劉 洋 毛罕平 王 濤 李 斌 李亞雄

(1.江蘇大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與技術(shù)教育部重點實驗室， 鎮(zhèn)江 212013； 2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院機械裝備研究所， 石河子 832002；3.江蘇省農(nóng)業(yè)裝備與智能化高技術(shù)研究重點實驗室， 鎮(zhèn)江 212013)

0 引言

吊杯式移栽機可以滿足鋪膜移栽的要求，在我國西北地區(qū)加工番茄育苗移栽種植過程中得到廣泛應(yīng)用[1-2]。吊杯式移栽機構(gòu)上的投苗杯向栽植器喂苗時，番茄穴盤苗與栽植器的碰撞使苗缽質(zhì)量受損，這會影響番茄穴盤苗的移栽成活率[3]。

孫裕晶等[4]研究了穴盤苗不同運動初始速度條件下與導(dǎo)苗管的碰撞運動；宋建農(nóng)等[5]研究了水稻穴盤苗在導(dǎo)苗管中拋出速度和距離之間的關(guān)系；張國鳳等[6]利用高速攝像機觀察了水稻穴盤苗與導(dǎo)苗管的碰撞運動；以上研究中移栽機的導(dǎo)苗管相對機架固定不動，而吊杯式移栽機的栽植器相對機架做平面運動，穴盤苗與栽植器的碰撞運動非常復(fù)雜。王英等[7]為了降低西蘭花穴盤苗移栽時苗缽的破損率，以苗缽體積、苗齡和含水率為試驗因素，通過正交試驗得到苗缽破損最小的參數(shù)組合；陳建能等[8-9]研究了西蘭花穴盤苗與栽植器的碰撞運動過程，并建立了西蘭花苗缽的運動微分方程，以自動取苗為研究基礎(chǔ)，認為西蘭花穴盤苗具有相同的下落姿態(tài)，忽略了苗莖對碰撞運動的影響。

對于吊杯式移栽機，投苗杯將番茄穴盤苗投落時，下落姿態(tài)具有隨機性，會使番茄穴盤苗的不同部位與栽植器發(fā)生碰撞，這會改變番茄穴盤苗的運動速度和姿態(tài)，使番茄穴盤苗與栽植器發(fā)生二次碰撞，導(dǎo)致苗缽質(zhì)量受到影響。針對這個問題，本文對碰撞進行接觸力學(xué)和運動分析，優(yōu)化得到減小苗缽質(zhì)量損失的工作參數(shù)。

1 番茄穴盤苗與栽植器碰撞過程

吊杯式移栽機構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。工作時，投苗杯將番茄穴盤苗投落，番茄穴盤苗做自由落體運動，落入繞定軸勻速轉(zhuǎn)動的栽植器。在這個過程中，番茄穴盤苗與栽植器發(fā)生碰撞。

圖1 移栽機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖Fig.1 Schematic diagram of transplanting mechanism1.投苗杯 2.喂苗裝置 3.栽植器

2 接觸力學(xué)分析

根據(jù)赫茲理論[10]，將苗缽與栽植器的碰撞定義為柔性體與剛性平面的碰撞，由王英等[7]研究得出的結(jié)論可知苗缽與栽植器碰撞過程中的最大接觸力Fmax為

(1)

其中

式中E1——栽植器彈性模量

E2——苗缽彈性模量

γ1——栽植器泊松比

γ2——苗缽泊松比

M——栽植器質(zhì)量

m——苗缽質(zhì)量

r——苗缽碰撞部位半徑

vN——碰撞方向上苗缽相對栽植器的速度

圖2 苗缽與栽植器碰撞示意圖Fig.2 Schematic diagrams of collision between root lump and planting device

栽植器內(nèi)壁面上端垂直，下端呈錐角。番茄穴盤苗落入栽植器內(nèi)部時，苗缽會與栽植器的上端垂直壁面或者下端傾斜壁面碰撞(圖2)。建立慣性坐標(biāo)系XOY，碰撞前番茄穴盤苗做自由落體運動，它的角速度ω1=0，水平方向速度vX=0。

碰撞時番茄穴盤苗在垂直方向速度vY為

(2)

式中H——投苗杯與栽植器轉(zhuǎn)動軸在垂直方向的距離

g——重力加速度

R——栽植器的轉(zhuǎn)動半徑

θ——處于接苗狀態(tài)的栽植器的轉(zhuǎn)動半徑與水平面間的夾角，即接苗角(圖1)

因為碰撞時間很短，忽略碰撞時的摩擦力，苗缽與栽植器的碰撞方向垂直于接觸平面。當(dāng)苗缽與栽植器下端傾斜壁面碰撞時，碰撞方向的相對運動速度vN1為

(3)

式中ω——栽植器角速度

β——栽植器下端傾斜壁面與垂直面間夾角

當(dāng)苗缽與栽植器上端垂直壁面碰撞時，β=0°，此時碰撞的相對運動速度vN2為

vN2=ωRsinθ

(4)

劉姣娣等[11]報道番茄苗缽的彈性模量為3×106Pa，苗缽的泊松比沒有相關(guān)文獻，這里參考黃土的泊松比0.44[7,12]。對式(3)、(4)進行賦值，相關(guān)參數(shù)值見表1。利用Mathematica軟件可以得到ω和θ對vN1和vN2的影響曲面(圖3)?？梢钥闯?，在ω和θ的交互作用下，vN1始終大于vN2。由式(1)可知，F(xiàn)max與vN成正比例關(guān)系，因此在研究ω和θ對Fmax的影響時，只需對苗缽與栽植器的下端傾斜壁面碰撞進行分析。

表1 接觸分析的相關(guān)參數(shù)Tab.1 Related parameters of contact analysis

圖3 ω和θ對vN的影響曲面Fig.3 Effect surface of ω and θ on relative velocity vN

圖4 ω和θ對Fmax的影響曲面Fig.4 Effect surface of ω and θ on maximum contact force Fmax

由式(1)、(3)可得ω和θ對Fmax的影響曲面(圖4)?？梢钥闯?，當(dāng)ω取較小值時，F(xiàn)max隨著θ的增大而減小，當(dāng)ω取較大值時，F(xiàn)max的變化相反；當(dāng)θ固定在較小值時，F(xiàn)max的變化并不明顯，但是當(dāng)θ固定在較大值時，F(xiàn)max隨著ω的增加而增大。

受勞動強度的限制，人工移栽頻率一般小于50株/min，取移栽頻率為45、50株/min進行研究。移栽機構(gòu)上一般設(shè)置4個栽植器(圖1)，此時栽植器的角速度ω為1.18、1.31 rad/s。可以計算得，當(dāng)ω為1.18 rad/s時，隨著θ的增大，F(xiàn)max從12.75 N增加到13.87 N；當(dāng)ω為1.31 rad/s時，F(xiàn)max從12.67 N增加到14.19 N。

3 碰撞運動分析

番茄穴盤苗被投落后，會發(fā)生不同部位與栽植器碰撞，可以將碰撞分為苗缽與栽植器碰撞以及苗莖與栽植器碰撞兩種類型，下面分別對這兩種碰撞進行分析。

3.1 苗缽與栽植器碰撞

將番茄穴盤苗簡化為球柄形狀碰撞模型(圖5)，建立慣性坐標(biāo)系XOY，沿著栽植器下端傾斜壁面建立相對坐標(biāo)系X′O′Y′。

圖5 苗缽與栽植器碰撞模型Fig.5 Collision model between root lump and planting device

沖量定理和沖量矩定理為[13]

mv′CX′-mvCX′=∑IX′

(5)

mv′CY′-mvCY′=∑IY′

(6)

JCω2-JCω1=∑MC(I(e))

(7)

式中IX′、IY′——X′和Y′方向的碰撞沖量

MC(I(e))——碰撞沖量對質(zhì)心C矩的幾何和

JC——碰撞模型繞質(zhì)心C的轉(zhuǎn)動慣量

vCX′、v′CX′——碰撞前、后質(zhì)心C在X′方向的速度

vCY′、v′CY′——碰撞前、后質(zhì)心C在Y′方向的速度

ω1、ω2——碰撞前、后模型的角速度

忽略碰撞摩擦力，X′方向的碰撞沖量IX′=0。由式(5)可得

(8)

將式(2)沿Y′方向分解可得

(9)

由式(6)、(9)可得

(10)

由式(7)可得

JCω2=IY′(d+r1)cosβ

(11)

其中

(12)

式中d——模型質(zhì)心C到球A的距離

r1——球A的半徑

l——碰撞模型桿的長度

m1、m2——球A和桿的質(zhì)量

以質(zhì)心C為基點，碰撞后球A的速度v′A為

v′A=v′C+v′AC

(13)

式中v′C——碰撞后質(zhì)心C的速度

v′AC——碰撞后球A相對質(zhì)心C的速度

將式(13)分別沿X′和Y′軸投影，則碰撞后球A在這兩個方向的速度v′AX′和v′AY′為

v′AX′=v′CX′+ω2(d+r1)sinβ

(14)

v′AY′=v′CY′+ω2(d+r1)cosβ

(15)

忽略碰撞摩擦力，模型與栽植器碰撞的法線方向垂直于傾斜壁面。在碰撞法線方向上，苗缽與栽植器的碰撞恢復(fù)系數(shù)k1的表達式為

(16)

由式(10)、(11)、(14)、(15)、(16)可得出v′AX′、v′AY′和ω2為

(17)

(18)

(19)

則速度v′A為

(20)

對式(19)、(20)中各參數(shù)賦值[14-15]，相關(guān)參數(shù)見表1、2，可以得到ω和θ對v′A和ω2的影響曲面。

表2 碰撞分析的相關(guān)參數(shù)Tab.2 Related parameters of collision analysis

圖6是ω和θ對v′A的影響曲面。可以看出，當(dāng)ω取固定值時，v′A隨著θ的增大而減??；當(dāng)θ固定在較小值時，隨著ω的增加，v′A變化很小；當(dāng)θ取較大值時，v′A隨著ω的增加而增大?？梢杂嬎愕?，當(dāng)ω取1.18、1.31 rad/s時，隨著θ的增加，v′A分別從2.84 m/s減小到2.16 m/s和從2.83 m/s減小到2.17 m/s。

圖6 ω和θ對v′A的影響曲面Fig.6 Effect surface of ω and θ on velocity v′A

圖7是ω和θ對ω2的影響曲面?？梢钥闯觯?dāng)ω取固定值時，ω2隨著θ的增大而減?。划?dāng)θ取較小值時，ω2隨著ω的增加而增大，但是當(dāng)θ取較大值時，ω2的變化趨勢剛好相反。ω為1.18 rad/s時，隨著θ增大，ω2從-7.42 rad/s減小到-2.18 rad/s；ω為1.31 rad/s時，ω2從-7.56 rad/s減小到-1.79 rad/s。

圖7 ω和θ對ω2的影響曲面Fig.7 Effect surface of ω and θ on angular velocity ω2

3.2 苗莖與栽植器碰撞

苗莖與栽植器的碰撞如圖8所示，建立慣性坐標(biāo)系GOU，沿著番茄穴盤苗傾斜方向建立相對坐標(biāo)系G′AU′。

圖8 苗莖與栽植器碰撞模型Fig.8 Collision model between stem and planting device

依然利用沖量和沖量矩定理，G′方向的沖量IG′=0，碰撞后模型質(zhì)心C在G′方向的速度u′CG′為

(21)

式中α——模型下落傾斜角度

U′方向的沖量IU′為

(22)

式中u′CU′——碰撞后模型質(zhì)心C在U′方向的速度

由沖量矩定理可得

JCω3=IU′(b-d)

(23)

式中ω3——碰撞后模型的角速度

b——碰撞點D到球A的距離

以模型的質(zhì)心C為基點，碰撞后模型上點D的速度u′D為

u′D=u′C+u′DC

(24)

式中u′C——碰撞后質(zhì)心C的速度

u′DC——碰撞后點D相對質(zhì)心C的速度

將式(24)沿U′軸投影，則碰撞后點D在U′方向的速度u′DU′為

u′DU′=u′CU′+(b-d)ω3

(25)

忽略碰撞摩擦力，碰撞模型與栽植器碰撞點的法線方向垂直于球柄。在碰撞法線方向上，苗莖與栽植器的碰撞恢復(fù)系數(shù)k2的表達式為

(26)

由式(22)、(23)、(25)、(26)求解得u′CU′和ω3為

(27)

(28)

以質(zhì)心C為基點，可以求得碰撞后球A在G′和U′方向的速度u′AG′和u′AU′為

(29)

(30)

則球A碰撞后的速度u′A為

(31)

對式(28)、(31)中各參數(shù)賦值，研究ω、θ、α和b對u′A和ω3的影響，相關(guān)參數(shù)值見表1、2。圖9是ω和θ對u′A的影響曲面?？梢钥闯觯?dāng)ω取固定值時，u′A隨著θ的增大而減??；當(dāng)θ取較小值時，隨著ω的增加，u′A的變化并不顯著，但是當(dāng)θ取較大值時，u′A隨著ω的增加而增大?？梢杂嬎愕?，ω為1.18 rad/s時，隨著θ的增加，u′A從2.75 m/s減小到2.18 m/s；ω為1.31 rad/s時，u′A從2.74 m/s減小到2.19 m/s。

圖9 ω和θ對u′A的影響曲面Fig.9 Effect surface of ω and θ on velocity u′A

圖10 ω和θ對ω3的影響曲面Fig.10 Effect surface of ω and θ on angular velocity ω3

圖10是ω和θ對ω3的影響曲面。可以看出，當(dāng)ω取固定值時，ω3隨著θ的增大而減??；當(dāng)θ取較小值時，ω3隨著ω的增加而增大，但是當(dāng)θ取較大值時，ω3的變化趨勢剛好相反?？梢杂嬎愕?，當(dāng)ω取1.18、1.31 rad/s時，隨著θ的增加，ω3分別從-8.47 rad/s減小到-2.07 rad/s和從-8.81 rad/s減小到-1.71 rad/s。

圖11是α和b對u′A的影響曲面?？梢钥闯?，當(dāng)b取固定值時，u′A隨著α的增大而減?。划?dāng)α取較小值時，u′A幾乎無變化，但是當(dāng)α取較大值時，隨著b的增加，u′A的變化呈凹線。由式(30)可知，當(dāng)b=d時，u′AU′取最小值，而u′AG′與b無關(guān)。因此可知，當(dāng)碰撞點D與質(zhì)心C重合時，u′A取最小值，此時u′A在凹線的最低點。

圖11 α和b對u′A的影響曲面Fig.11 Effect surface of distance b and incline angle α on velocity u′A

圖12是α和b對ω3的影響曲面。由式(28)可知，當(dāng)b=d時，ω3為0，此時番茄穴盤苗做平動。由圖12可以看出，當(dāng)碰撞點D遠離質(zhì)心C時，隨著α的增加，ω3逐漸增大；但是碰撞點D在質(zhì)心C的兩側(cè)時，ω3的方向相反。

圖12 α和b對ω3的影響曲面Fig.12 Effect surface of distance b and incline angle α on angular velocity ω3

4 工作參數(shù)的優(yōu)選

4.1 移栽機構(gòu)工作參數(shù)的選擇

番茄穴盤苗下落進入栽植器時，會發(fā)生直接碰撞和二次碰撞，為了減小碰撞時苗缽質(zhì)量的損失，應(yīng)減小苗缽最大受力Fmax、番茄穴盤苗角速度ω2和ω3、以及苗缽運動速度u′A和v′A[16-17]。但是通過第3節(jié)的分析可知，ω取1.18、1.31 rad/s時，為了減小Fmax，需要減小θ，然而為了減小其余的工作參數(shù)，則需要增大θ。為此，用目標(biāo)規(guī)劃法建立多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，對θ進行優(yōu)化[18]。

將式(1)、(19)、(20)、(28)、(31)定義為子目標(biāo)函數(shù)，把它們建立成一個新的目標(biāo)函數(shù)

(32)

式中W1、W2、W3、W4、W5——子目標(biāo)函數(shù)加權(quán)因子

用目標(biāo)函數(shù)值的容限法求各子目標(biāo)函數(shù)的加權(quán)因子Wi，計算公式為[18]

(33)

式中αi、βi——各子目標(biāo)函數(shù)的最小值和最大值，i=1,2,3,4,5

將表1～3中的參數(shù)代入式(32)，得到θ的優(yōu)化曲線(圖13)?？芍?dāng)ω為1.18、1.31 rad/s時，取θ為72.8°和70.9°，可以使f(θ)為最小值。移栽作業(yè)時，移栽頻率會在45～50株/min之間變化，可以取θ=72°作為最優(yōu)化結(jié)果。

表3 多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)相關(guān)參數(shù)取值Tab.3 Related parameters of multi-objectiveoptimization function

圖13 接苗角θ的優(yōu)化曲線Fig.13 Optimized curves of contact angle θ

4.2 番茄穴盤苗株高的選擇

由圖11、12的分析可以得出，減小碰撞點D到質(zhì)心C距離，可以減小角速度ω3和速度v′A。當(dāng)碰撞點D在質(zhì)心C下方時，ω3的方向為正值，此時與圖8中ω3的方向相同，番茄穴盤苗會轉(zhuǎn)動到栽植器外側(cè)，導(dǎo)致喂苗失敗。這些都可以通過降低番茄穴盤苗的株高，縮小番茄穴盤苗兩端到質(zhì)心的距離來減少或避免。加工番茄穴盤苗在移栽時株高范圍為12～19 cm，因此株高取12 cm為最優(yōu)值。

5 試驗驗證

為了驗證理論分析中番茄穴盤苗與栽植器的碰撞行為和優(yōu)化得到的工作參數(shù)的性能，分別進行高速攝像和苗缽破碎性試驗。

5.1 試驗材料與方法

試驗用128孔穴盤育苗，育苗基質(zhì)由草炭、珍珠巖和蛭石按3∶1∶1體積比混合后裝盤[19]。試驗時，苗齡45 d，株高12～19 cm，苗缽含水率50%～55%。移栽機構(gòu)由調(diào)速電動機驅(qū)動，可以通過調(diào)整調(diào)位板改變栽植器的接苗角(圖14)[20]。高速攝像機型號TS3- 100L(美國FASTEC公司)，試驗時拍攝速率為500幅/s。

圖14 吊杯式移栽機構(gòu)試驗臺Fig.14 Test bed of basket-type transplanting mechanism1.試驗臺架 2.調(diào)速電動機 3.移栽機構(gòu) 4.齒輪箱 5.調(diào)位板 6.喂苗裝置 7.投苗杯 8.栽植器

試驗共進行8組(表4)，其中試驗1和5為優(yōu)化得到的參數(shù)，其它參數(shù)組合分別改變接苗角或番茄穴盤苗株高。高速攝像試驗在試驗1條件下進行，8組試驗全部進行苗缽破碎性試驗。進行苗缽破碎性試驗時，每組試驗喂苗600株，計算番茄穴盤苗質(zhì)量損失的百分比P[21]。

(34)

式中M1、M2——試驗前、后所有番茄穴盤苗質(zhì)量

表4 試驗參數(shù)和結(jié)果Tab.4 Test parameters and results

5.2 試驗結(jié)果與分析

高速攝像試驗中，很難清晰地分辨出番茄穴盤苗下落傾斜角和碰撞點位置變化對運動速度和姿態(tài)的影響，在這里選擇常出現(xiàn)的苗缽與栽植器碰撞以及苗莖與栽植器碰撞進行分析。

圖15是苗缽與栽植器的碰撞運動?？梢钥吹?，在0.024 s時苗缽與栽植器發(fā)生碰撞，碰撞后番茄穴盤苗相對栽植器發(fā)生平移和轉(zhuǎn)動，0.046 s時刻，紅圈中是苗缽上散落的育苗基質(zhì)顆粒，0.062 s時苗莖與栽植器發(fā)生二次碰撞，0.070 s時番茄穴盤苗下落到栽植器底部，碰撞運動結(jié)束。圖16是苗莖與栽植器碰撞的運動。可以看到，在0.018 s時苗莖與栽植器發(fā)生碰撞，碰撞后番茄穴盤苗相對栽植器擺動的同時下落，0.042 s時苗缽與栽植器發(fā)生二次碰撞，0.056 s時番茄穴盤苗相對栽植器的運動停止。

通過高速攝像試驗可以看出，苗缽與栽植器的碰撞屬于彈塑性碰撞[3]，苗缽和苗莖與栽植器碰撞后，番茄穴盤苗的運動速度和姿態(tài)都發(fā)生改變，并發(fā)生二次碰撞。

番茄穴盤苗落入栽植器的過程中，番茄穴盤苗的質(zhì)量損失是苗缽和苗莖與栽植器碰撞共同作用的結(jié)果。苗缽破碎性試驗結(jié)果見表4，試驗1和5條件下番茄穴盤苗的質(zhì)量損失分別為9.67%和8.43%，小于其它參數(shù)組合的試驗結(jié)果，說明優(yōu)化得到的工作參數(shù)是最優(yōu)值。

圖15 苗缽與栽植器碰撞高速攝像圖像Fig.15 High-speed camera images of collision between root lump and planting device

圖16 苗莖與栽植器碰撞高速攝像圖像Fig.16 High-speed camera images of collision between stem and planting device

6 結(jié)論

(1)建立苗缽最大接觸力方程和番茄穴盤苗的碰撞運動方程，通過分析碰撞時苗缽與栽植器的最大接觸力和番茄穴盤苗的運動速度得出，當(dāng)栽植器角速度為1.18、1.31 rad/s時，為了減小碰撞時苗缽的質(zhì)量損失，苗缽最大接觸力對接苗角的要求與番茄穴盤苗角速度和苗缽運動速度對接苗角的要求相反。

(2)建立減小苗缽質(zhì)量損失的多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，得出當(dāng)移栽頻率在45～50株/min之間變化時，接苗角取72°為最優(yōu)值。通過分析番茄穴盤苗碰撞位置和下落傾斜角與運動速度的關(guān)系，得出降低番茄穴盤苗的株高有利于減小苗缽質(zhì)量損失，株高取12 cm為最優(yōu)值。

(3)高速攝像試驗表明，苗缽與栽植器的碰撞屬于彈塑性碰撞，苗缽和苗莖與栽植器碰撞都會改變番茄穴盤苗的運動速度和姿態(tài)，并發(fā)生二次碰撞。苗缽破碎試驗證明，優(yōu)化得到的工作參數(shù)的番茄穴盤苗質(zhì)量損失分別為9.67%和8.43%，優(yōu)于其它參數(shù)組合試驗結(jié)果。

1 于曉旭，趙勻，陳寶成，等. 移栽機械發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J/OL]. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2014，45(8)：44-53.http:∥www.j-csam.org/jcsam/ch/reader/view_abstract.aspx?flag=1&file_no=20140808&journal_id=jcsam. DOI：10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.008.

YU Xiaoxu，ZHAO Yun，CHEN Baocheng，et al. Current situation and prospect of transplaneter[J/OL]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2014，45(8)：44-53. (in Chinese)

2 劉洋，李亞雄，李斌，等. 新疆地區(qū)作物移栽與移栽機研究現(xiàn)狀[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，40(9)：189-191.

LIU Yang，LI Yaxiong，LI Bin，et al. Research of China’s Xinjiang region crop transplanting and transplanting machines[J]. Guangdong Agricultural Sciences，2013，40(9)：189-191. (in Chinese)

3 韓綠化，毛罕平，胡建平，等. 穴盤苗自動移栽缽體力學(xué)特性試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2013，29(2)：24-28.

HAN Lühua，MAO Hanping，HU Jianping，et al. Experiment on mechanical property of seedling pot for automatic transplanter[J]. Transactions of the CSAE，2013，29(2)：24-28. (in Chinese)

4 孫裕晶，馬成林，左春檉. 組合振動式導(dǎo)苗機構(gòu)試驗研究[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2001，32(6)：30-33.

SUN Yujing，MA Chenglin，ZUO Chuncheng. Experimental investigation on combined guiding device with vibration[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2001，32(6)：30-33. (in Chinese)

5 宋建農(nóng)，王蘋，王清旭. 導(dǎo)管式水稻分秧栽植機構(gòu)的秧苗運動分析及參數(shù)優(yōu)化[J]. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004，9(1)：71-74.

SONG Jiannong，WANG Ping，WANG Qingxu. Movement analysis of seedlings and parameter optimization of the set of distributing and transplanting seedlings with channel pipe[J].Journal of China Agricultural University，2004，9(1)：71-74. (in Chinese)

6 張國鳳，趙勻，陳建能. 水稻缽苗在空中和導(dǎo)苗管上的運動特性分析[J]. 浙江大學(xué)學(xué)報：工學(xué)版，2009，43(3)：529-534.

ZHANG Guofeng，ZHAO Yun，CHEN Jianneng. Characteristic analysis of rice plotted-seedlingps motion in air and on turbination-type guide-canal[J]. Journal of Zhejiang University：Engineering Science，2009，43(3)：529-534. (in Chinese)

7 王英，陳建能，吳加偉，等. 用于機械化栽植的西蘭花缽苗力學(xué)特性試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2014，30(24)：1-10.

WANG Ying，CHEN Jianneng，WU Jiawei，et al. Mechanics property experiment of broccoli seedling oriented tomechanized planting[J]. Transactions of the CSAE，2014，30(24)：1-10. (in Chinese)

8 陳建能，夏旭東，王英，等.缽苗在鴨嘴式栽植機構(gòu)中的運動微分方程及應(yīng)用試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2015，31(3)：31-39.

CHEN Jianneng，XIA Xudong，WANG Ying，et al. Motion differential equations of seedling in duckbilled planting nozzle and its application experiment[J]. Transactions of the CSAE，2015，31(3)：31-39. (in Chinese)

9 陳建能，王英，黃前澤，等.缽苗移栽機變形橢圓齒輪行星系植苗機構(gòu)優(yōu)化與試驗[J/OL].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2013，44(10)：52-56.http:∥www.j-csam.org/jcsam/ch/reader/view_abstract.aspx?flag=1&file_no=20131009&journal_id=jcsam. DOI：10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.009.

CHEN Jianneng，WANG Ying，HUANG Qianze，et al. Optimization and test of transplanting mechanism with planetary deformed elliptic gears for potted-seedling transplanter[J/OL].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2013，44(10)：52-56. (in Chinese)

10 VALENTIN L P. Contact mechanics and fricionphysical principles and applicatin[M]. New York：Springner Verlag Berliin Heidelberg，2010.

11 劉姣娣，曹衛(wèi)彬，田東洋，等. 基于苗缽力學(xué)特性的自動移栽機執(zhí)行機構(gòu)參數(shù)優(yōu)化試驗[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2016，32(16)：32-39.

LIU Jiaodi，CAO Weibin，TIAN Dongyang，et al. Optimization experiment of transplanting actuator parameters based on mechanical property of seedling pot[J]. Transactions of the CSAE，2016，32(16)：32-39. (in Chinese)

12 東南大學(xué)，浙江大學(xué)，湖南大學(xué)，等.土力學(xué)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

13 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)(Ⅱ)[M].北京：高等教育出版社，2003.

14 韓綠化. 蔬菜穴盤苗缽體力學(xué)分析與移栽[D]. 鎮(zhèn)江：江蘇大學(xué)，2014.

HAN Lühua. Mechanical analysis of the root lumps and development of a robotic transplanter for vegetable plug sedlings[D]. Zhenjiang：Jiangsu University，2014. (in Chinese)

15 FRANCIS Kumi. Study on substrate-root multiple properties of tomato seedlings and damage of transplanting pick-up[D]. Zhenjiang：Jiangsu University，2016.

16 CHOI W C，KIM D C，RYUI K，et al. Development of a seedling pick-up device for vegetable transplanters[J].Transactions of the ASAE，2002，45(1)：13-19.

17 MAO H，HAN L，HU J，et al.Development of a pincette-type pick-up device for automatic transplanting of greenhouse seedling[J].Applied Engineering in Agriculture，2014，30(4)：547-556.

18 陳立周.機械優(yōu)化設(shè)計方法[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2003.

19 KUMI F，MAO H，LI Q，et al. Assessment of tomato seedling substrate-root quality using x-ray computed tomography and scanning electron microscopy[J]. Applied Engineering in Agriculture，2016，32(3)：1-11.

20 劉洋，李亞雄，李斌，等.膜上移栽機關(guān)鍵部件的設(shè)計與試驗研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2013，31(1)：231-235.

LIU Yang，LI Yaxiong，LI Bin，et al. Design and testing of key components in above-film transplanter[J]. Agricultural Research in the Arid Areas，2013，31(1)：231-235. (in Chinese)

21 韓綠化，毛罕平，嚴(yán)蕾，等. 穴盤育苗移栽機兩指四針鉗夾式取苗末端執(zhí)行器[J/OL]. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2015，46(7)：23-30.http:∥www.j-csam.org/jcsam/ch/reader/view_abstract.aspx?flag=1&file_no=20150704&journal_id=jcsam. DOI：10.6041/j.issn.1000-1298.2015.07.004.

HAN Lühua，MAO Hanping，YAN Lei，et al.Pincette-type end-effector using two fingers and four pins for picking up seedlings[J/OL].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2015，46(7)：23-30. (in Chinese)