2021-04-23 15:01:00
近日，在第十一屆江蘇國際農(nóng)業(yè)機(jī)械展覽會上，江蘇大學(xué)農(nóng)業(yè)工程學(xué)院教授胡建平團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的手扶自走式全自動蔬菜移栽機(jī)首次亮相。從2011年研發(fā)至今，幾經(jīng)優(yōu)化，這臺實(shí)現(xiàn)“苗盤輸送、取苗、投苗、栽植、覆土、壓實(shí)、苗盤回收”全過程自動化的移栽機(jī)吸引了眾多觀展者駐足。
我國是當(dāng)今世界上最大的蔬菜生產(chǎn)國和消費(fèi)國，但國內(nèi)蔬菜種植機(jī)械化水平低于30%。國外全自動移栽機(jī)技術(shù)先進(jìn)、性能可靠，但是價(jià)格非常昂貴，是半自動移栽機(jī)的5倍以上，超出了國內(nèi)大多數(shù)農(nóng)機(jī)用戶的購買能力。
而且，國內(nèi)蔬菜品種繁多，特別是長三角地區(qū)，如雞毛菜、米莧菜、茼蒿、草頭等，國外鮮少聽聞，個(gè)性化、差異化、小批量、區(qū)域化等特性使國外先進(jìn)的移栽農(nóng)機(jī)在國內(nèi)常常“進(jìn)來又出去”，出現(xiàn)明顯的“水土不服”。
“目前國內(nèi)大多應(yīng)用半自動移栽機(jī)，由于每臺需要兩名取投苗手和一名機(jī)器操作手，仍不能較大程度解放人力勞動。”胡建平表示，同比人工栽插的每小時(shí)1200至1800株，半自動移栽機(jī)栽植效率每小時(shí)約3000株，但高昂的人力成本，使其機(jī)械化收益并不突出。
因此，胡建平認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)穴盤苗的自動化取投是推動半自動移栽機(jī)械向全自動化方向發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。
2019年，江蘇省農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定站的檢驗(yàn)報(bào)告顯示，第一代蔬菜穴盤苗自動移栽機(jī)栽植效率為單行每分鐘61株，株距變異系數(shù)為2%，栽植合格率達(dá)93%，已經(jīng)高于國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
然而，當(dāng)時(shí)苗盤輸送的定位精確度還不夠，出現(xiàn)苗取不出或抓不到的問題。團(tuán)隊(duì)通過電機(jī)驅(qū)動將苗盤送到指定位置，利用光電傳感器感知苗盤是否到位，結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠。
“現(xiàn)下取苗爪插、夾、拔、移……一套動作均在毫秒間完成。”胡建平說。
針對整排迎面取苗出現(xiàn)的帶苗現(xiàn)象，團(tuán)隊(duì)繼續(xù)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，在國內(nèi)最先研發(fā)使用氣缸驅(qū)動四針取苗機(jī)構(gòu)，完成夾取缽苗和釋放缽苗，改整排取苗為間隔取苗、旋轉(zhuǎn)分苗為固定分苗，提高取投苗精準(zhǔn)度的同時(shí)大大減少夾帶苗和對苗的損傷。
除了可靠的給苗部件和取苗部件是實(shí)現(xiàn)全自動移栽的關(guān)鍵外，栽植深度也是衡量移栽機(jī)栽植性能的重要指標(biāo)之一。
團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)電動栽植器，通過傳感器感知實(shí)現(xiàn)了株距任意調(diào)節(jié)。“機(jī)手只需在操作屏幕上輸入相關(guān)數(shù)字，就可以實(shí)現(xiàn)栽插深度的調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同高度的壟面。”胡建平介紹。
田間試驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析、仿真計(jì)算、再試驗(yàn)與分析……目前，通過與農(nóng)業(yè)裝備有限公司合作，第二代樣機(jī)終于研制成功。胡建平說，該臺移栽機(jī)作業(yè)效率可達(dá)每小時(shí)6000~7200株，較半自動移栽機(jī)高逾2倍，達(dá)到國際先進(jìn)水平。
(據(jù)《中國科學(xué)報(bào)》）
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