穴盘育苗技术毕业设计文档格式.docx

1、（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

2、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

3、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

4、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，

5、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34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，

6、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360050400穴（即每小时100900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

7、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，大都研究工作尚处于实验室试验研究阶段，目前，还没有成

8、熟机型问世。市场调查表明，在我国特别是在北方，穴盘育苗户基本都采用手工移栽，因此，温室穴盘苗移栽机的研究对我国实现温室蔬菜和花卉生产现代化，产业化具有重要的现实意义。1.2 穴盘育苗技术的发展及其特性1.2.1 国内外穴盘育苗技术的发展穴盘育苗技术从产生到成熟经过了近五十年的发展，现在，穴盘育苗系统已经成为当前国际上使用最广泛的工厂化育苗体系。过去传统的育苗方式是采用露地直播育苗或阳畦、改良阳畦和日光温室育苗，由于设备简陋和自然条件的影响，育苗苗龄长、质量差、大小不齐，不仅成本高，还往往会因冻害或病虫害等自然灾害造成缺苗。随着蔬菜、花卉、林木产业的迅速发展，育苗也由过去传统的费时、费力的育苗方

9、式向专业化、机械化、规模化、商业化迅速发展，形成了现代化、工厂化育苗生产体系。穴盘育苗技术推进了蔬菜、花卉、林木生产向现代设施园艺方向的迈进。美国的穴盘育苗技术发展最早也最成熟，规模最大，80年代末期己经普及，2001年已有百余家规模化经营的育苗场，年产商品苗数量大约280亿300亿株，穴盘育苗的出现不仅推进了蔬菜种植现代化，而且带动了温室和农机制造业、穴盘制造业、基质加工业等一批相关产业。在欧洲，主要有荷兰、法国、意大利和西班牙等国家紧跟在美国之后，已达到很高的水平，许多专业的种苗公司成为农业的支柱产业。它们的穴盘育苗很多用在花卉、蔬菜上，其次也用于树苗的生产。与我国相邻的韩国、日本以及我国

10、的台湾省，穴盘育苗也走向迅速发展阶段，在政府的扶持下，县县都建起了专业化育苗场，其中生产规模大的育苗场年产商品苗已超亿株（张诗，2007）。在美国、欧洲等已经形成大规模穴盘种苗产业的国家。农户一般不需自家育苗，只要根据自己的生产计划，向种苗公司订购蔬菜或花卉种苗，只要说明：种类、品种、数量、特征（如花色）、提供日期等等，种苗公司把用户的订单输入电脑，电脑综合全部用户和工厂各种生产条件的信息，进行推算，最终编排出全年生产计划，指导全厂生产，及时向每个用户按时供应穴盘苗。由于大生产体系雄厚的实力，整个生产环节采用高科技手段，实现电脑管理的机械化、电气化流程，生产的苗严格防止病毒污染（王丽君，200

11、3），成苗快速，苗的生命力强，定植后成活率几乎达100%，只要农户栽培过程中正常操作，就能保证优质高产，而且能保证成熟、收摘期在大面积种植区内趋于一致，产品上市的计划性得到加强。同时，穴盘育苗也为实现栽植和收获的机械化提供了条件。图1-1穴盘育苗温室Fig.1-1 Greenhouse for plug seedling nursing在我国，十几年前开始由国外引进先进的穴盘育苗技术，购买了美国和欧洲的几种穴盘育苗机械化生产线，开始了试生产，主要用于蔬菜生产。1991年农业部科技司把穴盘育苗的试验研究列入第八个五年计划的科研项目重点专题中。经过10多年各级政府有关部门的引导，各级农科单位和地方

12、生产单位相结合，共同努力试验推广，这项技术逐步在许多地区扎根落户。近几年，许多国际上有影响力的种苗公司也纷纷在我国建立分公司，仅维生种苗公司就在我国辽宁、苏州等省建有十个分公司（图1-1为沈阳维生种苗公司的穴盘育苗温室）。同时，许多国内种苗公司的生产规模也迅速扩大。从穴盘育苗在我国一些地方试验、推广的情况看，有些地方已形成一定规模，取得相当的效益，在当地农民群众中产生了一定的影响。事实证明，穴盘育苗技术这种在国外行之有效的先进技术，在我国也有望得到大面积推广。1.2.2 穴盘育苗技术的特征和优越性（1） 穴盘育苗的技术特征一次成苗的容器育苗容器是采用多穴的穴盘，实际是把许多呈上大下小的倒锥形苗

13、钵连接在一起。随着穴盘育苗技术的发展，穴盘的材质和规格也得到不断改进，现在广泛使用的穴盘因材质不同可分为PS吸塑盘、PE吸塑盘和PS发泡盘,有50、72、128、200、288、392孔等多种规格。目前蔬菜用育苗盘大多采用聚苯乙烯发泡材料制造，盘板呈长方型，板面上有按一定顺序和规格排列的育苗穴孔，穴孔的数量、间距、形状和孔径的大小因生产厂家、产品规格和应用种类的不同而不同。当前，以可降解的生物材料制成的新型环保型穴盘已经研制成功，相信生物环保型穴盘不久后就会解决其制造成本的问题而代替现在广泛使用的穴盘，从而进一步完善穴盘育苗技术。采用无土栽培的育苗技术育苗基质主要采用泥炭土、蛙石、珍珠岩等轻基

14、质。这些基质比土壤的比重轻得多，有良好的透气性和保水性，酸碱度适中，与容器表面不粘着，容易从盘中脱出，也不易粘在机械部件表面，便于机械移栽操作。综合多种高科技技术穴盘育苗技术是高科技的产物，必须同近代高科技密切结合才能成为现代产业的生产力。据考察，现代穴盘育苗技术结合了：近代温室技术，无土栽培技术，机械自动化技术，信息技术（电脑）等。高度精确、高速度，保证严格规范化生产，能提供整齐划一、无病虫害源、高度生命力的商品苗（王丽勉，2005）。（2） 穴盘育苗的优越性种苗出芽率高，生命活力强，可大大节约种子。使育苗者可以放心采用高质量的优良种子，同时降低了成本。栽植密度是传统育苗的几倍，节省了育苗所需温室或暖棚面积。每株商品苗所需的温室投资（固定成本）和冬季采暖费用（作业成本）相对显著下降，这两项成本在育苗成本中比重最大，由此得到显著的经济效益。穴盘苗在脱盘时，根系和基质网结而成的根坨相当结实，不重压、重磕是不会散开的。无论是手工或机械化移栽，根坨都不易散结而使苗受伤，即使是没有经验的种植者，用穴盘苗移栽也能取得成功。另外，穴盘苗利于机械化移栽，技术上的困难比传统育苗小得多而且可大大提高移栽效率，节省劳动力。移栽入土后成长迅速，相比传统育苗移栽后需要很长时间的缓苗期，穴盘苗移栽后几乎不需要缓苗。用高精度点播生产线实行机械化播种，作业质量高，每穴中基质填装量一