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蔬菜穴盘苗高速栽植机关键技术及装备
发布日期:2022-06-14   浏览次数:

  胡建平教授团队发明了多排取苗有序分苗的高速自动移栽新原理,突破低损伤高效精确取苗、栽植仿形、多执行机构运动协调控制等关键技术,单次取苗速率达16株、整机只需1人操作,实现了苗盘精准输送、取苗爪精准对穴取苗、快速分苗投苗及栽植运动的协调配合。创制了大田高速自动移栽装备,栽植速率高达95株/行·分钟,移栽劳动生产率提高6倍以上,填补我国空白,栽植合格率比国外同类机型提高5%,且解决了采用专用穴盘的制约,更适合中国国情。创新多传感器检测、协调控制技术,创制了悬挂式和自走式2种蔬菜穴盘苗高速自动移栽机,实现了从移箱—取苗—投苗—分苗—接苗—植苗—覆土—苗盘回收全过程自动化,整体技术达到国际先进水平,其中苗盘精准输送、双排双向自动取苗与分散投苗技术、鸭嘴式栽植电驱技术达到国际领先水平。


图1 整机控制系统方案组成图

  研制的2ZBA-2型自走式蔬菜穴盘自动移栽机实现了批量生产,在江苏、上海等地已得到推广应用,取得了明显的经济和社会效益。目前,国内市场上还未出现自主研发的自走式全自动移栽机,大多是引进的国外机型。与国外移栽机相比优势表现在农艺适用性上,日本PF2R型移栽机采用精密的机械配合来实现从取苗到栽植的全自动移栽,加工精度以及移栽操作具有较高的要求,并且育苗采用特制的软塑穴盘,与国内的育苗农艺不匹配。亚美柯的2ZS-2移栽机,采用的是机械自动取苗,挠性圆盘式移栽,移栽效率相对较高,但是移栽方式不适用于膜上移栽,并且育苗采用的是专用软塑穴盘,需要配套的育苗设备,总体移栽成本较高。与以上两款机型相比,2ZBA-2移栽机无论是从移栽成本还是从移栽农艺适应性上都具有明显优势,并且由于国内首创研制了电动栽植,其栽植株距以及栽植深度的调节相比于机械调节而言更加方便灵活。2021年6月4日,由农业部农机鉴定推广总站组织了移栽机作业效果综合测评,农业部农机化司、中国蔬菜协会机械化分会领导给予了高度评价,认为其综合性能优于国外同类机型,中国机械工业联合会组织的权威专家也一致认为本项目研制的自动移栽技术及装备整体达到国际先进水平,部分技术领先国外水平。本项目两项专利技术成果:行星轮悬臂式植苗机构、一种穴盘苗自动移栽机及其控制系统已转化到无锡悦田农业机械科技有限公司,将用于该公司新产品开发。

图4  GPS定位系统图5 PWM电磁阀
图2 自走式蔬菜穴盘苗自动移栽机整机结构


(a) 总体结构图图5 PWM电磁阀
图3 悬挂式蔬菜穴盘苗自动移栽机整机结构

  目前,蔬菜穴盘苗的移栽仍采用人工移栽和半自动机械化方式,劳动强度大、效率低、用工量大,蔬菜种植成本在上升,菜农的种植预期收益减少。据测算,自动移栽机的每亩用工量0.17,而人工移栽每亩用工量1.25,每亩蔬菜采用自动移栽机可节约用工量1.08,按每个人工工时100元计算,可以节约用工成本108元,如果机械化移栽面积达到全国蔬菜种植面积的1/3,则将为全国菜农节约成本约100亿元。

 
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