溫室辣椒自動補(bǔ)苗機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計與試驗

繆 宏,李孟麗,徐 浩,童俊華,張善文,戴 敏

(1.揚(yáng)州大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院,江蘇 揚(yáng)州 225000;2.浙江理工大學(xué) 機(jī)械與自動控制學(xué)院,杭州 310000)

0 引言

溫室穴盤育苗對機(jī)械化移栽適配度高,近年來在國內(nèi)外廣泛使用,而辣椒幼苗培育過程中會產(chǎn)生一定量的劣質(zhì)苗,不利于商品化生產(chǎn),需要對其進(jìn)行剔除并補(bǔ)進(jìn)優(yōu)質(zhì)苗[1-4]。剔補(bǔ)移栽作為辣椒培育過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),勞動強(qiáng)度大,工作效率低,故對剔補(bǔ)作業(yè)的自動化移栽裝備的需求極為迫切。

國外移栽機(jī)研制時間長,已有全自動移栽機(jī)械投產(chǎn)使用,日本、美國、意大利等發(fā)達(dá)國家均研制出適合本國農(nóng)作物的移栽機(jī)。Ferrari Costruzioni Meccaniche Srl開發(fā)的Futural系列自動移栽機(jī)使用推桿將秧苗推出硬秧盤,彈性C形槽捕捉盆栽幼苗,并將其送至柔性轉(zhuǎn)盤,可完成五行插盤苗的摘栽,且自動化程度高[5-6]。Abhijit Khadatkar等人使用開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)針對當(dāng)?shù)卦灾蔡攸c獲取最優(yōu)運(yùn)行速度和托盤進(jìn)輥角度,從而精確控制幼苗的放置[7]。我國多在小型或中型溫室進(jìn)行蔬菜培育,采用半自動化移栽和手動移栽方式,自動化移栽機(jī)的研制仍在實驗室階段[8]。韓綠化等人采用電氣控制系統(tǒng),經(jīng)由位移傳感器測定取苗移栽效果,以保證移栽作業(yè)精度、降低漏苗率,移栽成功率達(dá)90%[9]。文永雙等人利用光纖傳感器對苗杯內(nèi)多種幼苗進(jìn)行檢測以判斷是否漏苗,并設(shè)計控制系統(tǒng)實現(xiàn)對補(bǔ)苗系統(tǒng)的控制,漏栽率在2%左右[10]。近年來,為提高移栽機(jī)智能水平,國內(nèi)不少學(xué)者結(jié)合機(jī)器視覺對蔬菜幼苗狀態(tài)進(jìn)行檢測,以降低損傷率,提高移栽精度[11-12]。

目前,我國研制全自動移栽機(jī)存在嚴(yán)重傷苗、漏苗問題,故在前期穴盤自動移栽機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,依照育苗農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)和辣椒幼苗生長特征,結(jié)合機(jī)器視覺設(shè)計補(bǔ)苗機(jī)構(gòu)的機(jī)-電-氣一體的控制系統(tǒng),以完成補(bǔ)苗作業(yè),并進(jìn)一步提高辣椒補(bǔ)苗作業(yè)精度、效率和穩(wěn)定性。

1 溫室辣椒自動補(bǔ)苗機(jī)構(gòu)

1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

溫室辣椒自動補(bǔ)苗機(jī)構(gòu)主要由初始輸送部件、信息采集部件、分類輸送部件、移栽部件、補(bǔ)苗穴盤輸送部件及供苗穴盤輸送部件組成,如圖1所示。移栽部件主要由水平線性模組、移栽手、機(jī)架及豎直氣缸構(gòu)成,如圖2所示。

1.2 工作原理

設(shè)計的自動補(bǔ)苗機(jī)構(gòu)采用輸送帶式移栽機(jī),將辣椒育苗穴盤放置在初始輸送部件上輸送到信息采集部件特定位置后,經(jīng)由信息采集部件獲取辣椒幼苗圖像,輸送至工控機(jī)進(jìn)行識別處理以實現(xiàn)穴盤內(nèi)辣椒幼苗狀態(tài)的判斷,區(qū)分優(yōu)劣苗,記錄位置信息,并將其傳送至PLC;之后,穴盤經(jīng)由分類輸送部件輸送至補(bǔ)苗盤輸送部件,到達(dá)預(yù)定位置后停止動作。重復(fù)上述動作,將第二盤辣椒幼苗經(jīng)分類輸送部件輸送至供苗盤輸送部件預(yù)定位置。移栽部件橫跨在供苗盤輸送部件和補(bǔ)苗盤輸送部件上方,通過水平線性模組和豎直氣缸使移植手運(yùn)送至最優(yōu)位置剔除補(bǔ)苗穴盤內(nèi)劣質(zhì)苗,并從供苗穴盤夾取優(yōu)質(zhì)苗補(bǔ)進(jìn);如此往復(fù),直至所有劣質(zhì)苗被剔除,再輸送下一盤辣椒幼苗。

1.初始輸送部件 2.信息采集部件 3.分類輸送部件 4.補(bǔ)苗盤輸送部件 5.移栽部件 6.供苗盤輸送部件圖1 溫室辣椒自動補(bǔ)苗機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structure of automatic picking and replenishing seedling transplanting machine for greenhouse pepper

1.左豎直氣缸 2.水平線性模組 3.移栽手 4.油壓吸振器 5.豎直滑軌副 6.齒條 7.齒輪 8.右豎直氣缸圖2 移栽部件結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structure diagram of transplanted parts

2 控制系統(tǒng)設(shè)計

2.1 控制系統(tǒng)總體設(shè)計

自動補(bǔ)苗機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)主要由主電控柜、觸摸屏、PC機(jī)、工控機(jī)和信息采集箱控制柜組成,如圖3所示。其中,主電控柜由PLC控制器、交換機(jī)、繼電器、伺服電機(jī)驅(qū)動器和開關(guān)電源組成,PLC控制器控制繼電器和伺服電機(jī)驅(qū)動器時序動作,繼電器控制減速電機(jī)和氣缸時序動作,同時接收電機(jī)驅(qū)動器所反饋的運(yùn)行狀態(tài)及各傳感器位置信息;PC機(jī)和工控機(jī)通過DVI通信線連接進(jìn)而與觸摸屏和PLC控制器通過交換機(jī)進(jìn)行以太網(wǎng)通信,實現(xiàn)信息傳輸共享,可有效協(xié)調(diào)各部分完成預(yù)期功能;觸摸屏用于對運(yùn)行狀態(tài)的實時監(jiān)控及人工控制調(diào)試,信息采集箱控制柜用于箱內(nèi)照明度;同時,箱內(nèi)工業(yè)相機(jī)與工控機(jī)進(jìn)行通信,實現(xiàn)辣椒幼苗信息采集[13]。

圖3 電路系統(tǒng)布局圖Fig.3 Electrical system layout diagram

2.2 控制系統(tǒng)硬件

為提高控制精度,確定穴盤位置,保證穴盤到達(dá)預(yù)設(shè)位置,在移栽機(jī)各處布置有傳感器及執(zhí)行器,布局如圖4所示。其中,X1～X5為SIK光電傳感器,X1位于初始輸送部件前端輸送帶側(cè)面,用于判斷是否有穴盤進(jìn)入移栽機(jī);X2與X1同側(cè),在信息采集箱范圍內(nèi),用于判斷穴盤是否到達(dá)采集圖像信息預(yù)設(shè)位置;X3位于分類輸送部件輸送帶后端,用于判斷穴盤是否進(jìn)入分類輸送部件;X4/X5分別位于補(bǔ)/供苗輸送部件中部,用于判斷補(bǔ)/供苗穴盤是否到達(dá)作業(yè)預(yù)設(shè)位置;X6和X7為磁性開關(guān),用于檢測氣缸運(yùn)動行程,X6控制豎直氣缸下行,X7控制豎直氣缸上行;YM1和YM2為減速電機(jī),YM1為始苗電機(jī),控制初始輸送部件輸送帶動作;YM2用于控制分類輸送部位輸送帶運(yùn)動。YM3～YM6為伺服電機(jī),YM3、YM6為WANTO ROBOT直線模組驅(qū)動電機(jī),由專用CP2系列伺服驅(qū)動器驅(qū)動。YM3帶動直線模組運(yùn)動控制分類輸送部件機(jī)架移動,配合YM2電機(jī)帶動分類部件輸送帶移動,實現(xiàn)供、取苗盤分類;YM6所帶動直線模組為移栽手水平移動模組,YM4、YM5由臺達(dá)ASBA-B2-0421伺服驅(qū)動器驅(qū)動,分別用于驅(qū)動補(bǔ)苗盤輸送帶和供苗盤輸送帶;YQ1和YQ2為亞德客氣缸,YQ1用于控制移栽手開閉,YQ2包含兩個氣缸,分別位于移栽部件機(jī)架兩側(cè),用于實現(xiàn)移栽手上下移動行程控制。

圖4 傳感器與執(zhí)行器布局Fig.4 Sensor and actuator layout diagram

自動補(bǔ)苗機(jī)構(gòu)由三菱FX5U-64MT型PLC接受上位機(jī)信號,控制補(bǔ)苗移栽動作,如圖5所示。該P(yáng)LC

為32位輸入32位輸出,AC電源型,24V,晶體管(漏型)輸入,輸入輸出接口編號為八進(jìn)制,模塊“X”為輸入,模塊“Y”為輸出。工作時,通過輸入接口依次接收X1～X7傳感器位置信號,YM3～YM6伺服電機(jī)作業(yè)反饋及報警信號及電源信號,輸出接口依次輸出YM4～YM6伺服電機(jī)的移動位置編號信號、方向信號、脈沖信號、YM1、YM2電機(jī)及氣缸繼電器時序控制信號[14]。YM3、YM6電機(jī)伺服驅(qū)動器為直線模組CP2系列驅(qū)動器,接收到傳感器傳送的到位信息后,PLC向驅(qū)動器輸入方向信號、脈沖信號、位置編碼信號控制電機(jī)依照指令完成相應(yīng)動作;穴盤和移栽手到達(dá)指定位置,再使繼電器控制氣缸動作完成剔苗補(bǔ)苗作業(yè)。

圖5 控制系統(tǒng)電路圖Fig.5 Electrical schematic diagram of control system

2.3 控制系統(tǒng)軟件

控制系統(tǒng)軟件由復(fù)位程序、通訊程序、穴盤信息采集程序和移栽程序5部分組成,需要在GX works3程序編寫。復(fù)位程序的功能是在運(yùn)行異常情況下使移栽機(jī)各部分回復(fù)至初始位置,避免因程序運(yùn)行錯誤造成設(shè)備損壞。PLC輸入輸出以刷新方式控制,程序運(yùn)行過程中實時接收各傳感器和電機(jī)驅(qū)動器運(yùn)行狀態(tài)信息反饋,驅(qū)動器輸出報警信號時,相應(yīng)部位回復(fù)至初始位置,反饋異常情況并分析原因;問題處理后,程序重新運(yùn)行,以保證移栽精度及程序運(yùn)行準(zhǔn)確性[15]。

通訊程序部分包括PLC與工控機(jī)、觸摸屏、PC機(jī)間的通訊,PLC通過以太網(wǎng)與各部分進(jìn)行通信,基于Scoket通訊協(xié)議,使用TCP協(xié)議或者UDP協(xié)議時,確定各部分通信對方側(cè)端口號及PLC內(nèi)CPU模塊端口號,按照通訊需要進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送或接收。

穴盤信息采集程序主要對輸送至信息采集部件的穴盤進(jìn)行圖像采集,檢測到穴盤到位信號后,相機(jī)采集圖像并傳輸至工控機(jī);工控機(jī)對辣椒幼苗穴盤圖像進(jìn)行處理,以單個穴孔內(nèi)葉面積同穴孔面積比值為依據(jù)進(jìn)行優(yōu)劣苗評價;穴盤規(guī)格為6×12,用“1”“0”分別代表幼苗的優(yōu)劣,以一維數(shù)據(jù)形式輸出處理結(jié)果,存儲在txt文件內(nèi),通過以太網(wǎng)傳輸至PLC控制器內(nèi)存儲。

移栽程序是控制系統(tǒng)主程序,作用是剔除穴盤內(nèi)劣質(zhì)苗并補(bǔ)進(jìn)健康優(yōu)質(zhì)苗。信息采集部件采集完數(shù)據(jù)后,將穴盤按順序分別輸送至供苗輸送部件和補(bǔ)苗輸送部件。收到傳感器到位信號后,對位于補(bǔ)苗輸送部件的穴盤進(jìn)行剔補(bǔ)苗處理,剔除穴盤內(nèi)劣質(zhì)苗,并將供苗輸送部件上穴盤內(nèi)健康苗補(bǔ)進(jìn),按排處理:同步幼苗狀態(tài)信息,確定劣質(zhì)苗穴孔位置,從左到右依次剔除補(bǔ)苗穴盤本排劣質(zhì)苗至劣苗回收箱內(nèi);然后,確定供苗穴盤此排幼苗狀態(tài),從右至左依次補(bǔ)入補(bǔ)苗穴盤相應(yīng)空出穴孔內(nèi)。確定補(bǔ)苗穴盤一排剔補(bǔ)工作結(jié)束后,輸送帶帶動穴盤前進(jìn)一個穴孔的距離,依上述步驟剔除劣質(zhì)苗后,確定供苗穴盤在當(dāng)前位置優(yōu)質(zhì)苗數(shù)量。若數(shù)量不足,移栽完當(dāng)前排穴孔內(nèi)優(yōu)質(zhì)苗后,輸送帶帶動供苗穴盤移動一個相鄰穴孔中心距距離,獲取下一排幼苗狀態(tài),確定優(yōu)質(zhì)苗孔數(shù);接著,補(bǔ)至補(bǔ)苗穴盤內(nèi),重復(fù)上述工作,直至補(bǔ)苗穴盤處理完畢后,輸送出該盤,移入下一盤,繼續(xù)工作。若供苗穴盤處理完畢后,同樣補(bǔ)進(jìn)下一盤。補(bǔ)苗流程如圖6所示。

圖6 補(bǔ)苗機(jī)制流程圖Fig.6 Flow chart of replanting mechanism

為使移栽手移動至每排相應(yīng)穴孔位置,對幼苗進(jìn)行準(zhǔn)確剔補(bǔ),需要保證移栽手位置定點準(zhǔn)確性。移栽手固定在直線模組滑塊上,依靠直線模組左右移動,通過WANTO ROBOT 設(shè)計控制軟件設(shè)定驅(qū)動器目標(biāo)位置,驅(qū)動器支持16點位運(yùn)行;指定IP0～I(xiàn)P3這4個信號,通過二進(jìn)制方式組合得到需要運(yùn)行的點位信號,每個輸入點代表一個bit位,取0或者1,IP0為最低位,IP3為最高位,位置編號=IP3*23+IP2*22+IP1*21+IP0。OP0～OP4為完成位置點編號信號,編碼方式相同,PLC可以通過檢測該信號判斷位置指令是否完成。移植手需要保證到達(dá)兩盤全部穴孔位置及劣苗收集箱,供苗苗盤和補(bǔ)苗穴盤為6×12型穴盤,目標(biāo)位置以絕對坐標(biāo)指定,設(shè)置為13個,需要移動至相應(yīng)位置時PLC向驅(qū)動器輸入所需移動的相對位置編碼和方向信號,使其移動至相應(yīng)穴孔上方;切換方向時,電機(jī)驅(qū)動器脈沖輸入信號需要在方向輸入信號改變后2μs后再輸出。

2.4 氣路系統(tǒng)設(shè)計

自動補(bǔ)苗機(jī)構(gòu)氣路系統(tǒng)[16]如圖7所示。其中,氣動執(zhí)行元件主要有移栽升降氣缸、左豎直氣缸和右豎直氣缸,左右豎直氣缸型號相同,兩缸并聯(lián),同步動作,繼電器接收到PLC控制信號后,由三位五通電磁閥6控制兩氣缸同步動作,以完成水平線性模組在豎直方向移動作業(yè),調(diào)整移栽手取苗位置。移栽升降氣缸可依據(jù)作業(yè)要求控制移栽手的閉合,氣缸通過三位五通電磁閥7的左右兩位變換實現(xiàn)移栽手下行或上行,從而完成移栽手的張開、閉合,實現(xiàn)剔補(bǔ)苗作業(yè);氣源三聯(lián)件包括空氣過濾器、減壓閥和油霧器,為油路提供穩(wěn)定清潔空氣,并潤滑氣動元件;閥通過匯流板連接,匯流板通過氣動接頭、啟動軟管將氣體分配至需氣電磁閥內(nèi)。

1.氣源 2.三聯(lián)件 3.匯流板 4.左豎直氣缸 5.右豎直氣缸 6、7.三位五通電磁閥 8.移栽升降氣缸圖7 氣路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.7 Schematic diagram of pneumatic system

左豎直氣缸、右豎直氣缸僅對移栽手進(jìn)行初步的位置調(diào)整,行程小,安裝空間窄,選用薄型缸。其氣缸軸向負(fù)載力為293.3N,豎直布置,工作壓力為0.7MPa,由式(1)計算得出推力最小缸徑為28.6mm,選擇缸徑40mm,所需作業(yè)距離為60mm,一般需要增加一定余量,依氣缸行程列表選取氣缸行程為80mm,故而選擇型號為亞德客ACE40×80薄型氣缸。

單缸雙作用氣缸的推力為

(1)

式中F—活塞伸出時的推力(N);

p—?dú)飧坠ぷ鲏毫?Pa);

D—活塞直徑及氣缸內(nèi)徑(m);

η—?dú)飧椎呢?fù)載率,取0.65。

移栽升降氣缸控制移栽手動作,帶動彈簧針式移栽手伸縮從而實現(xiàn)移栽手開閉來進(jìn)行缽苗的夾取,左豎直氣缸、右豎直氣缸動作完成后移栽手底端位于穴盤基質(zhì)表面10mm位置。本文所用72孔穴盤穴孔深度為45mm,夾取部位應(yīng)在穴孔中下部,選用型號為MA20×50的迷你氣缸。

Qca=0.0157(D2L+d2Ld)N(p+0.1)

(2)

式中Qca—平均耗氣量(L/min);

L—?dú)飧仔谐?cm);

Ld—換氣閥與氣缸之間的配管長度(cm);

d—配管內(nèi)徑(cm);

N—?dú)飧讋幼黝l率;

p—工作壓力(MPa)。

平均耗氣量是由氣缸內(nèi)部容積和氣缸每分鐘的往復(fù)次數(shù)所得出的耗氣量,一般用于選擇空氣壓縮機(jī)。由式(2)可得左豎直氣缸、右豎直氣缸完成一次行程的平均耗氣量為101.24L/min,移栽升降氣缸完成一次行程的平均耗氣量為19.643L/min。氣源由空氣壓縮機(jī)提供,為保障整個氣路系統(tǒng)的正常運(yùn)行,依照整個氣路系統(tǒng)工作時的平均耗氣量,加上一定的備用余量,考慮平均運(yùn)行效率,選擇容積流量為200L/min的OTS-1200×2-60L 空氣壓縮機(jī)。

3 臺架試驗

3.1 試驗條件

試驗在揚(yáng)州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院智能農(nóng)機(jī)裝備實驗室內(nèi)完成,試驗臺架如圖8所示。試驗對象為在實驗室內(nèi)以6×12穴盤培育的苗齡45天的?；?號辣椒苗,辣椒苗距離基質(zhì)表面平均高度為112mm,培育基質(zhì)由泥炭、蛭石、珍珠巖按照3∶1∶1的比例混合而成。試驗用苗如圖9所示。

圖8 試驗臺架實物圖Fig.8 Physical drawing of test bench

圖9 45d辣椒苗Fig.9 45 days pepper seedlings

為驗證自動補(bǔ)苗機(jī)構(gòu)工作的可靠性,考慮補(bǔ)苗相關(guān)因素的影響[17-18],通過design-export軟件設(shè)計正交試驗,分析移栽手水平移動速度vH、取苗深度H、含水率C對補(bǔ)苗效果的影響程度及相互間影響,影響因子及水平如表1所示。每組試驗測試兩盤辣椒幼苗,以有效夾取穴孔內(nèi)基質(zhì)70%以上為指標(biāo)的剔苗成功率T、綜合移栽成功率Q作為衡量移栽效果的指標(biāo),則

(3)

(4)

式中N1—有效夾取缽苗數(shù)(株);

N0—移栽爪夾取劣苗總數(shù)(株);

L1—有效剔補(bǔ)苗數(shù)(株);

L0—總剔補(bǔ)苗數(shù)(株)。

表1 試驗因子和水平Table 1 Factors and levels of test

3.2 試驗結(jié)果分析

試驗方案和結(jié)果如表2所示。

表2 試驗方案和結(jié)果Table 2 Experimental scheme and results

根據(jù)試驗結(jié)果,在移栽速率0.1～0.3m/s、取苗深度30～40mm、含水率50%～60%范圍內(nèi),剔苗成功率可達(dá)到89.6%以上,平均值94.0%,移栽成功率可達(dá)到89.6%以上,平均值為91.1%。建立剔苗成功率T、移栽成功率Q同水平移動速度vH、取苗深度H、含水率C之間的多元非線性回歸模型為

T=96.12-0.037vH+0.33H-1.31C+0.2HvH-

0.075vHC-0.050HC+0.18vH2-1.3H2-3.37C2

(5)

Q=94.06+0.25vH+0.61H-0.59C-0.05vHC-

0.38HC-0.82vH2-1.44H2-3.99C2

(6)

回歸模型方差分析表明(見表3和表4),剔苗成功率回歸模型影響極顯著,P值小于0.0001,失擬項P值大于0.05,模型擬合效果好[19],由試驗因子的P值可知,含水率和取苗深度對剔苗成功率影響顯著,水平移動速度對其影響比較小,各影響因子相互間影響程度低,說明剔苗成功率大小主要與含水率和取苗深度有關(guān);移栽成功率回歸模型P值表明影響極顯著,失擬項P值大于0.05表明擬合程度高,而水平移動速度、取苗深度、含水率的P值均小于0.05,影響顯著,特別是取苗深度和含水率對移栽成功率影響較大,另外HC、vH2、H2、C24項P值均小于0.01,表明對移栽成功率影響極顯著,含水率和取苗深度間交互作用顯著。

表3 剔苗成功率方差分析Table 3 Variance analysis of the success rate of seedlings removal

續(xù)表3

表4 移栽成功率方差分析Table 4 Variance analysis of the success rate of transplanting

根據(jù)模型分析結(jié)果,繪制交互效應(yīng)響應(yīng)曲面圖[20](見圖10)。含水率與取苗深度對移栽成功率交互響應(yīng)曲面圖如圖10(a)所示,取苗深度由30mm增至40mm過程中,移栽成功率先升后降,在35mm左右達(dá)到最大值,這是由于在中下部夾取幼苗能增加移栽成功率,但越向下基質(zhì)堅實度越好,同穴孔材料粘結(jié)程度越高,使得移栽成功率下降;不同含水率下移栽成功率變化趨勢同取苗深度相似,在60%時達(dá)到最高移栽成功率,原因是含水量增高會增加基質(zhì)與穴盤的粘附性,夾取基質(zhì)時穴孔底部和側(cè)邊基質(zhì)易粘在穴孔內(nèi)部難以帶出,含水率降低基質(zhì)間粘附力減小,不易形成完整基質(zhì)塊,而取苗深度在最高值時,取苗深度增加,含水率增加,仍能有較大移栽成功率,這是由于取苗深度增加后能夠直接取出底部附近基質(zhì),降低粘附力增大帶來的影響;含水率與水平移栽速率對移栽成功率交互響應(yīng)曲面圖如圖10(b)所示,水平移動速率整體影響下移栽成功率變化不大,說明移栽手運(yùn)行平穩(wěn),而含水率低、速率小時,移栽成功率低是由于此時基質(zhì)塊內(nèi)部內(nèi)聚力小,移栽手移動過程中會有少量基質(zhì)散落降低移栽成功率。

(a)

(b)圖10 交互效應(yīng)響應(yīng)曲面圖Fig.10 Interaction effect response surface

4 結(jié)論

1)針對自動補(bǔ)苗機(jī)構(gòu),結(jié)合辣椒培育標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計了基于PLC的機(jī)-電-氣一體的溫室辣椒幼苗自動補(bǔ)苗機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng),實現(xiàn)了劣苗剔除和優(yōu)質(zhì)苗補(bǔ)進(jìn)間的協(xié)調(diào)配合。

2)以45天的辣椒幼苗作為試驗對象,通過Design-export軟件設(shè)計在不同水平移動速度、取苗深度和含水率水平下正交試驗,測試移栽機(jī)的剔補(bǔ)苗效果。試驗表明:移栽機(jī)剔苗成功率平均值為94.0%,移栽成功率平均值為91.1%。剔苗成功率和移栽成功率主要受含水率和取苗深度的影響,受水平移動速率的影響不大,在含水率60%、取苗深度35mm、水平移動速率0.2m/s時達(dá)到最大值,分別為96.5%、94.3%。表明移栽手在直線模組帶動下移動平穩(wěn),自動補(bǔ)苗機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性高,且整體移栽效果好,性能可靠。