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40000字硕士毕业论文大种子定向播种装置的研制

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:40000字
论点:播种,嫁接,种子
论文概述:

大粒种子定向播种装置总体方案设计。首先进行了大粒种子不同播种方式的基础试验,明确大粒种子在进行定向播种后,可以实现出苗后子叶一致的效果;其次采用图像处理技术对南瓜种子进行

论文正文:

第一章导言

随着工业化嫁接育苗技术的推广,国内外保护地栽培面积不断扩大,逐渐成为蔬菜生产的主要方式。嫁接可以克服设施栽培生产中作物的连作障碍,也可以提高作物产量。因此,嫁接技术在设施栽培中得到了广泛应用,嫁接自动化技术在国内外的研究中也日趋成熟。如何实现自动嫁接育苗的自动化是现阶段的一个主要问题。虽然设施农业已经基本实现了嫁接自动化,但目前大多数嫁接机对要嫁接的苗木都有一定的要求,所以只能通过人工给嫁接机送苗来进行嫁接。为了提高嫁接效率,减轻劳动强度,利用自动嫁接机生产标准化苗木,实现自动供苗已成为设施农业的迫切需求。

1.1研究背景和目的
国内外保护地种植面积不断扩大。嫁接技术也广泛应用于设施蔬菜栽培。自动嫁接机要求要嫁接的幼苗的子叶沿同一方向生长,这需要对播种设备有一定的要求,并要求播种设备在播种后沿种子的长轴对齐。

(1)
保护区继续扩大。传统育苗出苗率仅为60% ~ 70%,而工厂化育苗由于发芽过程中对环境的严格控制,出苗率可达90%左右。工业育苗一般采用穴盘育苗技术。穴盘育苗具有省力、省力、成本低、效率高、便于标准化管理的优点。它还具有高效、省种、育苗质量高的特点。有利于种苗标准化、规模化、集约化生产,是蔬菜生产现代化的重要一步(别智龙2008)。保护性耕作如图1-1所示。

(2)嫁接育苗设备存在的问题研究
工厂化育苗机械在国外比在中国起步早,因此国外技术相对成熟,其各项功能相对全面,机械自动化程度相对较高。其中,美国的布莱克莫尔、伊兹、万达娜和GRO·莫尔以其在国内外播种机械方面的研究而闻名。汉密尔顿);英格兰的;Visser荷兰;威廉斯。澳大利亚;韩国大东机电有限公司和日本Yoma公司。虽然精密播种机的研究技术目前已经非常成熟,但大部分小种子没有被研究为大种子,大种子被用于嫁接的葫芦科砧木。因此,有必要开发大型种子播种设备。日本于1986年开始研究嫁接机,并在1987年至1991年间相继开发了三种样机。最终获得了嫁接成功率达90%以上的全自动嫁接机。一个原型需要人工播种,而第三个原型需要在嫁接前识别植物幼苗的子叶。中国农业大学张铁忠教授开创了我国嫁接机的发展,并于1998年成功制造了自动蔬菜嫁接机。粘贴法嫁接机嫁接成功率为95%,生产率为600株/小时。这个原型需要人工供应幼苗。

1.2国内外大种子定向播种装置研发现状
国外工业嫁接研究较早,因此国外育苗设备成熟,其中日本是大种子播种研究最成熟的。欧美等国家采用工厂化育苗已有20多年的历史。众所周知的是美国CKMORE公司开发的针形气动自动播种机,荷兰航天飞机国际贸易工程公司开发的全自动播种机无法实现嫁接用大种子的精确播种。日本马洋农业机械有限公司于2001年开发了SF70型大籽精量播种机,专门用于大南瓜籽精量播种。其机构利用种子与放置种子的平板之间的摩擦力来定位种子方向,可实现大种子的精确播种,成功率为95%,播种偏差(整盘种子沿种子长轴方向排列的偏差)不超过30o..

第二章实现标准化育苗的播种方法及总体方案的确定

通过大种子不同播种方式的基础试验,证明定向播种可以实现种子离开后幼苗子叶方向基本相同,为标准化育苗提供前提依据。这表明对大种子定向播种装置的研制具有重要意义。为了实现大种子定向播种装置播种的种子能够沿长轴方向对齐,发芽点对齐的问题,对各种方法进行了分析比较,确定了大种子定向播种装置的设计方案。

2.1不同播种方式对比试验
为了研究定向播种能否实现标准化育苗,对南瓜子不同播种方式进行了对比试验。实验分为两组。在实验1中,在彩虹上用南瓜种子测试定向播种是否对普通大种子萌发后子叶定向有影响。实验2采用黑种南瓜种子进行嫁接,验证定向播种能否获得子叶方向均匀的标准化幼苗,以利于嫁接自动供苗。播种试验在杨凌梅婷工厂苗圃进行。杨凌梅婷工厂苗圃采用现代化的育苗设施和先进的育苗技术,以现代化、企业化的方式组织种苗生产和管理,实现规模化种苗生产。杨凌梅婷工厂苗圃采用穴盘育苗技术育苗,如图2-1所示。苗圃内的自动播种机采用气吸播种,如图2-2所示,可用于70孔秧盘的自动播种。该播种设备主要针对丸粒化小种子,可实现分秧盘、充填介质、压孔、播种和覆土整个播种过程的自动化。工作效率为120-200盘小时。

第三章南瓜种子萌发点的定位方法.........................................25-33
3.1摄像机捕捉种子图像.........................................25-27
3.2种子萌发点定位方法.........................................27-30
3.3测试装置和测试方法.........................................30-32
3.4本章概述.........................................32-33
第四章.........................................大种子定向播种装置中的33-44
4.1定向机构的结构和工作原理.........................................33-35 [/BR/] 4.2定向机构主要参数设计.........................................35-43 [/BR/] 4.3本章概述.........................................43-44
第五章定向播种装置的控制方法.........................................44-51
5.1方向控制装置系统控制方法.........................................44-46
5.2图像处理信息沟通工作.........................................46-47
5.3单片机串行通信.........................................47-48 [/BR/] 5.4定向播种装置试验.........................................48-50

结论

为实现标准化育苗,便于嫁接自动化和后期苗木统一管理,设计了一种大种子定向播种装置。主要内容如下:
(1)明确定向播种的含义。通过基础试验,证明定向播种在种子发芽后能保持子叶方向基本不变。因此,很明显定向播种可以为接下来提高嫁接效率提供先决条件。
(2)提出了一种利用图像处理技术自动确定大种子发芽点位置的方法。为了实现种子方向的自动判断,采用了数字图像处理。首先利用VFW库进行视频采集获得种子原始图像,然后利用RGB转换公式获得种子灰度图像。利用灰度图像可以得到种子的二值图像,然后利用图像处理技术确定大种子的方向。采用的方法是基于种子的外观特征,通过面积比较法确定种子的方向。
(3)研制了大粒种子定向播种的定向控制机构。
(4)实现了图像处理和方向调节机制相结合的控制方法。控制器采用STC89C52单片机,使计算机通过串口与单片机通信,从而将图像处理信息与方向调节机构的控制相结合。经试验,长轴方向不超过30度的定向播种装置播种的成功率为80%。
(5)为自动嫁接过程中的自动供苗提供了初步的研究基础。