育苗移栽已成为现代农业种植的主流方式,我国的旱地作物移栽占旱地作物种植65%以上。为解决穴盘育苗有残缺的问题,本课题结合农机与农艺的要求,将穴盘苗的缺苗穴孔自动检测与对缺苗穴孔补苗相结合,设计出一个穴盘苗自动检测与补苗的装置。为达到农艺与农机的良好结合,在以下几方面进行了研究。1、通过对作物在不同苗龄下物理特征与钵体力学特性进行统计与分析,总结出穴盘幼苗的健壮标准。穴盘苗长出真叶数目为3-4片,其叶宽为33～36mm、叶长为30-35mm、茎粗为4-7mm；穴盘苗钵体夹取压缩力不超过6N,且钵体的蠕变量不会明显影响到快速夹取穴盘苗钵体时钵体的夹紧松弛特性。2、结合穴盘苗的特征,设计出补苗装置中的穴盘苗苗夹。该苗夹通过槽轮机构控制曲柄滑块机构作间歇运动,完成对穴盘苗的夹取、保持、释放过程。通过Pro/E进行虚拟样机建模,并进行运动模拟,结合ANSYS对苗夹机械手指与穴盘基质进行受力分析,同时利用单片机对缺苗穴孔检测系统与缺苗穴孔补苗系统进行控制,使检测与补苗能配合良好。3、采用光敏传感器对所接收的反射光的光强来进行穴盘苗识别。缺苗孔对绿光的反射几乎为0,有幼苗的穴孔会反射与叶片展开面积成正比的量的绿光,通过光敏传感器模块将所收集的反射光信号转化为0、1信号,输入至单片机,作为装置所有电机的输入信号。4、分析各部件的运动规律,将位移信息转换成步进电机的输入脉冲信息,并编写成步进电机的单片机控制程序,实现苗盘的纵向运动、苗夹的横向运动、苗夹运动的及其检测架摆动导杆的运动配合,实现整过过程的自动化。5、通过对虚拟样机进行运动学分析,并与实际试验结果对比,对机构进行优化设计,确定各机构的主要参数。试验证明,本穴盘苗自动检测及其补苗装置的检测、取苗、补苗环节配合合理,具有一定的创新性与实用性。