（北京农业智能装备技术研究中心，北京 100097）
　　【摘要】本文设计了2BPK-500型穴盘育苗自动打孔机的样机，通过对研制的样机进行试验，表明采用红外传感检测的方法精确定位穴盘是可行的。测试结果为2BPK-500型穴盘育苗自动打孔机连续作业效率达到520盘/h，打孔合格率达到97.2%，表明该技术方法能快速精准地完成打孔作业。
　　背景
　　育苗是设施栽培中的关键环节，播种是育苗作业的一个步骤，传统的机械播种方法已经无法满足工厂化高效穴盘育苗的需求，因此迫切需要开发新型的播种系统[1]。研发播种系统最重要的工作之一是精准打孔。精准打孔可确保种子在每一个穴孔中心，实现播种的深度一致，保证种子发芽生长的孔径一致等。具备的优点包括：育苗时不会因为密度不一致使种苗参差不齐；种苗生长不会因为播种深度不一致，产生高低不一的问题，从而提高商品率。打孔的好坏会影响育苗质量，而打孔作业质量受到若干因素的制约，其中覆土的均匀性和覆土的重量对作业影响较大[2]，穴盘凹口位置自动化检测会影响打孔的精准性[3]。
　　工作原理
　　采用垂直升降的方式由伸缩器驱动打孔器完成打孔作业，探测器检測到穴盘信号后发给控制箱中的控制器，控制器控制驱动电机停止运动，并驱动伸缩器完成打孔作业。当探测器确认打完孔的穴盘输送到下一位置，同时检测下一穴盘输送到准确位置后，伸缩器才会对当前穴盘进行打孔。发生错位时可以选择人工方式直接从输送带上移出不合格穴盘，不影响下一穴盘的准确定位（图1）。
　　试验材料和方法
　　试验对象为自主研制的2BPK-500型穴盘育苗自动打孔机（图2）。为适合温室环境使用，多次改进试制后，打孔机确定的外形设计参数为：长×宽×高=1502 mm×900 mm×1110 mm。对多种基质进行测试，打孔机最终确定的打孔压力调节范围为：0～4 MPa。从多次改进后的试验结果看，研制样机的外形参数满足温室环境下的灵活搬运，其可调节的打孔压力满足普通育苗基质的挤压要求。另外采用220 V电源作为动力满足输送带的作业负载要求。
　　试验时间是2015年12月3日，试验在北京小汤山国家精准农业示范基地进行。试验主要目的是测试打孔机各项指标是否符合设计要求，并为设计改进提供指导。试验主要测试项目包括：最大打孔深度、打孔合格率、生产效率、外形尺寸、工作电压等主要技术参数。主要用到的仪器有高精度电压表、卡尺、卷尺、秒表等。打孔合格率试验连续播种3盘，统计孔的深度、直径和误差范围，重复3次试验，对试验结果求平均值。试验所用穴盘规格为72穴。
　　结果与讨论
　　试验结果如表1所示，打孔位于穴盘中心，误差小于5 mm为合格，打孔合格率达到97.2%。试验中发现，基质过于干燥或者过于潮湿会导致打孔合格率下降，原因是打孔器往上运动时，基质会黏附在打孔器上，从而对孔的形状保持有一定影响。从后期发芽率试验的结果来看，打孔质量差会降低发芽率。生产效率按照统计计算的方法完成，连续作业时，打孔的位置处于穴孔的中心点区域，输送带上的穴盘位置没有发生错位，传感器探测定位准确。随机挑选20个孔进行测量，孔深度为25～35 mm，达到理想目标。通过调节打孔深度，穴盘中的基质孔深在5 mm误差以内。
　　结论
　　本文针对温室育苗播种的需要设计了自动打孔机，试制了样机并进行试验。结论如下：
　　（1）采用红外传感检测的方法精确定位穴盘，输送带上的穴盘打孔位置的误差小于5 mm，证明该方法可行。
　　（2）连续作业时效率达到520盘/h，打孔合格率达到97.2%，结果表明该技术方法实现了快速精准的打孔作业。
　　参考文献
　　[1]于建群.打孔式播种机的研究进展[J].吉林工业大学学报，1995，25（1）：115-119.
　　[2]马瑞峻，马旭，张亚莉，等.超级稻精量穴盘播种机排土器设计与试验研究[J].农业工程学报，2012，28（3）：8-13.
　　[3]朱盘安，李建平.便携式蔬菜穴盘自动播种机设计与试验[J].农业机械学报，2016，47（8）：7-13.
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