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浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述報(bào)告
班 級
機(jī)械設(shè)計(jì)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(jī)的設(shè)計(jì)—取苗裝置設(shè)計(jì)
文獻(xiàn)綜述
目 錄
1 前言
2 國外蔬菜自動移栽機(jī)的發(fā)展和研究成果
3 國內(nèi)蔬菜自動移栽機(jī)發(fā)展和研究成果
4 國內(nèi)外蔬菜自動移栽機(jī)動態(tài)與趨勢
5 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
（報(bào)告全文附后）
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年 月 日
單行蔬菜缽苗自動移栽機(jī)的設(shè)計(jì)—取苗裝置設(shè)計(jì)
李宇通
(機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化09級4班 B09300414)
1 前言
據(jù)FAO統(tǒng)計(jì)，2006年中國已成為世界上最大的蔬菜生產(chǎn)國，蔬菜產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的49.6％[1]。改革開放以來，我國蔬菜產(chǎn)量每年呈持續(xù)增長的勢頭，發(fā)展迅猛。據(jù)中國農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)資料顯示，我國蔬菜播種面積在上世紀(jì)80年代年均增長近10%，90年代年均增長14.5%，本世紀(jì)前7年平均增長1.9%，到2007年達(dá)到2.94億畝，總產(chǎn)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(jīng)成為我國農(nóng)業(yè)中僅次于糧食的第二重要農(nóng)產(chǎn)品，近年來，浙江省在種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和效益農(nóng)業(yè)的發(fā)展上取得了顯著成效，蔬菜生產(chǎn)面積、總產(chǎn)量、總產(chǎn)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(chǎn)基地，基本培育形成沿杭州灣兩岸及沿海設(shè)施出口蔬菜產(chǎn)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(nóng)村經(jīng)濟(jì)的重要組成部分[2]。
2 國外蔬菜自動移栽機(jī)的發(fā)展和研究成果
20世紀(jì)初期，歐洲一些國家開始大最種植蔬菜和經(jīng)濟(jì)作物，出現(xiàn)了早期的近代秧苗栽植機(jī)具。這些機(jī)具仍為手動栽植，只是減輕了栽秧者肢體反復(fù)屈伸的繁重勞動：到20世紀(jì)30年代后期，出現(xiàn)了栽植機(jī)構(gòu)或栽核器代替人上直接栽秧，使送秧入溝過程實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化；自20世紀(jì)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(chǎn)技術(shù)研究，研制出多種不同結(jié)構(gòu)型式的半自動移栽機(jī)和制缽機(jī)；至20世紀(jì)70年代，前蘇聯(lián)蔬菜栽植機(jī)械化水平為58％，國營農(nóng)場已達(dá)67％；到20世紀(jì)80年代，半自動移栽機(jī)已在曲方國家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用，制缽、育苗和移栽已形成完整的機(jī)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(yīng)的自動化移栽設(shè)備在技術(shù)上基本達(dá)到了完善，亦廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。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(chǎn)和幾乎全部的大地花卉生產(chǎn)都采用育苗移栽生產(chǎn)工藝。
從上世紀(jì)末到本世紀(jì)初，日本的井關(guān)、久保田、洋馬、野馬等幾大主要農(nóng)機(jī)公司都進(jìn)行了取苗機(jī)構(gòu)的研究和開發(fā)[3]，也研制出了多種樣機(jī)，并進(jìn)行了田間取苗試驗(yàn)，效果良好，現(xiàn)已在日本國內(nèi)推廣使用。但是這些機(jī)器的取苗機(jī)構(gòu)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)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(jī)而言，其取苗效率并不是很高，
并且日本的自動移植機(jī)都在中國申請了專利保護(hù)。
圖1 半自動移栽機(jī) 圖2 全自動移栽機(jī)
國外半自動插秧機(jī)與旋轉(zhuǎn)木馬托盤架,旋轉(zhuǎn)杯式種植單元,雙直跑式開溝器、雙型斜籠輪子,座椅,水箱。(機(jī)械插秧機(jī)模型5000 wd)[4]。如圖3
圖3 國外半自動插秧機(jī)
3 國內(nèi)蔬菜自動移栽機(jī)發(fā)展歷史及研究成果
目前國內(nèi)外的蔬菜移栽機(jī)都是以沒有取苗機(jī)構(gòu)的半自動的為主，從已有的取苗機(jī)構(gòu)來看，這些機(jī)器的取苗機(jī)構(gòu)要么結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)制造成本高，要么工作可靠性差，最關(guān)鍵的是，日本的取苗機(jī)構(gòu)在中國都申請了專利保護(hù)。目前在我國，蔬菜取苗機(jī)構(gòu)的應(yīng)用還處于空白，而針對蔬菜取苗機(jī)構(gòu)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(chǎn)權(quán)的蔬菜取苗機(jī)構(gòu)的開發(fā)。而且，實(shí)現(xiàn)蔬菜缽苗順利并可靠的自動取苗是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，建立適宜的系統(tǒng)化蔬菜缽苗自動取苗技術(shù)體系，將涉及多個研究領(lǐng)域，如園藝、植保、農(nóng)學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、自動控制等，這就需要進(jìn)行多學(xué)科的聯(lián)合攻關(guān)。從我國國情及農(nóng)村狀況考慮，要形成我國特有的蔬菜缽苗取苗技術(shù)體系，需要將農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝、栽植機(jī)械與育苗技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)對蔬菜缽苗栽培工藝的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，深入研究取苗機(jī)構(gòu)工作原理及與蔬菜缽苗相適應(yīng)性的關(guān)系，而不能僅限于仿制國外引進(jìn)的取苗機(jī)械。我們應(yīng)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(jī)械與通用的蔬菜缽苗取苗機(jī)械相結(jié)合的發(fā)展道路，以通用蔬菜缽苗取苗機(jī)械為主，并向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、規(guī)格化方向發(fā)展，同時機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、秧苗栽植質(zhì)量可靠[5]。
實(shí)現(xiàn)取苗作業(yè)機(jī)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(jī)械化是推廣普及蔬菜育苗移栽技術(shù)，提高蔬菜產(chǎn)量和季節(jié)性供應(yīng)蔬菜，以及提高蔬菜經(jīng)濟(jì)作物經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的必要途徑。通過提高種植技術(shù)的機(jī)械化水平，達(dá)到進(jìn)一步完善與取苗機(jī)械相配套的育苗設(shè)施及相應(yīng)的配套技術(shù)，使育苗和取苗有機(jī)的結(jié)合，就可以降低種植成本，達(dá)到增加產(chǎn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的[6]，從長遠(yuǎn)看，蔬菜取苗機(jī)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(xué)開發(fā)的一種取苗機(jī)構(gòu)[5]該取苗機(jī)構(gòu)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(jìn)缽苗盤內(nèi)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(xué)開發(fā)的取苗機(jī)構(gòu)的取苗軌跡 圖5中國農(nóng)業(yè)大學(xué)開發(fā)的取苗機(jī)構(gòu)的取苗軌跡
圖1.2（b）為中國農(nóng)業(yè)大學(xué)開發(fā)的一種缽苗取苗機(jī)構(gòu)，該取苗機(jī)構(gòu)的取苗軌跡兩端比較尖，比較利于缽苗的移取，但該取苗機(jī)構(gòu)同樣存在落苗位置不是很理想[7]。
浙江理工大學(xué)也設(shè)計(jì)出一種新型蔬菜移栽機(jī)，其在分析現(xiàn)有蔬菜缽苗取苗機(jī)構(gòu)的最新進(jìn)展的基礎(chǔ)上，提出一種應(yīng)用于自動蔬菜移栽機(jī)的新型取苗機(jī)構(gòu)，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(jī)構(gòu)[8]。
4 國內(nèi)外蔬菜自動移栽機(jī)動態(tài)與趨勢
目前國內(nèi)外的蔬菜移栽機(jī)都是以沒有取苗機(jī)構(gòu)的半自動的為主，從已有的取苗機(jī)構(gòu)來看，這些機(jī)器的取苗機(jī)構(gòu)要么結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)制造成本高，要么工作可靠性差，最關(guān)鍵的是，日本的取苗機(jī)構(gòu)在中國都申請了專利保護(hù)。目前在我國，蔬菜取苗機(jī)構(gòu)的應(yīng)用還處于空白，而針對蔬菜取苗機(jī)構(gòu)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(chǎn)權(quán)的蔬菜取苗機(jī)構(gòu)的開發(fā)。而且，實(shí)現(xiàn)蔬菜缽苗順利并可靠的自動取苗是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，建立適宜的系統(tǒng)化蔬菜缽苗自動取苗技術(shù)體系，將涉及多個研究領(lǐng)域，如園藝、植保、農(nóng)學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、自動控制等，這就需要進(jìn)行多學(xué)科的聯(lián)合攻關(guān)。從我國國情及農(nóng)村狀況考慮，要形成我國特有的蔬菜缽苗取苗技術(shù)體系，需要將農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝、栽植機(jī)械與育苗技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)對蔬菜缽苗栽培工藝的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，深入研究取苗機(jī)構(gòu)工作原理及與蔬菜缽苗相適應(yīng)性的關(guān)系，而不能僅限于仿制國外引進(jìn)的取苗機(jī)械。我們應(yīng)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(jī)械與通用的蔬菜缽苗取苗機(jī)械相結(jié)合的發(fā)展道路，以通用蔬菜缽苗取苗機(jī)械為主，并向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、規(guī)格化方向發(fā)展，同時機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、秧苗栽植質(zhì)量可靠[9]。
實(shí)現(xiàn)取苗作業(yè)機(jī)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(jī)械化是推廣普及蔬菜育苗移栽技術(shù)，提高蔬菜產(chǎn)量和季節(jié)性供應(yīng)蔬菜，以及提高蔬菜經(jīng)濟(jì)作物經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的必要途徑。通過提高種植技術(shù)的機(jī)械化水平，達(dá)到進(jìn)一步完善與取苗機(jī)械相配套的育苗設(shè)施及相應(yīng)的配套技術(shù)，使育苗和取苗有機(jī)的結(jié)合，就可以降低種植成本，達(dá)到增加產(chǎn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的[10]。因此，從長遠(yuǎn)看，蔬菜取苗機(jī)械具有良好的發(fā)展趨勢和廣闊的發(fā)展前景。
5 總結(jié)
綜上所述，國外蔬菜移栽機(jī)的發(fā)展已經(jīng)有了一定的技術(shù)和發(fā)展，而國內(nèi)發(fā)展較晚，技術(shù)還不純熟，以半自動為主。而國內(nèi)外的移栽機(jī)或多或少存在一些問題，我們所應(yīng)該做的就是取長補(bǔ)短，同時認(rèn)真分析其不足，加以改進(jìn)，從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)我國蔬菜取苗的農(nóng)藝要求，提出蔬菜缽苗取苗機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的目標(biāo)和方法，分析參數(shù)變化對蔬菜缽苗取苗機(jī)構(gòu)運(yùn)動特性的影響，利用自主開發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助分析軟件，采用人機(jī)交互式的優(yōu)化方法，優(yōu)化出蔬菜缽苗取苗機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。能夠使取苗爪在取苗、推苗時達(dá)到所要求的角度和軌跡，力爭完美。
參考文獻(xiàn)
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