器材,完结首要功用参数的精细化调试 与操作,进步体系的稳定性与自动化水平。 5.3 农机与农艺相结合将种子物理特性、空气动力学特性的研讨与精细耕种机的 规划结合起来,研讨适合于不同品种种子的精细耕种机。

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