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第1章 概论1

1.1 本书简介1

1.2 国外移栽机研究概况1

1.2.1 半自动移栽机研究现状2

1.2.2 全自动移栽机研究现状4

1.3 国内移栽机研究概况7

参考文献10

第2章 工厂化育苗技术及装备11

2.1 工厂化育苗技术优势11

2.2 穴盘苗生产流程15

2.2.1 穴盘规格的选择15

2.2.2 基质选择16

2.2.3 播种环节17

2.2.4 苗期管理20

2.3 穴盘育苗机械设备22

2.3.1 基质加工机械22

2.3.2 精密播种机械26

2.3.3 育苗温室设备34

2.3.4 控制系统40

参考文献43

第3章 钵苗基本特性研究45

3.1 辣椒钵苗物理特性试验研究45

3.1.1 试验仪器45

3.1.2 试验材料与方法45

3.1.3 试验结果与分析47

3.2 辣椒钵苗钵体抗压特性试验研究52

3.2.1 试验研究材料52

3.2.2 试验仪器52

3.2.3 试验设计53

3.2.4 试验结果与分析54

3.3 辣椒钵苗与栽植嘴壁面摩擦系数试验研究63

3.3.1 试验研究材料63

3.3.2 试验仪器64

3.3.3 试验设计64

3.3.4 钵苗与栽植嘴壁面间摩擦系数65

3.4 番茄钵苗钵体抗压特性试验研究70

3.4.1 试验条件70

3.4.2 钵体抗压性能试验结果与分析71

3.5 番茄钵苗钵体蠕变特性试验研究75

3.5.1 试验条件75

3.5.2 试验结果与分析76

3.6 番茄钵苗钵体拉拔力试验研究76

3.6.1 试验条件76

3.6.2 试验结果与分析78

参考文献80

第4章 钵苗输送机构研究分析81

4.1 国外蔬菜穴盘钵苗输送装置的发展概况81

4.2 国内蔬菜穴盘钵苗输送装置的发展概况85

4.2.1 国内半自动蔬菜钵苗输送装置发展概况85

4.2.2 国内自动蔬菜钵苗输送装置研究概况86

4.3 钵苗输送机构设计要求93

4.4 蔬菜钵苗输送机构总体方案设计93

4.4.1 供苗方案选择93

4.4.2 供苗系统最优方案设计95

4.5 苗盘输送机构理论分析96

4.5.1 横向移动机构运动分析96

4.5.2 纵向移动机构运动分析100

4.6 苗盘输送机构设计102

4.6.1 送盘机构方案设计102

4.6.2 驱动元件设计102

4.6.3 同步带机构设计103

4.6.4 穴盘定位机构设计105

4.6.5 步进电动机选型106

4.7 控制系统设计与开发107

4.7.1 系统机构工艺过程及执行机构协调设计107

4.7.2 控制系统总体设计108

4.7.3 PLC控制系统硬件选型108

4.7.4 控制系统软件设计111

4.8 蔬菜钵苗自动输送机构三维建模与性能试验116

4.8.1 虚拟模型建立与样机试制116

4.8.2 样机试制与性能试验指标制定119

4.8.3 自动送盘机构性能试验120

参考文献124

第5章 蔬菜移栽取苗机构研究分析126

5.1 国内、外取苗机构研究现状126

5.1.1 国外取苗机构研究现状126

5.1.2 国内取苗机构研究现状130

5.2 取苗机构分类及特点135

5.2.1 机械手式取苗机构136

5.2.2 顶杆式取苗机构147

5.2.3 气吸式取苗机构147

5.3 机械手式取苗机构理论分析与设计仿真148

5.3.1 蔬菜穴盘苗取苗机理分析148

5.3.2 取苗机构结构设计148

5.3.3 取苗机构运动学和动力学分析149

5.3.4 人机交互优化软件的开发155

5.3.5 机构参数对运动和动力学特性影响分析155

5.3.6 机构运动参数优化157

5.3.7 取苗执行部件分析与设计158

5.3.8 取苗机构三维建模与仿真分析161

5.4 顶杆式取苗机构研究分析165

5.4.1 顶杆式自动取苗装置的整体设计166

5.4.2 建立顶苗机构理论模型168

5.4.3 夹取苗机构工作流程173

5.4.4 钵苗顶出力试验研究174

5.4.5 钵苗顶苗机构设计178

5.4.6 苗爪翻转机构设计178

5.4.7 取苗机械手几何建模179

5.4.8 取苗爪仿真分析180

5.4.9 取苗装置工作性能试验研究184

参考文献192

第6章 栽植机构分析研究195

6.1 七杆式栽植机构分析研究195

6.1.1 移栽过程运动分析195

6.1.2 运动仿真模型的建立198

6.1.3 主要参数对钵苗移栽机构运动特性影响分析199

6.1.4 参数优化202

6.2 凸轮摆杆式栽植机构分析研究205

6.3 移栽机构建模条件205

6.4 移栽机构对比分析206

6.5 凸轮摆杆式移栽机构与运动数学模型207

6.5.1 模型建立207

6.5.2 运动数学模型209

6.5.3 移栽机构MATLAB模型212

6.6 凸轮机构仿真优化213

6.6.1 数学建模分析213

6.6.2 MATLAB建模与优化215

6.7 计算机辅助分析工具的设计与开发218

6.8 移栽机构单因素运动分析218

6.8.1 影响栽植轨迹的因素选取218

6.8.2 传动比i对栽植轨迹的影响219

6.8.3 曲柄CD（L2）长度对栽植轨迹的影响220

6.8.4 曲柄CD的初始相位角φ2对栽植轨迹的影响221

6.8.5 摆杆OA （L1）对栽植轨迹的影响222

6.8.6 摆杆OA的初始相位角φ1对栽植轨迹的影响222

6.8.7 平行连杆AG （BF或L5）对栽植轨迹的影响223

6.9 移栽机构因素正交分析224

6.10 移栽机构较优栽植点的速度和加速度分析228

6.10.1 栽植点速度仿真分析228

6.10.2 栽植点加速度仿真分析229

6.11 移栽机构虚拟模型验证229

6.11.1 三维模型229

6.11.2 仿真分析229

参考文献232

第7章 钵苗与栽植器互作特性研究分析233

7.1 基于高速摄像的移栽过程中钵苗下落试验233

7.1.1 栽植机构的选用233

7.1.2 试验材料234

7.1.3 试验设备234

7.1.4 试验方法234

7.1.5 试验结果与分析235

7.2 栽植机构运动学分析237

7.2.1 栽植机构运动学模型的建立238

7.2.2 鸭嘴栽植器运动学模型的建立238

7.3 钵苗下落过程中钵苗与栽植器互作过程动力学模型的建立238

7.3.1 钵苗在空中自由下落过程239

7.3.2 钵苗与栽植器壁面碰撞过程240

7.3.3 钵苗在栽植器内做斜抛运动过程242

7.3.4 钵苗与栽植器鸭嘴壁面碰撞过程245

7.3.5 钵苗在栽植器鸭嘴内的平面运动过程246

7.3.6 钵苗沿栽植器鸭嘴壁面下滑过程248

7.4 鸭嘴-钵苗互作过程运动分析249

7.4.1 钵苗运动过程辅助分析界面249

7.4.2 最佳参数组合下的辣椒钵苗运动过程分析结果249

7.4.3 钵苗运动过程分析249

7.5 最佳栽植机构下钵苗下落试验252

7.5.1 试验材料及设备252

7.5.2 试验方法253

7.5.3 试验结果分析253

参考文献254

第8章 总结与展望255

8.1 全书总结255

8.2 后续研究展望257