文献综述
前言
中国农业蔬菜种植面积呈逐年增长的趋势,并且在蔬菜培育中,穴盘育苗移栽技术是一项关键技术,在推动农业现代化的背景下,研究XY运动结构的同步带传动的XY育苗移栽伺服控制平台,有利于改善传统单电机驱动方式造成的负载不平衡,设备损耗大,定位不精确等问题,可以减少劳动强度,降低劳动成本,实现大面积育苗的快速移栽,有效降低成产成本。目前,各科研院校对相关机械进行了大量的研究和实践,取得了一批具有启发性、建设性的成果。本文对国内外部分学者的有关文献进行了梳理和总结。
1.国内外移栽机发展历史概况
国外移栽机的研究起步较早,技术水平、自动化程度也比较高。20世纪30年代出现手工喂苗的移栽机械,这是移栽机械化的开始;50年代,欧洲国家研制出了多种不同结构形式的半自动移栽机和制钵机;到80年代初,半自动移栽机已在发达国家的农业生产中广泛使用;到本世纪初,随着栽植技术和设备的快速发展,日本等国已大量研制和使用全自动移栽机,移栽机的自动化、机械化程度很高。
我国的移栽机研究始于20世纪60年代对棉花钵苗和甘薯秧苗的移栽试验研究;70年代开始研制甜菜裸根苗移栽机;80年代研制成功半自动蔬菜移栽机;90年代钵苗移栽机迅猛发展。到目前为止,已研究成功了多种类型的移栽机,部分机型已经量产,但与市场的期望值差距较大,并未受到市场认可。近几年来,育苗移栽技术不断发展、劳动力成本的不断上升,这些推动了移栽机械的研制开发工作。研制自动化程度高、通用性好的移栽机已成为科研和生产部门重点关注的问题之一[1-2]。
2.国外移栽机械现状
移栽机械主要分为半自动和全自动。按其作业的对象分为水稻和旱田移栽装备。水稻移栽装备主要是插秧机、钵苗移栽机和育秧系统。插秧机用于毯状苗移栽;钵苗移栽机用于钵苗移栽。日本在水田移栽装备方面处于国际领先;旱田移栽主要是钵苗移栽,欧洲目前占领了旱田移栽装备方面的大部分国际市场[3]。
3.国内移栽机研究现状[4-12]
20世纪50年代,我国就开始了旱地移栽机械的研究,70年代开始研制裸根苗移栽机,80年代研制成半自动蔬菜移栽机。目前,中国农业大学、中国农机研究院、吉林大学、山东大学、湖南农业大学等高校和科研院所都成功研制出了多种类型的移栽机械。20世纪70年代末至80年代初,中国农科院幼苗研究所、河南省农业机械研究所和延边朝鲜族自治州农机研究所分别研制成功烟棉移栽机、幼苗移栽机和联合栽植机等,以上机械操作简便,栽植质量较好,工作效率较高,基本能满足幼苗移栽的农艺要求,但未能大面积推广应用;90年代,黑龙江省农业机械化研究所设计了一台幼苗栽植机,适用于玉米、甜菜、蔬菜、树苗等幼苗的栽植工作,具有一机多用的特点,可一次性完成开沟、定位、灌水、送苗、翻苗、覆土、镇压及栽后培土等工序,适用于大面积作业,生产效率高;2001年,河南省邓州丰奇集团设计了一台烟苗移栽机,能完成开沟、分苗、投苗、栽植、覆土等工序,对大面积作业适应性较好;2002年,黑龙江省牡丹江幼苗分公司研制的幼苗移栽机,也可一次完成开沟、栽植等作业。此外,中国农业大学研制了2ZDF型导苗管式移栽机、黑龙江农垦科学院研制了2Z-2型玉米钵苗移栽机、山东泰安研制了2ZM-2型和2ZM-ZAI型棉花移栽机、黑龙江省农业机械工程学院研制了2ZX-2型悬挂式秧苗移栽机和2YZ-1型烟草移栽机、四川省研制了2ZYS-4油菜移栽机等。在取苗部件的研究方面,2000年华南大学提出了一种人机结合的全自动2自由度机械手式穴盘水稻钵苗有序移栽机械的设计方案,自动化程度得到了大幅度的提升,但其秧夹开启时的可靠性尚未得到进一步的验证;中国农业大学和沈阳农业大学在幼苗移栽机的自动化取苗方面也开展了相关研究。除此之外,广大农民也自主制造了部分适用的幼苗移栽工具,来提高移栽效率,如烤烟刨坑施肥机,可以解决人工刨坑施肥劳动强度大、用工多的问题;幼苗移栽器能大大减轻移栽劳动强度,提高栽植效率2倍~3倍。
4.国外穴盘苗移栽机的研究情况
