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