1、开发背景

穴盘苗移栽是先集中将要种植的水果蔬菜等作物在穴盘里面集中培育，等幼苗发育到一定程度之后，再移栽到大田里。这样做可以极大的提高作物的成活率，对温度、天气等的影响也会降低不少，此外，同样条件下使用这种方法会使作物产量提高并且生产更加稳定。这种方式也成为了现在多种蔬菜、药材、水果、粮食等农作物必不可少的生产方式。结合我国农业现代化的推进进程和农业的发展，单调且繁重的移栽工作特别需要提高工作的效率，使其工作模式变得更加通用，并且工作成本变得更加低廉。因此，穴盘苗自动移栽机的研发，如何使其结构简单，质量比之前更高，成本更加低廉，成了现代研究的一个主题。

2、结构说明

本设计依据实际的生产过程，分为送苗系统、取苗系统、分苗系统、移栽系统、收盘系统，通过外置机架合理装配，密切配合工作，能够高效、稳定的完成全自动移苗作业，全程无需人工干预，大大提高了工作的效率。

3、功能与使用说明

本设计整体采用较为简单可靠的的机械传动，采用气压或者液压进行传动。在升降、移栽过程中，通过液压或者气压杆，完成分苗机构的升降以及水平移动，使得整个过程平稳高效。该设计充分考虑到农民知识水平有限，接受能力较弱等特点，使得农民可以更好、更快的掌握本台设备的使用。由于结构简单，对于后期设备的保养与维修也相对简单，降低了维修成本，提高了农民的经济效益。

1、设计原理

本设备依据实际生产过程，分为送苗、取苗、分苗、移栽、收盘五大系统模块（图1）。通过外置机架合理装配，密切配合工作，能够高效、稳定的完成全自动移栽钵苗作业，全程无需人工干预，大大提高了工作效率。

图1.设备工作流程图其中，送苗系统是将装有钵苗的穴盘送入指定位置，以待取苗系统将钵苗从穴盘中取出；取苗机构将钵苗从穴盘中取出；由于取苗系统取出的幼苗间距小，与实际种植的苗间距不适应，还需分苗系统将取出的幼苗分离一定的间距以适应实际行距和株距；移栽系统将分苗系统已经分好的幼苗种植在土地上，完成移栽作业的全过程；另外，当穴盘中的所有幼苗被取出后，空苗盘进入收盘系统，统一有序安置。
图1.设备工作流程图

2、设计方案

取苗机构模仿人的手指，采取了基于曲柄滑块机构的取苗机械手（如图2所示）。该机械手结构简单、运动精确、加工方便。

在分苗方面，现有的其他移栽设备每次取苗最多只能取出一排，只能工作于一维方向，严重限制了移栽效率。本设备将取苗与分苗紧密结合，研发了二维的取苗、分苗一体化的机构，即相对于其他机械的线状取苗和分苗，本设备突破了面状取苗和分苗这一技术难题，使得移栽机工作效率比人工种植提高50-60倍。

在送苗方面，国内尚未见到有关自动化送苗方案的报道，还是依赖于人工供给苗盘。而本设备弥补了这项不足。苗盘放置托板位于于本设备的上部，输送苗盘系统置于本设备的前部。仅需在设备工作之前将苗盘置于苗盘放置托板上。在作业过程中，设备便可自动将苗盘送入取苗位置，免去人工频繁放置苗盘的动作。

移栽系统是将分苗系统从苗盘上部取苗位置移动到苗盘的一侧，将幼苗放置地面指定的地点。

在收盘方面，纵观国内移栽设备，收盘机构亦是空白。虽然目前有部分研究人员对其有过一定的研究，但是要投入实际生产还需斟酌改进。本设备在作业过程中，经取苗后的空苗盘由传送装置进入收盘系统，由收盘系统对其进行转动叠放、统一安置。

图2.机构示意图

经过整个取苗、分苗、移栽系统的运动配合送苗系统的运动以及收盘系统的运动，构成了整个控制系统的运动，整个系统启动时，首先移栽系统开始运动，将分苗系统送到面盘处进行取苗。而收盘系统则协调运动，将放入的苗盘精准运送至取苗系统可以取到苗的指定位置。此时，取苗系统开始下沉，机械手插入苗盘，夹取到作物苗。在准确夹紧到作物苗以后，取苗系统上收，完成取苗动作。同时，收盘系统将空盘运送出去。完成夹取作物苗动作之后，由分苗系统，将机械手夹取的作物苗分开到应该的预设位置，再通过移栽系统移动分苗系统到指定的栽种位置。到达指定位置以后，由取苗系统将机械手将作物苗插入栽种位置，松开后复原，整个系统复原到最初位置，完成一次栽种，其总体流程图如下图3所示。

图3.控制系统流程图

1、先进性

在目前国内市场上，农业全自动化机械的普及率远远落后于国外农业发达的国家。尤其是在盘穴苗移栽方面更是一片空白。本设备能够实现取苗、分苗、移栽、送苗、收盘等一系列作业，真正实现了全自动化。并且提高了工作效率、减轻了劳动负担、降低了生产成本，而且在生产模式方面容易实现标准化、规模化生产。在该设备的研制过程中，本着“立足国情、适应发展、轻本转型、推动生产”的原则，不仅填补了这项技术欠缺，而且还能更好地服务于符合中国国情的农业需求。设备整体结构小，成本低，更能符合我国小农种植模式的需求。

2、实用性

本设备整体采用较为简单可靠的的机械传动，充分考虑到农民知识水平有限，接受能力较弱等特点，使得农民可以更好、更快的掌握本台设备的使用。由于结构简单，对于后期设备的保养与维修也相对简单，降低了维修成本，提高了农民的经济效益。

3、创新性

取苗机构模仿人的手指，采取了基于曲柄滑块机构的取苗机械手。该机械手结构简单、运动精确、加工方便。其最大的创新之处在于：前人研发的取苗机构，存在着刚性夹持力导致损苗率高的缺陷，而该机械手通过弹簧驱动夹持力使刚性夹持力优化为机械手自适应、自控制的夹持力，大大降低了损苗率。

图4.曲柄滑块式取苗机构