一、基本情況
全國蔬菜種苗需求5000多億株,其中嫁接苗多達1500億株且逐年增加。現階段人工嫁接育苗是國內外育苗企業普遍采用的生產方式,然而人工嫁接存在嫁接工老齡化、嫁接效率低、嫁接苗質量不穩定、價格成本高等諸多問題。為解決這一問題,合肥佳富特
機器人科技有限責任公司(以下簡稱佳富特公司)從農業機械化角度尋求突破口,設計研發出一種數字化、智能化的茄果類全自動嫁接機器人。
茄果類全自動嫁接機器人能解決以下嫁接育苗問題:一是作業對象個體差異大,嫁接精度、角度容錯要求苛刻,嫁接夾上夾不穩定等導致嫁接成功率不高的問題;二是夾持、切割、貼接、送夾、上夾、包扎、回栽節奏不匹配,半自動模式限制整體效率的問題;三是種苗成品和廢料的分類收集等問題;四是育苗企業用工難、嫁接不規范、種苗時效性規模生產能力不足等問題。
二、技術要點及成效
1.技術要點
(1)智能上苗系統。采用機器視覺、AI算法與高精度機械執行機構相互配合,實現從整盤原料苗穴盤上精準取苗,精準移送至嫁接模塊;將人力從手動上苗的繁重勞動中解放出來,降低成本,提高效率。
(2)多工位高速高精度嫁接模塊。整個嫁接單元將嫁接過程中的上苗、切割、剔除廢料、貼接、包扎、下料等各種動作進行分解,由4個相同的切割貼接模組在不同工位同步進行,減少單個工位工作時長,提高嫁接速度,進而提高效率,進一步提高嫁接機價值比重。
(3)自動下料系統。嫁接好的成品苗通過機械機構精準地取出嫁接模塊,并依次碼放到空穴盤指定穴孔中,保證成品苗不脫落,碼入穴盤不歪斜。進一步消除了人工碼盤的工作,減少了人力成本,提高了效率。
2.降本增效方面
(1)減少人工成本。嫁接效率高于人工3倍以上,單株種苗嫁接成本比人工嫁接減少60%—70%。
(2)實現全天候生產。嫁接機器人可實現24小時不間斷工作,嫁接效率≧1200株/小時,保障了種苗時效性規模化生產。每臺嫁接機每天的嫁接量相當于8個熟練嫁接工人一天的嫁接總量。
(3)保障種苗質量穩定。嫁接成功率達到98%以上(嫁接精度在±0.2mm),成活率96%以上,壯苗率95%以上,分別比人工嫁接提高12、10、14個百分點以上。機器人嫁接苗整齊一致,根系發達、莖葉健壯,種苗質量顯著提高。
三、應用條件及要求
1.場地及資源要求
工作場地環境:避雨、遮陽、明亮,電力運行安全穩定,空氣溫度18℃~28℃,空氣相對濕度60%~70%;環境整潔,器具干凈,定期用2000倍次氯酸鈉溶液噴霧消毒。
待嫁砧木、接穗苗質量要求:幼苗直立,子葉完整,葉綠色,無病蟲害;砧木苗莖粗2.5mm~5mm、株高60mm~100mm;接穗苗莖粗1.5mm~3mm、株高40mm~70mm。
2.人才及管理要求
操作人員應通過培訓,詳細了解嫁接機使用說明書,掌握操作和使用技術要點。
原標題:現代設施農業重大引領性推廣技術:茄果類全自動嫁接機器人
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