叶菜类钵苗移栽机的研制 挑战杯文本 (1)

蔬菜钵苗行星轮系栽植器设计与运动学分析的开题报告一、课题研究背景和意义现代人们在追求健康饮食和养生的同时，越来越注重蔬菜的摄入量。

为了满足市场需求，越来越多的人开始种植蔬菜，在城市中，大量的蔬菜种植都是在室内进行的。

钵苗行星轮系栽植器可以实现高效种植蔬菜并且优化空间利用率，分析它的设计与运动学变化方程，有利于提高其种植效率和精度，降低成本。

二、研究内容和目标本次研究旨在对蔬菜钵苗行星轮系栽植器的设计和运动学变化进行分析，对其运动学和动力学特性进行建模和分析，并提出改进方案，以提高其种植效率和精度。

具体研究内容包括：1. 对蔬菜钵苗行星轮系栽植器的机械结构进行分析和设计，选取合适的材料和电气元器件。

2. 将钵苗行星轮系栽植器的机械结构建模，并进行运动学分析，得到其运动学变化方程和轨迹。

3. 对钵苗行星轮系栽植器建模后，进行动力学分析，得到其动力学特性和阻力。

4. 根据运动学和动力学分析结果，提出改进方案，包括实现准确控制行星轮和链条的转速、优化辊子的设计和磨损机制等。

研究目标为：1. 通过建模和分析，提高对蔬菜钵苗行星轮系栽植器的理解和掌握。

2. 通过改进方案，提高钵苗行星轮系栽植器的种植效率和精度。

三、研究方法本课题主要采用以下研究方法：1. 文献资料调研，分析钵苗行星轮系栽植器的机械结构、工作原理和运动学原理等。

2. 对钵苗行星轮系栽植器机械结构进行建模，并进行运动学分析，得到其运动学变化方程和轨迹等。

3. 对钵苗行星轮系栽植器进行动力学分析，探究其动力学特性和阻力，建立动力学模型。

4. 根据运动学和动力学模型分析结果，提出改进方案，包括对行星轮和链条的转速控制、辊子设计和磨损机制等进行优化。

四、预期成果1. 实现蔬菜钵苗行星轮系栽植器的机械结构设计和运动学分析，并得到其运动学变化方程和轨迹。

2. 实现蔬菜钵苗行星轮系栽植器的动力学分析建模，探究其动力学特性和阻力，并提出改进方案。

3. 提供蔬菜钵苗行星轮系栽植器的设计和改进建议，提高其种植效率和精度。

牵引式小型钵体蔬菜移栽机的设计范修文;张云秀;童飞特;李传峰【摘要】针对我国蔬菜移栽行业发展的现状和现有蔬菜移栽机存的投苗率低、伤苗率高及设备庞大等问题，设计开发了牵引式小型钵体蔬菜移栽机。

该机型能满足农户的需求，提高作业效率，苗钵通用性强，并且移栽后行距、株距和直立度等性能良好。

该小型蔬菜移栽机采用吊篮及鸭嘴装置移栽苗体，人工投苗，实现半自动移栽。

该蔬菜移栽机在已经耕整过的土地上作业，无需开沟器，机型小巧灵活，设计结构合理，可实现多种蔬菜的移栽，为我国农作物移栽提供了技术支持。

%Taking into account the present situations of the vegetable transplantation , the machine issues such as low see-ding rate , high seedling injury rate , large volume of the machine , this paper is aimed to design and develop small-type tractor bowl transplanter , which can meet the need of farmers , improve the operation efficiency , possess high versatility of seed bowl , and the seeds show acceptable line spacing , vertical spacing and so on .It will transplant seeds by suspen-ded basket and duckbill device , together with artificial seeding , which marks the semi-automatic transplantation .In terms of the components, it consists of assembly of traction frames , ground wheels, transplanters ,seed racks, gratifying-ly , it has been operated on the prepared soils without furrow opener , because of the compact and flexible design , reason-able structure , it can transplant a variety of vegetables , supporting crop transplantation at home technically .【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】4页(P131-134)【关键词】蔬菜移栽;牵引式;小型钵体【作者】范修文;张云秀;童飞特;李传峰【作者单位】塔里木大学机械电气化工程学院/现代农业工程重点实验室，新疆阿拉尔 843300;天津职业大学，天津 300402;塔里木大学机械电气化工程学院/现代农业工程重点实验室，新疆阿拉尔 843300;塔里木大学机械电气化工程学院/现代农业工程重点实验室，新疆阿拉尔 843300【正文语种】中文【中图分类】S223.940 引言蔬菜是人们赖以生存的食物，能提供人体所需的维生素和矿物质。

第48卷第1期农业工程与装备2021年2月V ol.48　No.1 AGRICULTURAL　ENGINEERING　AND　EQUIPMENT Feb. 2020 钵苗移栽机自动送苗装置研究现状及展望　方 芹，肖名涛，孙松林，刘 奇，陈 斌(湖南农业大学机电工程学院，湖南长沙410128)摘要：人工送苗速度慢，不适应高速移栽。

研发自动送苗装置是突破移栽速度技术瓶颈的关键环节。

通过分析钵苗移栽机自动送苗装置的结构和类型并总结国内外具有代表性的钵苗移栽机自动送苗装置研究现状，阐述了各类自动送苗装置的工作原理和机构特征。

针对现有自动送苗装置移栽效率低、智能化程度低等问题，提出了应对措施，并对钵苗移栽机自动送苗装置的发展趋势进行了探讨，为钵苗移栽自动送苗装置的选型与设计提供参考。

关键词：钵苗；移栽机；自动；送苗装置中图分类号：S223.9文献标志码：A 文章编号：2096–8736(2021)01–0001–06Research status and prospect of automatic seedling feeding deviceof pot seedling transplanterFANG Qin, XIAO Mingtao, SUN Songlin, LIU Qi, CHEN Bin(College of Mechanical and Electrical Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128, China)【Abstract】　Artificial seedling delivery speed is slow and does not adapt to high-speed transplanting. The automatic seed delivery device is the bottleneck technology of transplant speed improvement. Therefore, by analyzing the structure and type of the automatic seedling device of the transplanting machine, this paper summarizes the current situation of the research on the automatic seedling delivery device of the seedling transfer machine, which is representative at home and abroad, and expounds the working principle and institutional characteristics of various kinds of the automatic seedling delivery device. Aiming at the problems of low transfer efficiency and low intelligence of the existing automatic seedling delivery device, the paper puts forward the response measures and discusses the development trend of the automatic seedling transfer device of the seedling transfer machine.【Keywords】　pot seeding; transplanter; automatic; seedling delivery device随着我国经济高速发展，城市化范围扩大，工业、商业、住房占地面积日益增加，人均可耕地面积正逐年减少，农村劳动力流失严重，而市场对粮食和经济作物的需求总量却日渐增加，农作物产量可持续增长成为农业发展的主要难题[1]。

科技成果——蔬菜钵苗自走式自动移栽机技术开发单位现代农装科技股份有限公司成果简介蔬菜钵苗自走式自动移栽机是国家科技支撑计划课题“设施园艺清洁高效生产配套装备研制与产业化示范2014BAD08B04”的研究成果，完成时间为2016年5月，2016年11月委托中国机械工业联合会进行了科技成果技术鉴定，鉴定结果为达到国内领先水平。

成果授权发明专利1项，实用新型专利1项。

技术特点成果创新轻简取苗技术、穴盘苗精准输送技术、高速栽植技术及移栽机电驱动自走底盘技术，集成开发了电动自走式自动移栽机械，填补了国内自动移栽机装备空白，栽植频率达到63株/分•行，工作效率赶超同类国外机型洋马PF2R。

创新性蔬菜钵苗自走式自动移栽机适用于番茄、辣椒等作物移栽，研究成果的创新性主要体现在以下方面：（1）迎苗扎取式轻简取苗技术。

（2）采用齿轮五杆机构实现了取苗爪尖嘴垂直取苗和竖直投苗，实现了穴盘苗的自动取苗。

（3）穴盘苗精准输送技术。

（4）采用不完全齿轮结合换向螺旋轴实现苗盘横向间歇进给，弹性自适应棘轮机构实现苗盘纵向间歇进给，实现了穴盘苗的精准进给，累积误差可自动消除。

（5）高速无损栽植技术。

（6）采用椭圆行星齿轮机构驱动鸭嘴栽植器，实现追踪接苗和零速无损栽苗。

先进性成果成功突破我国旱地移栽机械效率低下、操作使用劳动强度大的技术瓶颈，能有效促进设施温室栽植技术的发展。

研究成果积极响应国家清洁生产、节能高效的号召，采用清洁能源锂电池作为自动移栽机动力，真正实现了设施温室内农业生产的无污染、零排放。

工作速度赶超国外同类机型。

盈利性蔬菜钵苗自走式自动移栽机工作效率高，电驱动无污染，整机价格低于国外产品，综合技术经济性较好。

技术成熟度样机试验市场前景（1）2ZBZJ-2型自走式自动移栽机投入批量生产后，预计每台平均售价为14万元，其中生产成本约10万元，利税约4万元，以生产企业年产规模为200台计算，企业每年的利税约为800万元，经济效益比较可观。

摘要叶菜类蔬菜（如菠菜空、心菜）病虫害比较严重，连作会使土壤环境恶化，土壤中的病虫害种类和数量逐渐增多，导致蔬菜生长势减弱、产量减少、品质下降。

而大棚栽植蔬菜具有以下的优点：1、安全卫生。

大棚蔬菜有大棚膜使大棚内蔬菜与外界隔离，可以减少大棚外病虫害对棚内蔬菜的侵害，有效控制病虫害的传播，从而减少蔬菜的农药使用次数，更有利于实现蔬菜无公害生产。

2、节省成本。

大棚蔬菜由于外面有大棚膜的保护，所以受雨水的影响比较小，肥料不容易流失；同时，大棚膜不透水，棚内水分也不易蒸发，有利于保持棚内土壤的含水量。

3、适栽品种多。

大棚蔬菜可选择的蔬菜品种比田园蔬菜品种种类更多。

一般当地田园能种植的蔬菜品种，大棚都能种植。

4、提高产量。

大棚膜具有保湿的作用，并且膜内湿度还可以调节，所以对环境的敏感度小于田园蔬菜，受环境的影响也小于田间蔬菜。

5、生产效益高。

蔬菜只有达到一定的积温才能成熟，由于大棚具有保温的作用，缩短了大棚蔬菜的生育期，可以使蔬菜提早成熟提前上市，从而提高蔬菜价格，增加菜农收入，一般亩增经济效益50%以上。

我们通过去当地农科院进行了实地考察，他们对于叶菜类蔬菜的大棚种植需要一定的自动化设备，待在育苗杯的叶菜长出幼苗，就需要把在穴盘中的育苗杯转移到栽植盘中，栽植盘需要放置在有营养液的水池中。

我们针对这一需求，提出了这个项目，这个项目要实现的是将叶菜类蔬菜（如菠菜、空心菜）盛有幼苗的育苗杯由小间距穴盘向大间距栽植盘转移。

我们把这个项目化解成前端执行器，控制器和输送装置三部分设计，每一部分设计实现一部分动作，这样更加简化每一部分的设计，符合我们本科生所学习的内容。

目录第一章前言 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1国内研究现状 (2)1.2.2国外研究现状 (4)1.3常见的几种移栽机构比较 (6)1.3.1钳夹式移栽机 (6)1.3.2链夹式移栽机 (7)1.3.3吊篮式移栽机 (8)1.3.4导苗式移栽机 (9)1.3.5输送带式移栽机 (10)1.3.6挠性圆盘式移栽机 (10)第二章项目研究前期工作 (11)2.1实地考察 (11)2.2叶菜栽培的三种主要模式 (11)2.2.1 传统模式 (11)2.1.3 穴培模式 (13)2.3叶菜移栽的需求分析 (14)2.3.1 水培模式下的移栽 (14)2.3.2 传统模式下的移栽 (15)第三章方案的设计及优化 (15)3. 1 末端执行器 (15)3.1.1三驱动开合式移钵装置 (15)3.1.2双驱剪叉式稀植移钵装置 (17)3.1.3 单驱弹动式稀植移钵装置 (18)3.1.4 移钵机械手实物 (19)3.1.5 手抓实物图 (20)3.2控制器 (22)3.3 输送装置 (23)3.4 整机的工作过程 (24)4现有成果展示 (24)第一章前言1.1研究背景及意义20世纪20年代，欧洲发达国家研制并开始使用手工喂苗的秧苗移栽机具，用于蔬菜生产作业；30年代末40年代初期，手工喂苗的秧苗移栽机具的人工动作被移栽机构所取代。

蔬菜移栽机的研究与设计目录摘要 (1)1前言 (6)2移栽机械的国内外现状 (8)3 设计方案的选择 (8)3.1 钳夹式移栽机 (8)3.2 链夹式栽植机 (9)3.3 挠性圆盘移栽机 (10)3.4 吊篮式移栽机 (10)3.5 导苗管式移栽机 (12)3.6带式栽植机 (19)4 机具的机构特点 (20)4.1整机机构特点 (20)4.2主要技术参数 (21)4.3主要工作部件的结构特点及作用 (21)4.3.1 地轮 (21)4.3.2 开沟器 (22)4.3.3 镇压轮 (22)4.3.4 覆土器 (22)4.4设计蔬菜移栽机械的原理 (23)4.4.1 零速原理 (23)4.4.2 栽植机械的结构设计 (23)5 地轮轴的校核 (26)6 设计时间的安排 (31)7 结论和总结 (32)8致谢词 (32)9 主要参考文献、资料 (32)摘要移栽是蔬菜生产过程中的一个重要环节，具有对气候补偿和使作物生育提早的综合效益。

它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。

但目前移栽过程采用人工移栽，劳动强度大、作业效率低，难以实现大面积栽植制约了生产规模，影响了生产效益，同时也限制了蔬菜生产的发展空间。

目前国内对移栽机械的研究和开发基本属于仿造，没有对国外的移栽机进行重大的改进和技术上的突破，而且国外移栽机结构复杂，价格昂贵，在国内推广难度很大。

因此设计一种新型的移栽机械已成为我国蔬菜种植业发展的迫切需求。

本文在总结吸收了国内外各种移栽机的优缺点和实验室已有研究成果的基础上，基于一种钵苗移栽机构——杠杆顶出式机构，设计了蔬菜钵苗移栽机。

该机的特点有：结构简单，工作可靠；易保证株距的均匀性；能实现开沟、施肥、移栽和覆土等工序。

该蔬菜移栽装置已公开发明专利(200810063013．8)和实用新型专利(200820121105．2)；并已公开发明专利蔬菜移栽装置的压盘装置(200910099278．8)。

挑战杯种菜项目计划书编号：_______________________甲方：_______________________乙方：_______________________地址：_______________________联系人：_______________________联系电话：_______________________签订日期：_______________________签订地址：_______________________第一条项目背景与目标a. 项目背景① 当前城市农业种植逐渐受到广泛关注，绿色环保、健康食品的需求日益增加。

② 许多城市居民有意愿在家中或社区种植蔬菜，但缺乏相应的资源与经验。

③ “挑战杯种菜项目”旨在通过合作的方式，为居民提供一个可持续发展的绿色种植方案。

④ 本项目的核心目标是推广智能农业技术，提升居民对健康食品的认知与参与度。

b. 项目目标① 提供一个简单易用的种植系统，帮助用户在家中或社区内种植蔬菜。

② 增强用户对绿色、环保农业的认同，减少对传统农药化肥的依赖。

③ 通过教育和培训，提升居民的种植技能，促进社区共同发展的农业文化。

④ 通过技术支持和市场推广，促进本项目的可持续发展。

c. 项目计划① 项目分为前期准备、技术研发、市场推广三个阶段。

② 在前期准备阶段，将进行市场调研，评估用户需求并确定合作伙伴。

③ 技术研发阶段将集中于智能种植系统的优化，确保产品质量和用户体验。

④ 市场推广阶段通过线上线下结合的方式，扩大项目影响力，吸引更多用户参与。

第二条双方权利与义务a. 甲方权利与义务① 甲方负责提供必要的技术支持，包括智能种植系统的研发与生产。

② 甲方应确保提供的设备和产品符合相关安全标准及环境保护要求。

③ 甲方负责市场推广的主要工作，确保项目在规定时间内达到预期目标。

④ 甲方有权对乙方的工作进度进行监督和评估，确保项目顺利实施。

b. 乙方权利与义务① 乙方负责协助甲方进行市场调研，提供必要的行业资讯和用户反馈。

任务书课题名称单行蔬菜钵体苗自动移栽机的设计—取苗装置设计主要任务与目标现代的中国是一个经济飞速发展的中国，是一个农业大国，更是一个工业大国，我国也有越来越多的重视农业与工业的结合，将工业机械用于农业，以减轻人力操作，增加作业效率，蔬菜移栽机也更多的在进行开发并投入使用价值，对于这方面的研究也更加有意义。

所以，我们结合所学，应用三维仿真软件，初步设计出移栽机的取苗机构，为以后的进一步研究做基础。

主要内容与基本要求1、查找国内外相关文献资料，了解西方发达国家和我国蔬菜移栽机方面的区别、合理之处机器弊端2、收集整理其他国家对于移栽机的分类及其成果3、整理数据资料落实写作。

4、通过对文献的研究和分析，具体描述我国农业机械尤其是自动移栽机的发展和展望。

5、通过上述分析，设计蔬菜自动移栽机。

要求：1．文献综述报告(不少于3000字)一篇2．开题报告一篇3．毕业论文一篇（不少于10000字）4．实习日记、实习报告3000字以上主要参考资料及文献阅读任务[1]我国蔬菜育苗移栽机械化的现状与发展方向，/2007/3-5/94922.htm[2]陈殿奎.蔬菜机械化育苗的现状与展望[J]．农业工程学报，1990,(12)：20~25．[3]G. V. Prasanna Kumar ；H. RahemanInternational Journal of VegetableScience,V ol.14，No.3，232-255[4]Konosuke TSUGA. Development of fully automatic vegetable transplanter.JARQ 34, 21~28 (2000)[5]王君玲，高玉芝，李成华.蔬菜移栽生产机械化现状与发展方向.农机化研究,2004(02)：22~28[6]张波屏.现代种植机械工程[M]．北京：机械工业出版社，1997．[7]封俊．论我国早地栽植机械的开发前景与方向[J]．中国农机化,2000,(4)：12~13．[8]俞高红，陈志威，赵匀，孙良，叶秉良椭圆一不完全非圆齿轮行星系蔬菜钵苗取苗机构的研究DoI：10．390l，JME．2012．13．032[9]毛君, 毕长飞.基于Pro/Engineer 采煤机的三维动态仿真与优化设计[J].煤矿机械，2006，27(6) : 990-994.外文翻译任务（见外文翻译）计划进度：起止时间内容2013.01.07~2013.01.12 调研、信息汇总，文献查阅分析2013.01.13~2013.01.30 外文翻译、文献综述、开题报告，并熟悉理论力学、机械原理等相关知识2013.01.31 ~2013.03.01 提交开题报告、文献综述及外文翻译2013.03.02~2013.03.08 开题答辩2013.03.09~2013.03.16 蔬菜移栽机整体方案设计2013.03.17~2013.03.30 取苗机构设计及零部件设计2013.03.31~2013.04.11 三维CAD建模、装配2013.04.12~2013.04.24 三维运动学分析仿真2013.04.25~2013.05.02 结构改进设计及毕业论文撰写2013.05.03~2013.05.10 完成并提交毕业论文2013.05.11~2013.05.24 整理材料准备答辩2013.05.25~2013.05.29 论文答辩实习地点指导教师签名年月日系意见系主任签名：年月日学院盖章主管院长签名：年月日文献综述报告班级姓名课题名称单行蔬菜钵苗自动移栽机的设计—取苗装置设计文献综述目录1前言2国外蔬菜自动移栽机的发展和研究成果3国内蔬菜自动移栽机发展和研究成果4国内外蔬菜自动移栽机动态与趋势5总结参考文献（报告全文附后）指导教师审批意见签名：年月日单行蔬菜钵苗自动移栽机的设计—取苗装置设计1前言据FAO统计，2006年中国已成为世界上最大的蔬菜生产国，蔬菜产量约占世界总产量的49.6％[1]。