蔬菜钵苗分离机

申报人:周鹏 申报日期:2022-06-19

基本情况

2022
蔬菜钵苗分离机 盲选
创新训练项目
工学
农业工程类
学生来源于教师科研项目选题
一年期
蔬菜钵苗自动分离机构的设计与研究,经调研蔬菜种植仍以人工栽植为主,移栽机械化并未得到广泛推广应用。究其原因栽植速度低是制约果蔬移栽机推广应用的“瓶颈”问题。解决的关键在于钵苗分离供给技术,研究如何高速分离、有序供给钵苗是高速自动移栽机研制的主要问题。本项目拟设计一种高速低损分离装置,实现钵苗的高速低损有序分离,是一种从源头上解决高速供苗和排序问题的方法,研究结果为蔬菜移栽机具的研发提供参考
参与66510单位与西安航天动力研究所研发十三五反击对抗智能移动靶标的组装调试,实地性能检验
主要在研项目:中国博士后基金二等资助:高速低损全自动番茄钵苗移栽机钵苗分离机理研究
代表成果:EI,番茄链式纸钵苗移栽机分级机构设计与优化试验,农业机械学报,2018,49(5):161-168
项目指导老师长期从事农业机械相关设备的研究与开发,有一定的科研工作能力和经验,有部分理论成果在国内外学术刊物上发表,有良好的工作基础
校级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
周鹏 工程学院、航空学院 农业机械化及其自动化 2020 方案设计,研究总结
付骐玮 工程学院、航空学院 农业工程类0823 2020 项目调研,数据分析
常凯翔 工程学院、航空学院 农业工程类0823 2020 建立模型,报告撰写
王幻 工程学院、航空学院 农业机械化及其自动化 2020 实验设计,方案分析

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
韩霞 工程学院、航空学院

立项依据

蔬菜在人们膳食结构中占有十分重要的地位,是人体需要的维生素和矿物盐的重要来源。蔬菜生产是农业产出的重要组成部分,已成为中国农业及农村经济的支柱产业。发展蔬菜移栽机械化是一种必然趋势。经调研蔬菜种植仍以人工栽植为主,移栽机械化并未得到广泛推广应用。究其原因栽植速度低是制约果蔬移栽机推广应用的“瓶颈”问题。解决的关键在于钵苗分离供给技术,研究如何高速分离、有序供给钵苗是高速自动移栽机研制的主要问题。本项目拟设计一种高速低损分离装置,实现钵苗的高速低损有序分离,是一种从源头上解决高速供苗和排序问题的方法,研究结果为蔬菜移栽机具的研发提供参考。

结合国内外现有蔬菜移栽机工作性能存在的优缺点,以大钵苗物理、力学特性和农艺要求为根源,对分离装置理论设计与研究。

引导学生内容:为以大学生机械原理、理论力学、农业机械学课程为基础,以SolidWorks、UG工具为辅助工具,充分发挥数字图书馆优势,启发学生对科学研究的初步探索和兴趣,如对科学文献查阅和总结、大钵苗物理特性的测量及关键零部件的设计等。

国外移栽机械技术的研究最早起源于西方发达国家。20世纪初期,西方发达国家作物种植品种逐步趋向于蔬菜和相关经济作物,且种植规模日趋加大, 相关学者研制出早期的移栽机;30年代中期,研究人员开展针对人工喂苗的研究,发明载禾器;到50年代,引入农机农艺相结合思想,开展了关于各类作物的移栽技术相关研究,针对纸钵育苗技术研制出制钵机;70年代,西方移栽机械化技术已初步实现大面积推广;到80年代初期,美国开始研究全自动移栽机;到90年代初期,西方的自动移栽技术已基本成熟,其中英国和德国等西方发达国家主要研究蔬菜和花卉等经济作物,且几乎全部应用自动化移栽技术。而东部发达国家如日本,主要研究甜菜和洋葱等作物,但一种移栽机仅适用于一种作物,通用性不高。现今国外移栽机技术已十分成熟,适用作物种类多,性能可靠。

相比国外移栽机具的研究发展,国内移栽技术起步较晚,上世纪60年代初期国内学者开始对相关旱地移栽机进行研究,从最初主要针对玉米和棉花等作物,发展到小钵苗甜菜等裸根苗作物的移栽机;到上世纪80、90年代,国内科研院所针对纸钵育苗、蔬菜无土栽培及玉米等大田作物的移栽,进行了大量的相关研究工作。近年来,育苗移栽技术已成为我国有关部门重点研究问题,高校和科研院所从未停止探索。但因我国育苗移栽技术起步比较晚,半自动式占据着整个国内市场,且存在整体结构繁琐、部分关键部件耐用度较差,对秧苗的栽植质量及农艺要求等诸多问题均难以保证。

以大钵苗实现高速、低损、分离为研究目标,具有明显的农机农艺相融合的特色。以纸钵苗物理、力学特性及其钵苗实现高速、低损、自动分离为研究重点,这种研究在国内外有关蔬菜钵苗移栽的研究中少有涉及,是目前我国农业机械化事业发展需要解决的技术问题。
技术路线

2022年6月至2022年8月:查阅文献,明确研究任务;完成研究方案的设计与论证。

2022年8月至2022年10月:钵苗物理特性测量。

2022年10月至2023年4月:分离机构的设计,搭建台架,试验验证。

2023年4月至2023年6月:研究总结,撰写报告。

项目指导老师长期从事农业机械相关设备的研究与开发,有一定的科研工作能力和经验,有部分理论成果在国内外学术刊物上发表,有良好的工作基础,成员具有足够的热情参与实际研究工作。为该项目的顺利开展及研究打下良好的基础。

已具备的条件

学院有省级农业机械化工程重点学科、省级“数字农业”学科群、省级重点实验室,农业机械化工程一级博士点、博士后流动站等支撑。工程技术领域科研实力雄厚、测试手段齐全的农业工程科研单位。移栽工艺技术与设备的研究是本单位的重点研究方向之一,在水稻、蔬菜、玉米等中耕作物精密种植技术与装备的研究技术领域有着长期的研发积累和技术贮备。学院拥有工程训练中心、室内土槽试验台等,能够为该项目的开展提供较为齐全的设计、加工、测试及田间试验的条件。如果项目获得批准,学院将在仪器设备、相关软件、人员配备、研究资料等方面将给予大力支持,为本研究的顺利进行提供工作环境及人力资源的充分保障。

尚缺少的试验条件

     基本上能满足项目研究需要,尚需购买或制造少量测试仪器及试验装置

经费预算

开支科目 预算经费(元) 主要用途 阶段下达经费计划(元)
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 4000.00 项目研究 4000.00 0.00
1. 业务费 2500.00 2500.00 0.00
(1)计算、分析、测试费 400.00 400.00 0.00
(2)能源动力费 0.00 0.00 0.00
(3)会议、差旅费 0.00 0.00 0.00
(4)文献检索费 0.00 0.00 0.00
(5)论文出版费 2100.00 发表论文 2100.00 0.00
2. 仪器设备购置费 0.00 0.00 0.00
3. 实验装置试制费 0.00 0.00 0.00
4. 材料费 1500.00 主要部件材料费 1500.00 0.00

项目附件

  • 创新训练项目,蔬菜钵苗自动分离机构的设计与研究申报书.docx
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结束