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蔬菜育苗移栽作为现代栽培技术,能够增加土地利用率,提早作物生育期,提高作物产量。蔬菜种植作为一项劳动密集型产业,人工和半自动移栽作业时劳动强度大,作业效率低,严重限制了我国蔬菜产业化发展。机械化自动移栽具有作业效率高、规范化强,便于后期田间管控等综合优势,是我国蔬菜移栽规模化作业发展的必然趋势。本文依托于“十三五”国家重点研发计划项目“蔬菜高速自动移栽技术装备研发”（项目编号:2017YFD0700803）,在分析和借鉴国内外先进自动移栽机取苗技术基础上,创新提出一种顶-扎结合式取苗方式,设计了一套整排取苗-分排供苗式取苗机构,并开展自动取苗系统研究。综合研究结果,研制出自动取苗装置并进行取苗作业性能试验。具体研究内容如下:1.对比分析现有取苗方案优势与缺点,创新提出顶出-侧面斜扎结合的取苗方式,并制定了一种整排扎取分排供苗的取苗工作方案;依据取苗工作方案拟定了取苗装置取苗动作、动作要求以及各动作的执行驱动方案,完成蔬菜穴盘苗取苗装置总体方案的设计以及动作流程设计。2.选用128（8×16）穴可卷曲穴盘培育的生菜钵苗为研究对象,开展不同基质成分配比、不同含水率和不同顶杆直径下钵苗苗钵的苗钵压缩和顶出特性试验研究。试验结果表明:基质成分为MT1（草炭:蛭石:珍珠岩体积比为3:1:1）,基质在中等含水率（约55%）,顶杆直径选取8mm时,钵苗基质抗压和顶出性能较好,适宜机械化取苗作业;在该条件下,钵苗基质块脱盘所需顶力不小于7.43N,苗钵脱盘所需顶苗杆顶出位移不小于5.12mm。3.根据取苗装置总体方案设计要求,开展取苗机构、顶苗机构和送盘机构研究。采用理论分析与试验相结合的研究方法,对取苗机械手进行结构参数优化,结果表明:取苗针总长度s0为120mm,取苗针扎取基质深度s1为30mm,苗针扎取高度h约为5mm,取苗针固定位置间距k0为26mm,取苗针限位孔距k1为18mm,取苗针直径d为2mm,取苗针倾斜角α3为45°角具有较好取苗效果;采用数学方法对顶苗机构进行参数化建模,通过MATLAB-SQP（序列二次规划）算法确定顶苗机构结构最优参数组合:L0=125 mm,L1=88mm,L2=125 mm,L3=92 mm,L5=168 mm,θ=5π/6,顶苗气缸铰接点C坐标为（-86mm,198mm）,顶苗气缸初始杆长L4为171mm能够较好地满足顶苗机构的结构设计要求;建立了基于Fuzzy-PID算法的苗盘精确步进控制系统并设计了送盘机构步进定位性能试验,试验表明:单盘累计送盘步进误差数值最大值为1.07mm,送盘步进位移准确率在97.03%以上,能够较好地满足实际使用要求。4.结合该装置作业流程要求,研究自动取苗系统控制时序及逻辑算法,开发设计了一套基于FPGA和LabVIEW的人机交互式自动移栽控制系统,可实现自动送/取/输苗、苗盘规格设定、单步调试模拟、作业株数自动统计等核心功能,完成对该装置自动取苗作业的有效控制。5.开展蔬菜穴盘苗自动取苗装置试制及联合调试,进行了取苗装置性能试验。试验结果表明:该取苗装置送盘、取苗、分苗和投苗运动能够自动、有序和准确运行,当取苗作业效率为220株/min（110株/行min）时,该装置取苗成功率都能够达到97%以上,基质损失率在7.5%以下,能够较好地满足取苗作业性能要求,验证了结构设计的合理性。