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浙江理工大學本科畢業(yè)設計（論文）文獻綜述報告 班 級 機械設計制造及其自動化09級(4)班 姓 名 李宇通 課題名稱 單行蔬菜缽苗自動移栽機的設計—取苗裝置設計 文獻綜述 目 錄 1 前言 2 國外蔬菜自動移栽機的發(fā)展和研究成果 3 國內蔬菜自動移栽機發(fā)展和研究成果 4 國內外蔬菜自動移栽機動態(tài)與趨勢 5 總結 參考文獻 （報告全文附后） 指導 教師 審批 意見 簽名： 年 月 日 單行蔬菜缽苗自動移栽機的設計—取苗裝置設計 李宇通 (機械設計制造及其自動化09級4班 B09300414) 1 前言 據FAO統(tǒng)計，2006年中國已成為世界上最大的蔬菜生產國，蔬菜產量約占世界總產量的49.6％[1]。改革開放以來，我國蔬菜產量每年呈持續(xù)增長的勢頭，發(fā)展迅猛。據中國農業(yè)統(tǒng)計資料顯示，我國蔬菜播種面積在上世紀80年代年均增長近10%，90年代年均增長14.5%，本世紀前7年平均增長1.9%，到2007年達到2.94億畝，總產量6.41億噸。其中，蔬菜2.6億畝，5.65億噸，人均占有量427公斤。蔬菜已經成為我國農業(yè)中僅次于糧食的第二重要農產品，近年來，浙江省在種植業(yè)結構調整和效益農業(yè)的發(fā)展上取得了顯著成效，蔬菜生產面積、總產量、總產值逐年增加。浙江省已成為長江三角洲地區(qū)重要的蔬菜生產基地，基本培育形成沿杭州灣兩岸及沿海設施出口蔬菜產業(yè)帶。同時，蔬菜種植業(yè)也逐步成為發(fā)展我國和我省農村經濟的重要組成部分[2]。 2 國外蔬菜自動移栽機的發(fā)展和研究成果 20世紀初期，歐洲一些國家開始大最種植蔬菜和經濟作物，出現了早期的近代秧苗栽植機具。這些機具仍為手動栽植，只是減輕了栽秧者肢體反復屈伸的繁重勞動：到20世紀30年代后期，出現了栽植機構或栽核器代替人上直接栽秧，使送秧入溝過程實現了機械化；自20世紀50年代開始，歐洲國家開展作物壓縮土缽育曲及移栽的生產技術研究，研制出多種不同結構型式的半自動移栽機和制缽機；至20世紀70年代，前蘇聯蔬菜栽植機械化水平為58％，國營農場已達67％；到20世紀80年代，半自動移栽機已在曲方國家的農業(yè)生產中廣泛使用，制缽、育苗和移栽已形成完整的機械作業(yè)系統(tǒng)。到目前為止，作物壓縮十缽成型、缽上單粒精密播種和相應的自動化移栽設備在技術上基本達到了完善，亦廣泛應用于實際生產。歐洲的幾個主要國家(如法國、德國、荷蘭、兩班牙、丹麥等)大部分的蔬菜生產和幾乎全部的大地花卉生產都采用育苗移栽生產工藝。 從上世紀末到本世紀初，日本的井關、久保田、洋馬、野馬等幾大主要農機公司都進行了取苗機構的研究和開發(fā)[3]，也研制出了多種樣機，并進行了田間取苗試驗，效果良好，現已在日本國內推廣使用。但是這些機器的取苗機構存在結構復雜，設計制造成本較高，且單行移植效率只有60～70株/分鐘，相對于自動移栽機而言，其取苗效率并不是很高， 并且日本的自動移植機都在中國申請了專利保護。 圖1 半自動移栽機 圖2 全自動移栽機 國外半自動插秧機與旋轉木馬托盤架,旋轉杯式種植單元,雙直跑式開溝器、雙型斜籠輪子,座椅,水箱。(機械插秧機模型5000 wd)[4]。如圖3 圖3 國外半自動插秧機 3 國內蔬菜自動移栽機發(fā)展歷史及研究成果 目前國內外的蔬菜移栽機都是以沒有取苗機構的半自動的為主，從已有的取苗機構來看，這些機器的取苗機構要么結構復雜，設計制造成本高，要么工作可靠性差，最關鍵的是，日本的取苗機構在中國都申請了專利保護。目前在我國，蔬菜取苗機構的應用還處于空白，而針對蔬菜取苗機構的研究才剛剛起步，未見系統(tǒng)的理論研究，這將制約我國具有自主知識產權的蔬菜取苗機構的開發(fā)。而且，實現蔬菜缽苗順利并可靠的自動取苗是一項系統(tǒng)工程，建立適宜的系統(tǒng)化蔬菜缽苗自動取苗技術體系，將涉及多個研究領域，如園藝、植保、農學、機械設計與制造、自動控制等，這就需要進行多學科的聯合攻關。從我國國情及農村狀況考慮，要形成我國特有的蔬菜缽苗取苗技術體系，需要將農機與農藝、栽植機械與育苗技術相結合，應對蔬菜缽苗栽培工藝的規(guī)范化、標準化，深入研究取苗機構工作原理及與蔬菜缽苗相適應性的關系，而不能僅限于仿制國外引進的取苗機械。我們應該積極發(fā)展全自動蔬菜移植器械，同時走專用的蔬菜缽苗取苗機械與通用的蔬菜缽苗取苗機械相結合的發(fā)展道路，以通用蔬菜缽苗取苗機械為主，并向標準化、系列化、規(guī)格化方向發(fā)展，同時機構結構簡單、成本低廉、秧苗栽植質量可靠[5]。 實現取苗作業(yè)機械化已成為我國蔬菜種植迫切需要解決的問題。蔬菜育苗取苗機械化是推廣普及蔬菜育苗移栽技術，提高蔬菜產量和季節(jié)性供應蔬菜，以及提高蔬菜經濟作物經濟效益和社會效益的必要途徑。通過提高種植技術的機械化水平，達到進一步完善與取苗機械相配套的育苗設施及相應的配套技術，使育苗和取苗有機的結合，就可以降低種植成本，達到增加產量，提高經濟效益的目的[6]，從長遠看，蔬菜取苗機械具有良好的發(fā)展趨勢和廣闊的發(fā)展前景。 比如圖為江蘇大學開發(fā)的一種取苗機構[5]該取苗機構的取苗軌跡如圖中右上角所示，該軌跡也有一段尖嘴形的軌跡，即有一段尖嘴形伸進缽苗盤內取苗的軌跡，只不過該段軌跡的開口較大，平直性較差，另外在蔬菜缽苗落苗位置取苗爪的位置可能不是很好。 圖4江蘇大學開發(fā)的取苗機構的取苗軌跡 圖5中國農業(yè)大學開發(fā)的取苗機構的取苗軌跡 圖1.2（b）為中國農業(yè)大學開發(fā)的一種缽苗取苗機構，該取苗機構的取苗軌跡兩端比較尖，比較利于缽苗的移取，但該取苗機構同樣存在落苗位置不是很理想[7]。 浙江理工大學也設計出一種新型蔬菜移栽機，其在分析現有蔬菜缽苗取苗機構的最新進展的基礎上，提出一種應用于自動蔬菜移栽機的新型取苗機構，基于橢圓一不完全非圓齒輪傳動的行星系蔬菜缽苗取苗機構[8]。 4 國內外蔬菜自動移栽機動態(tài)與趨勢 目前國內外的蔬菜移栽機都是以沒有取苗機構的半自動的為主，從已有的取苗機構來看，這些機器的取苗機構要么結構復雜，設計制造成本高，要么工作可靠性差，最關鍵的是，日本的取苗機構在中國都申請了專利保護。目前在我國，蔬菜取苗機構的應用還處于空白，而針對蔬菜取苗機構的研究才剛剛起步，未見系統(tǒng)的理論研究，這將制約我國具有自主知識產權的蔬菜取苗機構的開發(fā)。而且，實現蔬菜缽苗順利并可靠的自動取苗是一項系統(tǒng)工程，建立適宜的系統(tǒng)化蔬菜缽苗自動取苗技術體系，將涉及多個研究領域，如園藝、植保、農學、機械設計與制造、自動控制等，這就需要進行多學科的聯合攻關。從我國國情及農村狀況考慮，要形成我國特有的蔬菜缽苗取苗技術體系，需要將農機與農藝、栽植機械與育苗技術相結合，應對蔬菜缽苗栽培工藝的規(guī)范化、標準化，深入研究取苗機構工作原理及與蔬菜缽苗相適應性的關系，而不能僅限于仿制國外引進的取苗機械。我們應該積極發(fā)展全自動蔬菜移植器械，同時走專用的蔬菜缽苗取苗機械與通用的蔬菜缽苗取苗機械相結合的發(fā)展道路，以通用蔬菜缽苗取苗機械為主，并向標準化、系列化、規(guī)格化方向發(fā)展，同時機構結構簡單、成本低廉、秧苗栽植質量可靠[9]。 實現取苗作業(yè)機械化已成為我國蔬菜種植迫切需要解決的問題。蔬菜育苗取苗機械化是推廣普及蔬菜育苗移栽技術，提高蔬菜產量和季節(jié)性供應蔬菜，以及提高蔬菜經濟作物經濟效益和社會效益的必要途徑。通過提高種植技術的機械化水平，達到進一步完善與取苗機械相配套的育苗設施及相應的配套技術，使育苗和取苗有機的結合，就可以降低種植成本，達到增加產量，提高經濟效益的目的[10]。因此，從長遠看，蔬菜取苗機械具有良好的發(fā)展趨勢和廣闊的發(fā)展前景。 5 總結 綜上所述，國外蔬菜移栽機的發(fā)展已經有了一定的技術和發(fā)展，而國內發(fā)展較晚，技術還不純熟，以半自動為主。而國內外的移栽機或多或少存在一些問題，我們所應該做的就是取長補短，同時認真分析其不足，加以改進，從實際出發(fā)，根據我國蔬菜取苗的農藝要求，提出蔬菜缽苗取苗機構參數優(yōu)化的目標和方法，分析參數變化對蔬菜缽苗取苗機構運動特性的影響，利用自主開發(fā)的計算機輔助分析軟件，采用人機交互式的優(yōu)化方法，優(yōu)化出蔬菜缽苗取苗機構的結構參數。能夠使取苗爪在取苗、推苗時達到所要求的角度和軌跡，力爭完美。 參考文獻 [1] 許文奎.遼寧蔬菜產業(yè)的現狀、問題及持續(xù)發(fā)展的對策[J]．遼寧農業(yè)科技，2003(02)：15~17 [2] 我國蔬菜育苗移栽機械化的現狀與發(fā)展方向，http://news.jgny.net/2007/3-5/94922.htm [3] Konosuke TSUGA. Development of fully automatic vegetable transplanter.JARQ 34, 21~28 (2000) [4] International Journal of Vegetable Science【作 者】G. V. Prasanna Kumar;H. Raheman，Vol.14，No.3. [5] 李其昀，汪遵元.雙輸送帶式栽植器主要結構參數的分析[J]．農業(yè)機械學報，1997，28(4)：46~49. [6] 趙勻．農業(yè)機械計算機輔助分析與設計[M]．北京：清華大學出版社，1998. [7] 毛罕平，胡建平，丁文芹，劉發(fā).一種穴盤苗取苗機構. 江蘇大學（專利號：201010510119.5）,2010.10 [8] 徐麗明，張鐵中，史志清.玉米自動移栽機取苗機械的設計[J]．中國農業(yè)大學學報，2000，5（4）：58~60 [9] 李其昀，汪遵元.雙輸送帶式栽植器主要結構參數的分析[J]．農業(yè)機械學報，1997，28(4)：46~49. [10] 趙勻．農業(yè)機械計算機輔助分析與設計[M]．北京：清華大學出版社，1998．