穴盘育苗技术毕业设计

摘要

随着生活水平的提高，人们对蔬菜和花卉的需求量越来越大，我国温室蔬菜和花卉产业也得到了迅速发展。现在，温室蔬菜和花卉产业已成为现代化农业的重要标志和主要内容。穴盘育苗技术是蔬菜和花卉种苗工厂化生产的主要方法，移栽是整个穴盘苗生产过程中最费时费力的环节，实现穴盘苗移栽自动化对于节约劳动力、提高生产效率具有重要意义。

本论文是在广泛收集国内外穴盘苗移栽机械相关研究资料的基础上，通过对移栽工艺的研究及对国内外移栽机械的对比研究，设计并确定了移栽方案。主要实现了穴盘、苗盆、移栽手横臂精确合理的定位输送，配合移栽手高效率完成穴苗移栽。本论文为穴盘苗移栽相关机械产品的开发和性能评价，实现穴盘苗移栽自动化生产提供了参考和理论依据。整个系统由可编程控制器（PLC）编程控制。论文研究取得的主要成果如下。

（1）通过对穴盘苗移栽工艺过程的分析以及对移栽手的实验研究，设计并确定科学合理的温室穴盘苗自动移栽机输送方案。

（2）通过比较，选择电动和气动系统相结合作为整个输送机构的驱动系统，并对其进行设计；比较不同机构的特点，确定输送形式，完成系统机械结构设计。

（3）用Pro/Engineer三维软件对零件建模，对整机虚拟装配。

（4）确定控制方式，在对移栽机工作过程分析的基础上，对输送机构控制系统的软、硬件进行设计。

关键词: 穴盘苗；自动移栽机；输送系统

第一章绪论

1.1 研究目的和意义

随着世界工厂化农业进程的推进，目前，世界农业设施面积已经达到60余万公顷，工厂化农业的水平也越来越高。在日本、荷兰、英国等国家相继出现了现代化“植物工厂”、“气耕工厂”、“水果工厂”（Von Eisner B，2000）。我国自改革开放以来,“工厂化农业”也得到了迅速发展。

近年来，随着人民生活水平的提高以及消费观念的改变，我国绿色蔬菜、新鲜水果及鲜花市场活跃，消费需求迅速增加。我国蔬菜种植面积大、消费量高、花色品种多、复种指数高等特点构筑了我国蔬菜育苗业潜在的市场。然而，传统的蔬菜种植方式和蔬菜育苗技术，已成为我国蔬菜形成产业化规模的制约因素。传统的蔬菜育苗技术，归纳起来存在的主要问题是：生产经营规模小，蔬菜育苗极为分散；育苗场地条件差，设施简陋，育苗方法、手段滞后；技术水平参差不齐等。与我国传统的育苗方式相比较，穴盘育苗技术的优势在于：成功地解决了机械化精量播种，一次成苗问题；育苗过程中根系受到保护，移栽时不受损伤；根系活力好，能获得高产；苗子轻，特别适合远距离运输和机械化移栽。现代化穴盘育苗技术实现了育苗生产集约化，技术管理规范化，经营管理规模化，产销服务社会化，彻底抛弃了“户户种菜，家家育苗”这种传统小而全的农业经营方式。

穴盘育苗技术自1985年引进我国，历经二十多年，目前除西藏以外，各省市都着手了穴盘育苗的试验示范和推广工作。特别是“九五”以来，各地都在积极调整种植结构，发展适度规模种植，农业现代化、产业化步伐明显加快，这给工厂化穴盘育苗带来了新的契机和发展机遇。在我国南方，许多省市建起了科技园区，规划布局了轻基质穴盘育苗项目，一些种苗公司已有一定规模。值得一提的是，我国已经开始异地育苗远距离运输的尝试，例如黑龙江省大庆市为解决冬春育苗能耗大、成本高的问题，把育苗场地放在了辽宁省大连市。从气候条件来说，我国是一个大陆性、季风性极强的国家，冬季严寒，夏季酷热，如果采用异地育苗，远距离解决用苗，应该是未来发展的方向。除蔬菜外，林业和花卉穴盘育苗也开始启动，育苗量正在上升。许多公司已经看好花卉市场，

大力投入温室花卉培育。“九五”期间，我国在工厂化穴盘育苗的配套设备开发研究方面，取得了突破性进展，解决了穴盘的国产化问题，设计开发出的行走式喷水车及滚动式床架，也批量投入生产。在配套技术研究方面，完成了育苗基质理化性测试，完善了不同生长阶段温度、水分、养分的管理标准，确定了蔬菜穴盘育苗质量标准，以及苗期主要病虫害的预测与防治等科研攻关工作（王丽君，2003）。然而，我国穴盘育苗的自动化程度，特别是穴盘苗移栽的机械自动化程度并不高。

移苗作业是蔬菜和花卉生产过程中的重要环节之一，也是各栽培管理环节中最繁重的一项工作。移栽具有对气候的补偿作用和使作物生育提早的综合效益，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。然而，蔬菜从播种到收获的整个生长周期中，一般要经过3～4次移苗作业，长期以来，我国蔬菜和花卉生产一直属于劳动密集型产业，劳动力成本占总生产成本的50％以上（李其昀，2006）。目前，由于国内穴盘苗自动移栽机可选的移栽机型少，穴苗移栽作业仍以人工为主。采用人工移栽，劳动强度大，作业效率低，难以实现大面积移栽，从而导致生产规模小，生产效益低下，制约了穴盘苗生产技术在我国的发展，所以实现穴盘苗移栽作业机械化已成为我国蔬菜及花卉产业化亟待解决的问题。

现在美国市场有各种功用的穴盘苗移栽机可供选择，价格从23000美元到115000美元不等，移栽速度为每小时3600～50400穴（即每小时100～900盘）（邹琳娜，2006）。目前一些大的蔬菜花卉公司或育苗基地从国外引进了穴盘苗移栽机，虽然国外先进机具的使用提高了这些公司的生产力，但在实际使用中存在以下问题：

（1）价格超出大多数用户的接受能力。我国蔬菜花卉市场以中小型企业为主，对于这些企业来说引进国外机具投资风险太大。

（2）机构复杂难操作。国外的移栽机大多结构复杂，对操作者技术要求高，一些企业购买机器后发现难于找到合格的雇员来操纵及维护机器。

（3）适应性差。国外温室移栽机一般用于大型温室，与其它设施配套紧密，对穴盘苗整体状况要求高并且有统一标准，而我国还没有相关统一标准。例如多数种植者为了减少停机校正机器而倾向于使用特定尺寸的穴盘并一次栽完尽可能多的穴盘苗，一些种植者以改变穴孔的数目和穴盘的尺寸这些不科学的方法来更好的使用移栽机。

这些实际问题都要求我国广大农机工作者研制出适合我国种植户的温室用穴盘苗移栽机。而资料调研表明，对穴盘苗移栽机器人的研究工作国内报道得很少，大都研究