断根嫁接苗回栽装置的研究与应用

断根嫁接苗回栽装置的研究与应用断根嫁接苗回栽装置的研究与应用•一.本设计研究的意义•二.国内外研究现状•三.本设计研究的主要内容•四.研究结论一.本设计研究的意义•现阶段并没有一种适用于断根嫁接苗回栽到苗盘的装置。目前，国内外嫁接一般采用贴接、V形平接、劈接、靠接和插接等方法，利用这些方法嫁接后的嫁接苗，一般采用手工移栽的方式进行嫁接苗的回栽处理,从劳动强度来看，手工栽植是仅次于收获作业的一项劳动强度非常大的农事活动，它约占作物从种到收所需总劳动量的20%，不仅劳动强度大、生产效率低，而且栽植质量差、生产成本高。采用回栽机械可降低了劳动强度，提高劳动生产率，降低劳动成本，提高了栽植质量。因此，设计一种断根嫁接苗回栽到苗盘装置是可行的。二.国内外研究现状2.1国外研制生产的移栽机通过农业生产的实际应用,已明显地表现出了移栽机械的优越性,它不仅能保证移栽秧苗的株行距和移栽深度均匀一致,而且能按技术要求在一定范围内调整.重要的是基本上消除了移栽过程中的伤苗问题。秧苗移栽后的直立度、覆土压密程度等都可以得到良好地控制.国外移栽机械已十分成熟，多品种多系列，性能稳定，可靠性高，通用性好.如图1是日本开发的移栽机器人：图1PT6000型移栽机器人该机器人有两条传送带，一条用于传送插盘，另一条用于传送盘状容器。其它的主要部件是插入式拔苗器、杯状容器传送带、漏插分选器和插入式栽培器。该机器人的工作如下：用拔苗器的抓手将插盘中的籽苗拔出，放在穿过插盘传送带上的一排杯状容器内。在杯状容器移动的同时，由光电传感器探测有无缺苗。探测之后，栽培器的抓爪只拿起籽苗，每个栽培头分别接近一只杯，在所有栽培头都夹住籽苗之后，所有栽培头同时栽培籽苗，确保无空盘，最大栽培速度为6000棵/小时。该机器人采用单触式控制面板和自诊断装置，如果出现问题，机器人会自动停机，发出报警声音。控制面板可以显示出偶然出现的问题和如何解决的方法。2.2我国70年代开始研制裸根苗移栽机，最早用于甜菜移栽。80年代研制成半自动蔬菜移栽机，同时也从国外引进了多种适合于移栽蔬菜烟叶甜菜等经济作物的移栽机械，但均因育苗技术落后，配套性能差，以及机具本身性能不稳定和生产率低等原因，都未得到推广使用。近几年来，随着育苗技术的发展，以及劳动力成本的上升，推动了移栽机械的研制开发工作。目前国内已经研制开发的钵苗移栽机主要以半自动为主，全自动移栽机因结构复杂，成本高，尚处在研究起步阶段。三.本设计研究的主要内容•1.断根嫁接苗回栽装置的设计•2.实验3.1.1蔬菜嫁接苗回栽装置主要由打孔镇压装置、上夹、下夹、上下夹同步杆、基质镇压块和机架等部分组成，如图2所示。其核心是上夹夹持装置和下夹导向装置。该装置上夹和下夹的运动方式采用手动式。上夹夹口内附海绵等软材料，防止夹伤嫁接苗；机架由上下底板组成，通过连接轴结合，中间隆起的空间便于穴盘通过，并且使穴盘与嫁接苗切口的端部距离尽可能的接近，节省空间便于镇压；由于上下夹上下定片和动片较长，强度不足易弯曲，所以定片和动片需要一定的强度，保证动夹在上下定片之间自由运动；打孔镇压装置、上夹和下夹的导向杆需要具有一定的垂直度，保证与导向孔间隙配合，防止卡死，运动自如。1.支撑螺栓2.上底板3.导向杆4.打孔针5.同步杆6.定位销7.定位弹簧8.上夹的动夹9.挡杆10镇压块11.下夹的动夹12.下夹13.下夹复位弹簧14.上夹复位弹簧15.镇压块16.下底版图2移栽装置总体结构示意图23456189111213141671013.1.2回栽装置的各零件图1.上夹上夹夹持嫁接苗砧木两片子叶下端部位，实现嫁接苗的下插动作，如图3所示。上夹主要由定夹与动夹两部分组成。为了制造工艺的简便，定夹是由两片厚度为1.5mm的铁板作成，用连接轴将定夹上片与下片固定连接，中间留出动夹的运动空间。动夹可以相对于定夹运动，从动夹与定夹闭合到动夹完全打开，动夹的位移是10mm，这是夹口张开的角度便于嫁接苗上苗和退苗。动夹闭合，动夹与定夹之间形成一个长宽分别为6mm，高为10mm的夹口，这个夹口用来夹紧嫁接苗，但是嫁接苗砧木茎杆直径大约为3.5mm，所以要对夹口做一些处理，以实现对嫁接苗的夹紧作业，具体方法是在夹口内侧粘贴海棉薄层，使之有足够的摩擦力将嫁接苗夹紧，同时保证不损伤嫁接苗。上夹上下定片两端和中间各开有导向孔，三个导向孔与支架上的三个导向轴间隙配合，可以上下滑动。12347651.导轴2.嫁接苗夹口3.同步杆运动滑道4.立轴配合套筒5.上夹上定片6.上夹动片7.上夹下定片图3上夹结构示意图2.下夹下夹夹住嫁接苗的根部，实现将嫁接苗得杆径屡直，使苗能够比较准确的插进打好的孔中。如图6所示。下夹主要也是由定夹与动夹两部分组成。为了制造工艺的简便，定夹是由两片厚度为1.5mm的铁板作成，用连接螺栓将定夹上片与下片固定连接，中间留出动夹的运动空间。下夹的工作原理基本上和上夹的工作原理相同。但下夹的主要功用就是保证杆茎的直立度，所以对于下夹的夹口就不用做另外的处理了。上夹上下定片两端和中间各开有导向孔，三个导向孔与支架上的三个导向轴间隙配合，可以上下滑动。其中镇压块（2）的作用为将插进苗盘中的嫁接苗的周围土壤压实，保证嫁接苗不歪倒。12345671.连接螺栓2.下夹上定片3.下夹动夹4.下夹下定片5.镇压块（2）6.4立轴配合套筒7.下夹夹口图4上夹结构示意图3.打孔装置打孔装置首先是孔针打孔，然后镇压块进行镇压。这两个动作是同时完成的。如图7所示。打孔装置主要是有打孔针和镇压块（1）等组成。打孔针是由铁棒磨制而成，然后在孔针的上部制作螺纹，利用螺栓定位在铁板上。镇压块是由呢绒加工而成。其中镇压块（1）的作用是当打孔针打完孔后，对孔进行镇压。保证孔周围基质的平整和压实，以防止基质颗粒掉进打完的孔中，从而影响嫁接苗的插入效果。挡杆的作用是在镇压块受力的情况下，对镇压块施加一个反方向的作用力，从而保证镇压块不向上移动，影响镇压的效果1.镇压块（1）2.挡杆3.打孔针4.定位螺栓5.立轴配合套筒图5打孔装置示意图123454.机架机架的作用就是承担所有零件。它主要由上底板、下底板、导向杆、支撑螺栓等几部分组成。上下底板是由5mm的钢板裁制而成，使用连接轴进行连接。五个导向杆分别由5mm和8mm的钢棍儿制成。上底板之所以凸出一部分是为了方便标准穴盘可以在机架下面通过，从而完成作业的任务。同时，五个导向杆要保持一定的垂直度，而且表面要进行精加工，保持表面的光滑度。因为上下夹以及打孔装置都要在导向杆上上下的运动，如果导向杆有倾斜或是表面太粗糙它们的运动就会出现卡滞的现象。不仅影响工作的效率还会影响插苗的效果。1.支撑螺栓2.导向杆3.上底板4.连接轴5.下底板图6机架结构示意图123453.2实验本试验以断根嫁接苗机械回栽装置为主要研究对象，研究探讨针对嫁接苗（接穗为西瓜，砧木为瓢瓜）移栽过程中，装置各部件工作性能以及整机协调性和稳定性。由于嫁接苗的脆弱性以及影响嫁接苗回栽质量的因素很多，本文主要对基质孔（插钎在基质中打的孔）孔径、基质组成和嫁接苗茎杆挠度等因素对移栽成功率的影响。3.2.1试验目的本试验考虑到嫁接苗生长需要光照和为嫁接苗提供充足的营养，选择在标准50穴穴盘上进行，基质为草炭、细砂和土壤按照1：1：1的比例进行混合配制。在回栽装置工作之前必须先完成穴盘铺平基质和穴盘基质浇水作业。通过试验，验证嫁接苗移栽的有关技术指标，主要包括接穗脱落、插入准确性、基质压实度和秧苗损伤等指标。总结出基质孔孔径、基质成分和嫁接苗茎杆弯曲度等因素对移栽成功率的影响。3.2.2试验安排本试验利用研究开发的断根嫁接苗机械回栽装置对嫁接苗进行回栽试验，试验安排如下表4-2所示，试验中将上夹和下夹五个夹持嫁接苗的苗夹从左到右按序号1至5排列，实际试验只是考察装置整体工作的协调性及各部件的工作性能，找出影响回栽成功率的因素，因此只对1、3和5号夹进行夹持嫁接苗，并进行回栽试验。基质孔径（3.5mm）试验1试验2试验3试验4试验5接穗牢固插入准确基质压实秧苗损伤1号夹（3.5mm孔径）是否试验1试验2试验3试验4试验5接穗牢固插入准确基质压实秧苗损伤3号夹（3.6mm孔径）是否试验1试验2试验3试验4试验5接穗牢固插入准确基质压实秧苗损伤5号夹（3.5mm孔径）接穗牢固插入准确基质压实秧苗损伤是否基质孔径（4.0mm）试验1试验2试验3试验4试验5接穗牢固插入准确基质压实秧苗损伤3号夹（4.0mm孔径）是否试验1试验2试验3试验4试验5接穗牢固插入准确基质压实秧苗损伤1号夹（4.0mm孔径）是否试验1试验2试验3试验4试验5接穗牢固插入准确基质压实秧苗损伤5号夹接穗牢固插入准确基质压实秧苗损伤是否基质孔径（4.5mm）试验1试验2试验3试验4试验5接穗牢固插入准确基质压实秧苗损伤1号夹（4.5mm）是否试验1试验2试验3试验4试验5接穗牢固插入准确基质压实秧苗损伤3号夹（4.5mm）是否试验1试验2试验3试验4试验5接穗牢固插入准确基质压实秧苗损伤5号夹（4.5mm）接穗牢固插入准确基质压实秧苗损伤是否吸种板在不同开孔直径下的甜瓜吸附率00.20.40.60.811.21234567甜瓜（0.7）甜瓜（0.9）甜瓜（1.1）甜瓜（1.3）甜瓜（1.5）吸中板在不同开孔直径下的甜瓜重吸率00.10.20.30.40.51234567甜瓜（0.7）甜瓜（0.9）甜瓜（1.1）甜瓜（1.3）甜瓜（1.5）吸种板在不同开孔直径下的黄瓜吸附率00.20.40.60.811.21234567黄瓜（0.7）黄瓜（0.9）黄瓜（1.1）黄瓜（1.3）黄瓜（1.5）吸种板在不同开孔直径下的黄瓜重吸率00.10.20.30.40.50.61234567黄瓜（0.7）黄瓜（0.9）黄瓜（1.1）黄瓜（1.3）黄瓜（1.5）四.研究结论•1.播种机的机构优化设计•(1)播种器的优化设计将吸种板设计成抽拉式的，根据孔的不同数目和不同开孔直径选用不同的吸种板，这样吸种板可更换的灵活性就加强了。•(2)下压架的优化设计此结构的设计节省了大量空间，操作更为灵活。•(3)压力调节装置的优化设计可以对节气阀想要达到的(0~4KPa)压强范围加以控制，保证了实验的准确效果。•2.播种机的吸附实验•（1）对于小粒种子的最佳吸附效果如下:黄瓜当吸种板开1.1mm孔，真空度在2.0KPa时，吸附率为92%，重播率在10%左右；甜瓜当吸种板开1.3mm孔，真空度在2.0KPa时吸种板的吸附率可达90%，重播率15%左右；西瓜当吸种板开1.5mm孔，吸附率96%，重播率7.5%•（2）对于大粒种子黑籽南瓜、白籽南瓜、瓢瓜在吸种板开1.5mm孔时，吸附率均在85%以上，基本没有重吸现象。请各位老师多提宝贵意见谢谢!!!