【www.guakaob.com--劳动节】
本期视频主要内容： 山东商河县是我国的大蒜种植基地，每年到了种蒜的季节，蒜农就会因为巨大的劳动强度而发愁。发明人赵纯军也曾是手工种蒜的一员，在深知百姓种蒜的辛苦后，只有维修电视机经验的他，开始着手研发机器，最后经过13年的努力，他终于圆了自己的机械梦，成功研发出了大蒜种植机。（《我爱发明》 20150527 铁手插蒜）
发明人联系方式：赵纯军 ：18853129585
《铁手插蒜》发明摘要：本发明属于农业机械领域，特别公开了一种大蒜种植机。该大蒜种植机，包括底部安装行走轮的机架，机架上安装有连接油箱的发动机和驾驶椅，其特征在于：发动机上连接有变速箱，变速箱上方设置有位于驾驶椅前面的操控箱，变速箱内伸出若干个传动轴，机架前方通过升降杆安装有播种装置，机架后方安装有压平辊；播种装置包括安装在送料斗内的拨料辊，拨料辊上设置有均布成排的三齿状拨料爪，拨料辊下方设置有对应拨料爪的输料管，输料管末端为内部中空，底部设置出口的开孔器。本发明结构设计合理，应用灵活，使用方便，有效降低种蒜时的劳动强度，单粒播种，漏播率低，株距均匀，播种深度可自由调节，适于广泛推广应用。
[我爱发明] 20160902 站立吧 大蒜
本期节目主要内容： 山东济南的发明人崇峻发明了一台大蒜播种机。这种机器有一套橡胶履带式行走系统，在田地里有着良好的通过性。通过一套自动上料系统，一瓣一瓣的大蒜被提升到较高的地方，随后分别顺着20根塑料导管掉落在对应的20个锥形碗中，锥形碗里的弧度可以让蒜瓣的尖朝上，最后这些蒜瓣再分别通过20个中空的金属管插入土里。这样就完成了种蒜的过程。（《我爱发明》 20160902 站立吧 大蒜）
发明人联系方式：崇峻
摘要：本实用新型涉及农用机械领域，特别涉及一种大蒜播种机。该大蒜播种机，其特征在于：包括机架、发动机、传动总成、气泵、气缸、履带底盘总成、土壤整平器、以及位于履带底盘总成上方的操作台、微电脑电控系统，所述操作台的前方设有给料仓，所述给料仓与提料装置连接，所述提料装置上方均匀安装有若干分料器，所述每个分料器下方连接分料管，所述分料管底部与导向料杯总成连接，导向料杯总成固定在第一定位板上，导向料杯总成的下方为调整料杯总成，调整料杯总成下方为点插播种器总成，所述点插播种器总成安装在开合处理支撑架上，所述导向料杯总成、调整料杯总成和点插播种器总成分别通过气缸控制开合，通过行走系统控制步进幅度。
编辑手记：
蒜可是好东西，不仅可以调味，还能杀菌、增强人的免疫力，而蒜的种植过程也是很辛苦的，全程又是蹲着又是弯腰，费时费力。今天这位发明人，就是因为看到自己的乡亲邻居们常年手工种大蒜，既辛苦又伤身体，于是反复研究，制作出了一台大蒜播种机来帮助大家。
发明人：崇峻
发明项目：大蒜播种机
发明原理
机器的最上方有一排小勺，将每颗蒜分别放进一个个圆形粗管里，大蒜通过每一根管子漏入小碗中，最后，一个圆锥形铁夹将这些蒜种到地里。
给记者简单地讲解了种蒜机的运行过程后，崇峻马上开启机器演示起来，一颗颗大蒜被这台机器很快地插进土里。
大蒜在种进地里的时候，必须让它尖朝上，这样才有利于大蒜的生长，如果蒜躺倒了就算大蒜的播种不合格。崇峻的机器正是在这里出了问题，机器种的蒜大部分都是躺着的，这显然是不行的。
经过反复试验，崇峻将小碗的底部从圆弧形换成了锥子形，这样就保证了每颗掉进小碗的大蒜都是尖朝上的。
为了测试机器的性能，崇峻准备去老刘的地里试一试，进行一场人工与机器的比赛，比赛当天聚集了很多观赛者。乡亲们有支持崇峻机器的，也有人支持农民师傅的，但是大家都希望这台机器可以替代手工种蒜。
五人一组的人工队在速度上丝毫不落后于机器，两组人分别从地里的两头向中间行进。农民师傅队伍庞大、经验丰富，进展得很快。
而崇峻这边的机器却遇到了问题，插入土里的种蒜夹口里很容易被湿的泥土堵住。
另外，由于崇峻的这台大型种蒜机是履带工作，压过去的地方明显有很深的凹槽，会把种蒜的地方压的很深，使得两边的地势不一样。浇灌时水都会流向地势较低的那一边，这样一来地势低的大蒜就很容易被水泡坏，而地势高的大蒜得不到很好的浇灌，解决了大蒜竖起率和被履带碾压地势不平的问题后，崇峻的第三代大蒜播种机终于亮相。
新一代大蒜播种机通过平台操作，人工将蒜倒入到平槽内，通过一个个小勺将蒜喂入管道中，再漏进20个锥形底的小碗里，通过插入地里的种蒜口将大蒜最后种进地里。播种蒜的同时用碾子稍微用力压平，这样不仅保证了种蒜的质量，而且使大蒜能得到充分的浇灌新一轮的比试中，刘师傅把他的人工队伍壮大到了25人，比上次多出了一倍多。
这场终级比拼到底能不能让这台种蒜机大放光彩呢？我们拭目以待。
欢迎收看《我爱发明》之《站立吧，大蒜》。
本发明公开了一种自动对大蒜进行初步加工的机器，该机器包括壳体、电机、主传送带、承载传送带、辅助传送带、主动轴、从动轴、刀具、大蒜承载器、挡板和底座;电机置于底座下部，主传送带置于底座上，大蒜承载器置于主传送带上，辅助传送带、承载传送带、刀具、挡板均置于底座上部的壳体中；承载传送带水平放置在主传送带上方，辅助传送带垂直在主传送带和承载传送带之间；挡板放置在承载器上方，其与承载传送带之间的距离只允许一个大蒜通过；刀架置于主传送带两侧，刀具紧贴在大蒜承载器两侧。本发明结构简单，安全可靠，使用方便，操作简单，并可实现自动化加工。
申请人：南京工业职业技术学院
发明人顺序：
第一发明人身份证号：
如有疑问，请联系：
1．一种自动对大蒜进行初步加工的机器，该机器包括壳体、电机、主传送带、承载传送带、辅助传送带、主动轴、从动轴、刀具、大蒜承载器、挡板和底座;电机置于底座下部，主传送带置于底座上，大蒜承载器置于主传送带上，辅助传送带、承载传送带、刀具、挡板均置于底座上部的壳体中；承载传送带水平放置在主传送带上方，辅助传送带垂直在主传送带和承载传送带之间；挡板放置在承载器上方，其与承载传送带之间的距离只允许一个大蒜通过；刀架置于主传送带两侧，刀具紧贴在大蒜承载器两侧。
2．根据权利要求1所述的大蒜自动加工机，其特征在于：所述主传送带上设有大蒜承载器。
3．根据权利要求1或2所述的大蒜自动加工机，其特征在于：所述大蒜承载器上设有用于夹紧的跷跷板。
4．根据权利要求1或2所述的大蒜自动加工机，其特征在于：所述用于夹紧的跷跷板上设有半球形凹槽。
5．根据权利要求1或2所述的大蒜自动加工机，其特征在于：所述大蒜承载传送带上设有凹槽。
6．根据权利要求1或2所述的大蒜自动加工机，其特征在于：所述大蒜承载传送带上方设有挡板。
7．根据权利要求1或2所述的大蒜自动加工机，其特征在于：所述切割刀具为圆形刀具。
8．根据权利要求1或2所述的大蒜自动加工机，其特征在于：所述辅助传送带上设有进给装置，且该进给装置为专用进给装置。
说明书
一种自动大蒜加工机
技术领域
本发明涉及一种自动加工机器，具体涉及一种能够自动对大蒜进行初步加工的机器。
技术背景
在农村，很多地方都会种植大蒜。每到大蒜收获的季节，对大蒜的初步加工就会成为一项繁重的体力劳动，且消耗大量的时间，有时还需要雇佣工人，更耗费了大量的金钱，如果操作不当可能还会对大蒜造成损伤，造成不必要的损失，大蒜收获以后必须在短时间内进行初步加工，否则会对大蒜的价格造成不好的影响；大蒜初步加工的质量更是直接决定了大蒜的价格。随着大蒜种植面积的增加，大蒜的初步加工的速度和质量也显得越来越重要，因为这将直接影响到农民半年的收入。目前市场上的大蒜初步加工设备无法实现全自动加工，很多方面仍需要工人进行徒手加工，造成了不必要的人力资源浪费。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种能够有效进行对大蒜进行初步加工的机器。
为了实现上述目的，本发明提供了一种全自动的大蒜初步加工机器，一种自动对大蒜进行初步加工的机器，该机器包括壳体、电机、主传送带、承载传送带、辅助传送带、主动轴、从动轴、刀具、大蒜承载器、挡板和底座;电机置于底座下部，主传送带置于底座上，大蒜承载器置于主传送带上，辅助传送带、承载传送带、刀具、挡板均置于底座上部的壳体中；承载传送带水平放置在主传送带上方，辅助传送带垂直在主传送带和承载传送带之间；挡板放置在承载器上方，其与承载传送带之间的距离只允许一个大蒜通过；刀架置于主传送带两侧，刀具紧贴在大蒜承载器两侧。
插穴式自动定向大蒜播种机的设计研究
12
韩秋燕，王小瑜，郝
11
杰，谢丽君，余
娟
1
（1．烟台汽车工程职业学院，山东烟台摘
265500；2．山东省农业机械科学研究院，济南250100）
要：为了提高大蒜播种机在播种过程中蒜瓣的直立度及鳞芽向上的概率，保证株距均匀，设计了一种新型的
大蒜播种机。通过对关键部件的结构设计与参数分析，确定了主要部件结构。经过试验验证，此大蒜播种机的锥形螺旋导种管能够使大蒜落土后鳞芽向上的合格率达到96%，压穴锥能够使直立度达到98%，并能保证株距均匀。
关键词：大蒜播种机；插穴式；自动定向
+
中图分类号：S223．26
文献标识码：A文章编号：1003－188X（2016）07－0172－04
DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2016.07.035
0引言
现阶段，效率低、大蒜播种作业主要是人工插播，
牵引杆的末端安装有把手，埋土板连接在播种盘上，整个机构的后面
。
劳动强度大。虽然有研究提出并设计了大蒜播种机，并申请了国家专利；但在使用过程中并不能同时实现蒜种鳞芽向上、蒜种落土后的直立和均匀的株距，且多数设计整机庞大、结构复杂，不能形成经济适用的产品进行大规模推广
［1－6］
。为此，在调研了大量的现
［7－13］
有大蒜播种机装置和专利后，设计了一种能够同
［14］
时自动确定鳞芽方向和实现均匀株距的插穴式蒜瓣自动定向大蒜播种机，成功申请了专利料。
，并进行播
种试验，旨在为大蒜播种机的产品化应用提供基础资
1．播种箱2．排种管3．下种管4．覆土板5．导种管6．挡板7．凸轮8．压穴锥9．播种盘10．中心轴11．牵引杆12．把手
图1Fig．1
插穴式蒜瓣自动定向大蒜播种机结构简图
garlicplantingmachine
Thestructuredrawingofautomaticorientationplug－hole
1
1．1
整体结构及工作原理
整体结构
该插穴式蒜瓣自动定向大蒜播种机由播种箱、排
1．2
工作原理
以拖拉机作为动力，通过把手和牵引杆把动力传
种管、下种管、覆土板、导种管、挡板、凸轮、压穴锥、播种盘、中心轴、牵引杆及把手组成，整体结构如图1所示。
播种箱下端连接排种管，排种管下口正对着下种管的上口，二者之间有一挡板，下种管下面连接着导种管；挡板和凸轮组成直动顶尖从动件盘形凸轮机构，凸轮和播种盘同心并排固定在中心轴上，圆锥形的压穴锥均匀分布在播种盘的外圆上；牵引杆安装在
收稿日期：2015－07－15
基金项目：山东省农业重大应用技术创新项目（鲁财农指［2014］38
号）；济南市科技发展计划项目（201401273）
（E－mail）作者简介：韩秋燕（1979－），女，山东梁山人，讲师，硕士，
hanqiuyan145666@163．com。
到播种盘上；播种盘转动，播种盘上的压穴锥压出圆锥形的种穴，同时凸轮转动，带动挡板向右移动，排种管和下种管连通，蒜种由播种箱落下，经过排种管，落到下种管中，然后经弯曲状的锥形螺旋导种管下落到圆锥形的种穴中；播种盘继续带动凸轮转动，挡板在凸轮推程过程中向左移动，阻断播种管和下种管的连接；同时覆土板对落下的蒜种进行覆土，此为一次播种过程；播种盘继续在动力带动下向前转动进行下一次播种，实现播种的连续作业，如此往复。
2
2．1
关键部件设计
蒜瓣外形尺寸的测量与分析
宽、从蒜种中随机选取了50个蒜瓣，分别对其长、
高、质量进行测量，得到外形尺寸统计（见表1）和尺寸频数（见图2～图5），从频数图可看出外形尺寸基本符合正态分布。
表1Table1长L/mm31．280．672．1433．0529．8
蒜瓣外形尺寸统计表Statisticsofgarlicsize
宽B/mm18．700．583．1020．0715．1
高H/mm21．060．210．9924．3218．7
质量M/g6．570．350．538．75．3
Fig．5
图5
蒜瓣质量频数图
变量
平均值标准差变异系数/%最大值最小值
Frequencychartoftheweightofthegarlicclove
蒜瓣形状鳞芽处尖，蒜根处粗，瓣背成弧形，其质心位于大头最厚处，有利于蒜瓣的稳定落下
［15－16］
。
根据大蒜播种农艺要求和蒜瓣外形尺寸的统计分析结果，对播种盘和压穴锥、盘形凸轮机构及导种管进行设计。2．2
播种盘和压穴锥播种盘结构如图6所示
。
图2
Fig．2
蒜瓣长度频数图
Frequencychartofthelengthofthegarlicclove
1．播种盘
图6Fig．6
图3
Fig．3
蒜瓣宽度频数图
Frequencychartofthewidthofthegarlicclove
2．压穴锥播种盘Seedtray
播种盘外圆上均匀分布着圆锥形的压穴锥，压穴锥之间的圆弧距离为大蒜的株距。播种盘每转过1个株距，压穴锥压出1个圆锥形的种穴，保证均匀的株距。结合实际的农艺要求和播种盘的协调性，播种盘每转1周播种8个蒜种，株距为150mm，则
D=
式中
nt
π
D—播种盘的直径（mm）；n—1个周期内下落的蒜种数；t—株距或穴距（mm）。
图4
Fig．4
蒜瓣高度频数图
t=150mm带入上式得到D=382．2mm。将n=8，
根据大蒜的外形尺寸和农艺要求，压穴锥的大径
Frequencychartoftheheightofthegarlicclove
为25mm，小径为19mm，高度为35mm。这种压穴锥压出的种穴呈上大下小的圆锥形，能够保证大蒜顺利落入种穴，并保持直立。2．3
盘形凸轮机构
凸轮是一个盘形构件，如图7所示
。
图8Fig．8
1．中心轴
2．凸轮图7Fig．7
3．下种管
4．挡板
导种管
Theguidetube
1次出口的内径尺寸为29mm，其锥角为5°～7°，
仅能下落1粒蒜种，且由于蒜种的只心在大头端，蒜种在导种管下落时可以在摩擦力的作用下自动调整蒜种方位，使大头端朝下、鳞芽向上
［16］
5．排种管6．压穴锥7．播种盘
盘形凸轮机构Platecammechanism
。
与凸轮组成直动顶尖从动件盘形挡板是从动件，
凸轮机构。此机构能够使凸轮带动挡板做有规律的直线往复运动，控制蒜种的落下。凸轮转动，带动挡板向右移动，排种管和下种管连通，蒜种落下；播种盘继续带动凸轮转动，挡板在凸轮推程过程中向左移动，阻断播种管和下种管的连接，如此往复。
凸轮和播种盘同心并排固定在中心轴上，播种盘转动时带动凸轮转动。当播种盘转过1个株距，压穴锥压出1个圆锥形的蒜种穴，凸轮便带动挡板向右移动1次；播种管和下种管连通，此时蒜种由播种管下落到下种管中，保证每压出1个蒜种穴便下落1粒蒜种。
根据整个机构的尺寸规划和挡板的运动规律，利用图解法对盘形凸轮机构进行设计，结果如表2所示。
表2
Table2挡板半径/mm
基圆半径/mm
盘形凸轮机构参数Parametersofdisccammechanism挡板最大升程/mm
凸轮推程角/（°）
远休止角/（°）
3试验分析
随机选取50个蒜瓣，利用上述大蒜播种机样机进
行田间试验，分析蒜种落土后鳞芽朝向、直立程度和株距情况，试验重复3次，结果如表3和表4所示。
表3Table3
鳞芽朝向试验效果Theupwarddegreedofgarlic
合格率/%969896
试验次数鳞芽朝上鳞芽朝下
123
484948
212
由表3可看出：大蒜落土后鳞芽向上的合格率达到了96%以上，此导种管的设计较好地解决了鳞芽朝向问题。
表4
鳞芽直立程度试验效果Theupwardprobabilityofgarlic
合格率/%10098100
Table4
设计内容
回程角近休止角/（°）
/（°）
试验次数
120
30
蒜瓣直立蒜瓣平躺
数据10554018030
123
504950
010
2．4导种管
导种管为弯曲的锥形螺旋状，如图8所示
。
J］．农业装备与车辆工程，2013，51（4）5－8．的研究［
由表4可以看出：大蒜落土后直立度达到98%以上；在这3次试验中，仅有1颗大蒜落土后不是直立的，出现这一特例的原因与土壤的含水率、导种管下口与种穴的距离等有关。
在这3次试验中，株距比较均匀，达到了农艺要求。但是在试验过程中个别蒜种的下落位置和压穴锥压出的种穴位置存在误差，致使蒜种不能播种到种穴中，这个问题需要在后期的研究中进一步改进和完善。
［5］赵丽清，马志勇．大蒜播种机装盘系统蒜瓣定向识别算
J］．农机化研究，2013，35（6）：163－166．法的研究［
．农［6］谢学虎，刘召．大蒜播种机种植机构的设计［J］张永，
2015，31（1）：34－39．业工程学报，
200720021688［P］．2008－［7］马永海．大蒜播种机：中国，
04－09．
［8］倪军．大蒜播种机：中国，200820016731．5［P］．2008－11
－05．
［9］王迪福．大蒜播种机：中国，20082002800．8［P］．2008－
09－03．
［10］杨国立．大蒜播种机：中国，02214834．5［P］．2003－04
－23．
［11］刘赞东，02148764．白玉成，王文堂．大蒜栽植机：中国，
2［P］．2004－06－02．
［12］林悦香，尚书旗，杨然兵，等．大蒜生产机械的现状与发
J］．农机化研究，2012，34（3）：242－246．展［
［13］郭毅，于丽颖，等．大蒜播种机机械的研究现状张祖立，
［J］．农机化研究，2009，31（6）：221－223．
［14］韩秋燕，余娟，等．插穴式蒜瓣自动定向大蒜播种郝杰，
201320389636［P］．2013－07－02．机：中国，
［15］王小瑜，崔荣江，荐世春．大蒜种体形态分析及植株收
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［16］荐世春，刘云东．大蒜播种机蒜瓣自动定向控制装置的
J］．农业装备与车辆工程，2009（10）：28－试验研究［29．
4结论
该插穴式蒜瓣自动定向大蒜播种机很好地解决了
大蒜播种株距不均匀、鳞芽直立程度和蒜种鳞芽方向朝上的难题。试验结果表明：此大蒜播种机的锥形螺旋导种管能够使大蒜落土后鳞芽向上的合格率达到96%，压穴锥能够使直立度达到98%，盘形凸轮机构和播种盘能够保证比较均匀的株距，达到农艺要求。参考文献：
．农机化［1］王方艳．大蒜播种机主要部件的设计及分析［J］
2010，32（8）：90－93．研究，
［2］高迟，李绅淑，等．大蒜鳞芽方向识别的实验研薛少平，
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［3］林悦香，．杨然兵，等．大蒜直立播种机设计［J］尚书旗，
2013，35（10）：87－89．农机化研究，
［4］李瑞川，曲殿伟，等．某大蒜播种机单粒排种装置孙雪，
DesignＲesearchofPlug－holeAutomaticOrientationGarlic
PlantingMachine
HanQiuyan1，WangXiaoyu2，HaoJie1，XieLijun1，YuJuan1
（1．YantaiAutomobileEngineeringVocationalCollege，Yantai265500，China；2．ShandongAgriculturalMachineryＲe-searchInstitute，Jinan250100，China）
Abstract：Inordertoimprovetheuprightdegreedandtheupwardprobabilityofgarlicduringthesowingprocess，toen-suretheuniformityofplantspacing，anewkindofgarlicplantingmachinewasdesigned，themachinehasataperedspi-ralpipe，pressureholeconeandplatecammechanism，throughexperiment，theconicalspiralpipeofthegarlicseedercanimprovetheupwarddegreedreached96%，thepressureconecanimprovetheuprightprobabilityreached98%，thedisccammechanismcanensuretheuniformspacing，thenewgarlicplantingmachineisreliable，canimprovethesowingqualitysignificantly．
Keywords：garlicplantingmachine；plug－hole；automaticorientation
2009年6月 农机化研究 第6期
大蒜播种机械的研究现状
郭 毅
1
,张祖立
1
,于丽颖
2
,张旭东
3
(1.沈阳农业大学工程学院,沈阳 110161;2.辽宁农业职业技术学院,辽宁营口 115009;3.辽宁省农业
机械化研究所,沈阳 110161)
摘 要:介绍了大蒜自身价值和种植情况,由于蒜种的形状和栽种的特殊要求,国内外大蒜栽种机械的研究缓慢,而人工栽种生产率很低,所以迫切需要一种实用的大蒜播种机械。为此,分析了目前国内外大蒜播种机械的发展状况,对其按动力来源进行分类介绍,说明其实际工作状况,并对国内现有专利产品进行参数统计。关键词:大蒜;播种机械;研究现状
中图分类号:S223.99 文献标识码:A
:(2009)06-0221-03
0 引言
大蒜营养丰富,,抑菌、,、糖尿病、心脏病及胃肠等癌症有减轻症状及治疗作用。我国是大蒜的最大生产国,年产量大约占世界总产量的1/4。近年来,大蒜越来越受国内外的广泛关注,栽种面积呈逐年上升趋势。大蒜具有不规则外型,而且在栽种过程中一般要求直立栽种,导致长期以来只能依靠人工进行栽种,劳动强度大,生产率低,生产成本大大提高,因此迫切需要开发大蒜播种机械。国外已有成型的种植机械,很好地实现了单粒精密播种,但大蒜瓣尖直立得不到有效控制。国内虽然已有一些厂家和科研机构着手研发此类产品,也取得了一定的成功,但设计都存在一定问题,影响大蒜的播种质量,亟待改进和完善。
。1.我国现在大蒜还是以手工栽种,劳动强度大,生产率低。以播种蒜瓣为例,每个成年劳动力每天仅能播种133.3m。每插播666.67m的大蒜需要付费150元,成本很高,而且在农忙季节经常出现无人可以
2
2
雇佣的现象,导致大蒜播种面积减少。因此,实现大蒜栽种机械化成为发展大蒜产业的迫切需要。目前,国内已有研究院所和企业着手开发大蒜播种机械,而且取得了一些研究成果。根据查阅有关专利文献来看,中国目前已有8种以上大蒜播种机械,但在设计上都存在一定的问题,影响大蒜的播种质量,难以大面积推广应用。
2 现有大蒜播种机械及参数统计
2.1 现有大蒜播种机械
1 大蒜播种机械国内外发展现状
1.1 国外发展现状
当前大蒜播种机械并没有统一的分类标准,而且其关键部件的设计千差万别,不利于分类。因此,本文就动力来源对其进行分类。2.1.1 人畜力提供动力
发达国家(如美国、法国等)人少地多,大蒜栽种主要采取规模化和专业化栽种,其栽种机械并不适合我国的国情。目前,国外的大蒜机械的专利技术主要集中在韩国和日本,其他国家(如美国、荷兰和法国)等也有少量专利。其中,韩国关于大蒜播种机械的专利就有16种以上,日本有8种以上。其他国家只是针
收稿日期:2008-09-8-28
基金项目:辽宁省自然科学基金项目(20052127)作者简介:郭 毅(1983-),男,辽宁大连人,硕士研究生,(E-mail)
guoyi-830512@163.com。
通讯作者:张祖立(1953-),男,辽宁大连人,教授,博士生导师,(E-mail)zhangzl@syau.edu.cn。
该种机型结构简单,价格便宜,虽然相对于人工播种效率有所提高,但并非很大,而且播种质量一般。典型机型有印度旁遮普大学研制的一种人力单行播种机(如图1所示)。该机的工作效率为3人每天可播种0.3～0.4hm,播种效果较好。
另外一种是我国新疆克孜勒苏克尔克孜自治州农机推广站研制的2DBQ—2型便携式大蒜播种播种器(如图2所示)。该机主要由排种斗、手柄、排种导管、限深挡板和鸭嘴等组成,工作效率为每人每天播种0105～0.08hm,播种过程中实现种子的调头和直立。
2
2
2009年6月 农机化研究 第6期
该机主要是通过人手工完成调头后将种子放入导种管中;种子由导种管滑入已经由人力压入土壤中的鸭嘴中;然后,将机器上提,鸭嘴打开,蒜瓣滑下,同时周围的土壤随着鸭嘴的上提滑入种穴中,完成覆土,从而完成蒜瓣播种。该播种器播种效果较好,而且还可以播种棉花,通用性较好
。
方向控制器和播种器等构成。设计功率参数为一次完成5行播种,行距为17.5cm。该机大蒜直立率高,能满足大蒜播种要求;生产率高,日栽种大蒜为0.33～0.40hm,是人工栽种效率的25倍。该机通过取种勺旋转从种箱取种,利用刮种板刮去多余蒜瓣,实现单粒取种;然后,种子进入瓣尖控制装置;蒜瓣在瓣尖方向控制器内运动时(如蒜瓣瓣尖落入时)已经向上,蒜瓣在自重的作用下顺利通过;如蒜瓣落入时,瓣尖横着或向下,则蒜瓣经过调头器作用使蒜瓣尖向上;蒜瓣尖已向上的蒜种由导蒜管进入瓣尖直立控制管内腔经落蒜口掉进已开出的种沟中,在回土的作用下固定蒜种,瓣尖直立控制管则保证蒜种无阻碍地通过,后面的覆土器覆土,。,只能保证下落过程中,,而且直立,经蒜农使用后,反映其
2
图1
入沟后直立率不高,因此该机型未能大面积推广
。
图3 荷兰DutchvallyPLMMechanicalOnion/Ggarlic
Planter
1.排种斗 2.手柄 3.排种导管 4.鸭嘴开关控制板
5.踏板 6.鸭嘴组合
图2 2DBQ-2型便携式大蒜播种播种器
2.1.2 机械提供动力
该机型通过机械对播种机具的悬挂或者半悬挂进行播种,一次播种数行,生产率高,并且可同时进行其他作业。在农艺学上可以有效保证大蒜栽种的要求,栽种效果较好。
典型的机型有荷兰Dutchvally公司的12行大蒜
播种机(如图3所示),结构非常精巧,采用半悬挂系统,地轮提供动力,工作性能良好,但价格昂贵,不能在我国大面积推广。
还有一种是由中国农业机械化科学研究院及有关单位联合研制开发的2ZDS-5型自走式大蒜栽植机(如图4所示)。该机型在设计时旨在攻克大蒜机栽时蒜种自动喂料、蒜种落下时瓣尖向上控制、栽种入土时瓣尖直立控制以及落种过程中防堵与防损伤等技术难点。它主要由机架、动力源(柴油机或汽油机)、行走轮系、传动机构、离合器、排种器、大蒜瓣尖
图4 2ZDS-5型自走式大蒜栽植机
2.2 大蒜播种机械的参数统计【出蒜机器视频】
为了设计出适合大蒜栽种农艺要求的大蒜播种机械,有必要对国内现有专利产品的技术做全面的了解。目前,国内主要的几种大蒜播种机械的参数统计如表1所示。
表1数据说明,现有的播种机械在播种均匀性上较差,播深不稳定,不易控制,蒜瓣方向控制技术没有得到解决,其播种不能适应不同地区或不同种类蒜种
2009年6月 农机化研究 第6期
的播种要求,且实际应用中工作状况不能达到要求,
专利名称
发明人
播种行数/行配套动力
531662
不能大面积推广。
蒜瓣方向控制栽种方式播深均匀性覆土器
有无无手动控制无无
锄产式开沟锄产式开沟锄产式开沟插穴锄产式开沟锄产式开沟
一般一般不稳定一般一般一般
有有有无无无
地轮橡胶轮胎橡胶轮胎钢轮带凸边钢轮凹形铁轮凹形铁轮
导向轮限深轮兼导向轮有无无无无
表1 国内大蒜机械参数表排种器转勺式排种器带有种穴的传送带水平圆盘式排种器转桶式分种器窝眼轮式带有种穴的传送带
2ZDS-5大蒜中国农业机械柴油或者汽油机人畜力人力机动车辆机动车辆机动车辆
播种机科学研究院
大蒜播种机杨国立杨吉宽大蒜播种机大蒜播种机大蒜播种机大蒜栽种机
韩效孟王连增楮洪柱孙怀宝
2.3 大蒜排种器
由于大蒜不规则的外形,而且在播种过程中要求单粒精密播种,所以排种器的设计成为难点。查阅现有成型的国外大蒜播种器发现,其排种机械主要有3种:一是勺链式排种器;二是转勺式排种器;式排种器,如图5所示,型的取种器,动,使蒜瓣一粒粒通过排种管,完成单粒排种。该种设备已经在韩国一项专利中得到应用,改成机械式凸轮机构振动排种
。
3 结语
,说明了发展。通过动力来源进行分类介、实际工作状况和技术参数,发现现有机械在瓣尖控制技术、播深稳定性和播种均匀性等方面都存在问题,为后续研制大蒜播种装置指明了研究方向。参考文献:
[1] 白玉成,刘赞东,狄明利.大蒜栽植机械的现状及发展趋
势探讨[J].农机化研究,2007(11):247-248.
[2] 金磊.大蒜种植机械设计[D].北京:中国农业大学,2007.[3] 海力力,沙比提,刘占京.2DBQ-2型便携式人工大蒜播
种器[J].新疆农机化,2004(1):24.
[4] 翟力欣,何瑞银,价海明.我国大蒜机械化播种的现状及
前景分析[J].陕西农业科学,2007(2):124-125.
1.勺链式排种器 2.转勺式排种器 3.振动式排种器
[5] 许磊.大蒜的营养价值和食疗保健[J].上海蔬菜,2005
(5):94-95.
图5 3种排种器
ThePresentSituationoftheGarlicPlantingMachine
GuoYi,ZhangZuli,YuLiying,ZhangXudong
1
1
2
3
(1.CollegeofEngineering,ShenyangAgriculturalUniversity,Shengyang110161,China;2.LiaoningAgriculturalCollege,Yingkou115009,China;3.LiaoningprovinceInstituteofAgriculturalMechanization,Shengyang110161,China)
Abstract:Thispaperintroducesthevalueandplantingsituationofthegarlic.
Forthegarlic’sshapeandspecial
plantingway,thestudyonthegarlicplantingmachineprogressesslowlyinandoutofcountry.Fortheproductivityofmanualplantforgarlicisverylow,sothefarmersurgentlyneedanappliedgarlicplantingmachine.Itanalysesthede2velopmentsituationofgarlicplantingmachinesinandoutofcountry,classifiesthembythepower’sorigin,explainthepracticalworkingsituation;doestheparameterStat.orthepatentinexistenceinthecountry;introducesthestudysitua2tiononseedmeter.
Keywords:garlic;plantingmachine;studysituation
大蒜的故事
诸葛亮在养生之道中很重视食用大蒜，说来有因。当时，他曾率百万大军南征，擒拿孟获，由于孟获暗施毒计，把诸葛军马诱至秃龙洞，此地山岭险峻，道路狭窄，常有毒蛇出没，更有瘴气弥漫，蜀兵都染上瘟疫，面临不战自溃的危险。一位老者向他献上解救之计，说：“此地有哑泉、灭泉、黑泉和柔泉四眼泉水，人若饮之，无药可医；又瘴气密布，人若触之，乃可致死。此去正西数里，有一隐士号万安隐者，其草庵前一仙草名韭叶芸香，口含一叶，瘴气不染。”诸葛依言而行，果真全军得以平安。他征战胜利回朝后，得知“韭叶芸香”就是家喻户晓的大蒜。原来，大蒜为百合科多年生草本植物，每株九片叶子，故名九叶芸香，即“韭叶芸香”。科学研究表明，大蒜中植物杀菌素（大蒜素）含量较高，对多种细菌性、真菌性与原虫性感染均有治疗与预防价值。实验还证明把一小瓣大蒜放在口中咀嚼，可杀死口腔内全部细菌。把大蒜压碎放在一滴含有很多细菌的生水里，一分钟内细菌便可全部死亡。大蒜除和消炎、杀菌，降血脂、血压、血糖等外，还可补脑并促进葡萄糖变成大脑能量活跃大脑，改善睡眠。近些年来科学家们还发现大蒜可抑制血液在体内的自发性凝固，防止脑血栓形成，使患糖尿病的血糖下降，增强体内分泌胰岛素的能力，并具有抗癌防癌的疗效。
大蒜这一神奇而古老的药食两用珍品，被称作“健康保护神”。在古埃及，大蒜被大量地配发給奴工，用以维持建造金字塔的体力…
在日本，大蒜被认为可以增強精力，甚至有壮阳的效果…在中国，李時珍在其著名的《本草纲目》中提到，大蒜可以“除风邪，杀毒气...”
在美国，国家癌症研究中心将大蒜列为40多种具抗癌效果的食物之一，美国也把大蒜列为基本保健食品。在德国，几乎人人都喜欢吃大蒜，年消耗量在8000吨以上，近年来更是经常举办欧洲大蒜节。德国大蒜研究所负责人哥特林博士介绍说，大蒜含有400多种有益身体健康的物质，如果人想活到90岁，大蒜应该是食物的基本组成部分。研究还表明，大蒜的营养价值高于人参，应列为保健品之首。所以很多专家提出：“补人参不如吃大蒜”。
据《耶路撒冷邮报》报道，以色列魏茨曼科学研究所的研究人员曾经成功地用大蒜素摧毁了老鼠体内的癌细胞，而老鼠的健康组织始终保持完整。
中世纪，欧洲修道院的修道士们经常食用大蒜来预防瘟疫。前苏联时期，大蒜被称为“盘尼西林”， 大蒜既可调味，又能防病健身，被德国人誉为“天然抗生素”。在德国，几乎人人都喜欢吃大蒜，年消耗量在8000吨以上。世界上最古老的大蒜节和首家大蒜研究所也诞生在这里。【出蒜机器视频】
一日三餐离不开大蒜
德国的超级市场，随处可见各种大蒜食品，而大蒜餐馆、大蒜专卖店等“蒜字号”林立街头巷尾。记者在德国居住多年，认识的德国朋友更是日日离不开大蒜。
记者的邻居马库斯夫人——一位典型的主妇，一日三餐都与大蒜为伍。早餐，他们一家人会吃大蒜面包，还可以根据个人喜好在面包上涂一层大蒜蜂蜜、大蒜果酱等；中餐经常吃蒜头通心粉、蒜头比萨、蒜头炸薯片等；晚餐主食通常是用大蒜油烹调的蒜头牛排、蒜头炸鱼、大蒜烤鸡等，再喝点儿大蒜酒，连饭后的蛋糕、冰淇淋也有大蒜风味儿。作为德国人，她家聚会时的保留菜式就是大家最喜欢的大蒜香肠，以及孩子们热爱的大蒜奶酪火锅。
在德国的达姆施特市，每年举办一届的大蒜节已经有了100多年的历史。节日期间，从用的到看的，从吃的到穿的，统统带有大蒜特色，吸引了成千上万的大蒜美食家。组织者还挑选美貌少女作为“大蒜皇后”，连她戴的“桂冠”也是用大蒜编制成的。而这位“皇后”的任务，就是在全德国巡回宣传吃大蒜的好处。
大蒜生吃效果好
德国大蒜研究所是专门研究大蒜饮食和药理作用的国际机构。研究所专家维斯特教授告诉记者，大蒜含有蒜氨酸和蒜酶两种有效物质。一旦把大蒜碾碎，它们就会互相接触，形成大蒜素，使细菌无法繁殖和生长。因此，食用大蒜一定要捣碎成泥，不要用刀切成蒜末，否则会影响大蒜释放有效成分，而且要先放10—15分钟，让蒜氨酸和蒜酶在空气中结合产生大蒜素后再食用。同时，大蒜素遇热会失去40%以上的药理作用，所以大蒜适宜生食。
维斯特教授还指出，吃大蒜，平衡膳食最重要，要和其他的蔬菜一起吃。同时，为了加强吸收，人们也可选择食用各种全蒜提取制品，如大蒜素胶囊等。
不过，需要注意的是，大蒜吃多了会影响维生素B6的吸收，因此常吃蒜的人要注意补充维生素B6。此外，大蒜也不适合空腹食用。因为大蒜有较强的刺激性，胃溃疡患者和有头痛、咳嗽、牙疼的人，不宜食用大蒜。维斯特教授建议，每天吃2—3瓣大蒜保健功效就不错，多餐分食更佳。
德国推广“大蒜食品计划”
采访中，记者还了解到，德国大蒜研究所连同相关政府部门，正在推进一项旨在改善国民饮食习惯、预防癌症等疾病的“大蒜食品计划”。
在“有可能预防癌症等疾病的重要食品”的金字塔结构图中，大蒜位列顶端。
维斯特教授说，最新研究表明，大蒜含有近400种有效成分，其中S—烯丙基半胱氨酸具有增强免疫力的功效，能激活免疫系统中的T细胞——这种细胞发挥着司令部的作用，命令体内的“防卫部队”捕捉、杀死病毒等外敌。
此外，大蒜对于心血管系统也有很好的保护作用。德国人的许多日常食物，像鸡蛋、香肠、奶酪、咸肉等，吃多了会导致血脂升高。如果同时吃些蒜，血脂上升的趋势就会受到遏制。同时，大蒜中的某些成分还可以降低血压、改善血液循环、控制血栓以及动脉硬化。
更令人惊奇的是，研究发现，经常吃大蒜的人，其癌症发病率要比不吃大蒜的人低近50%。而每周食用1次以上大蒜的人，患肠癌的风险只有不吃的人的一半。
“如果想活到90岁，大蒜应是食物的基本组成部分。”维斯特教授说，不过，饮食中除了大蒜，也应该包括其他蔬菜，这样抗衰老的效果会更好。原因是二战期间抗生素供应不足，战地医生就用大蒜来医治各种伤口感染。
安徽农业科学，Ｊ∞ｒｎａｉ
０ｆＡｎｈｕｉ
Ａ班．ｓｃｉ．２０１２，４０（４）：抛５—２４９６，２５４３
责任编辑夏静责任校对卢瑶
基于工作目标区图的大蒜播种机器人的路径规划
高迟１，张恒１，阎勤劳２。，薛少平２
（１．山东莱芜职业技术学院，山东莱芜２７１ｌ∞；２．西北农林科技大学机电学院，陕西杨凌７１２１００）
摘要［目的］实现大蒜播种机器人作业效率和精确度最优化。［方法］基于工作目标区图的农业机器人导航跟踪原理设置大蒜播种机器人作业的路径规划，经试验验证其可行性。［结果］根据工作目标区图，给出大蒜播种机器人作业路径规划方程。采用由３２位单片机控制的４轮机器人完成作业，选用激光待感器测距．采样周期为ｌｋ｝髟鹏。经多次试验实测。证实机器人的０．４ｎ／ｓ速度行驶，其最大横向偏差为０．０３８ｍ，说明其精度较高。［结论］该作业方案原始数据处理简洁、运算快。节约系统资源，跟踪速度快，精度高、种植效果好。关键词大蒜播种；机器人；路径规划
中图分类号ＴＰ２４２．３
文献标识码Ａ文章编号０５１７—６６１ｌ（２０１２）０４—０２４９５—０２
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（ＳｈａｎｄｏｒＩｇＬ正ｗｕＰｏｌｙｔｅｃｈＩｌｉｃ。Ｌ缸ｗｕ。Ｓｈａｎｄｏｌｌｇ２７１１００）
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ｐｈｎｔｉＩｌｇ幽ｔ．【Ｍｅｔｈｏｄ］Ｂａｓｅｄ
ｏｎｔｈｅ咖ｔｉｏｎ
缸∞ｋｉＩｌｇｐｆｉｎｃｉｐｌ∞ｏｆｔａｒｇｅｔｗｏｒｋｉｎｇｐｌｏｔ，ｔ｜ＩｅｗｏｒｋｉＩｌｇｐａｔｈｏｆｇａ出ｃｐｌ锄ｔｉｒＩｇｍｂｏｔｗ鹊ｄｅｓｉ印ｅｄ，ａｎｄｉ协ｈｍｉｂｉＵｔｙｗａ８ｖｅｒｉｆｉｅｄ．［Ｒｅｓｅｔ］ＢｒｅｅｄｏｎｔＩＩｅｔａｒｇｅｔｗｏｒｌ【ｉｎｇｐｌｏｔ，ｔｌｌｅｓａｍｐｌｉｌｌｇ脚ｅｎｅｙ
ｐａ＆ｐｈ∞ｉｎｇｐｍｇｍｍｗ∞ｐｒｅ卵ｎｔｅｄ．Ｔｈｅｂｕｒ・ｗｈｅｅｌｍｂｏｔｗｉｔｌｌ３２ｂｉｔＳＣＭｗ∞ｅｈｏ∞ｎ，ｔＩｌｅｄｉｓｍｅｅ
ｗａ８
ｄｅｔｅｃｍｄｂｙｌａｓｅｒＢｅｎｓｏｒ。ｔｌＩｅｗａＢｌＫＨ：乙／７ｍ８．Ａｆｌｅｒｍｕｍｐｉｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ８。ｔＩｌｅ瑚ｋｔｅｏｆｌｄｂｅ出ｉｖｅｎａｔ０．４Ｉｎ／８．ＴｈｅｈｔｅｒａＩｄｅｖｉａｔｉｏｎｗ鹊０．０３８ｍ，ｉｎｄｉｃａｔｉｌｌｇｔｈａｔｔｌｌｅ∞ｂｏｔｈａｄｈｉ小ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．［Ｃｏｎｅｌｕｓｌｏｎ］ＴｈｅｏｐｅｍｔｍｇｓｃｈｅｍｅａｎｄｒａｗｄａｔａｔＩ℃ａｔｍｅｎｔｗａ８
ｓｉｍｐｌｅａｎｄ妇，ｗｈｉｃｈ
ｅｏｄｄｓａｖｅｔｌｌｅｓｙｓｔｅｍｒｅ∞ｕｒｃｅｓｍｄｌｌａｄＩｌｉｇｌｌⅡ∞ｋｉＩｌｇｓｐｅｅｄ，ｌｌｉｇＩＩｐ陀ｃｉｓｉ∞粕ｄ９００ｄｐｈｎｆｉＩｌｇｅｆｆｅｃｔ．１‘ｅｙｗｏｒｄｓ
Ｇａｒｌｉｃｐｌ枷ｎｇ；Ｒｏｂｏｔ；ＰａｔｈｐｌａｎｎｉＩｌｇ
大蒜播种不同于小麦玉米播种，大蒜种不仅有方向要求２机器人路径规划的坐标的建立
而且易损伤。不仅怕踩压而且播种深浅，株距都有要求。普图ｌ是为了便于路径规划的进行，提高路径规划搜索的
通的大型农业机械并不适合大蒜播种。因此研制一种小轻
速度和精度，建立的坐标图。由图ｌ可知，设大蒜播种机器
型大蒜播种机器人，对提高劳动效率，提高生产质量和产量
人工作路径五与其中一条坐标轴平行，工作路径蜀为起始很有必要。大蒜播种机器人路径规划是指在农田多环境因路径，图１中与＇，坐标轴平行，也可设为与Ｘ坐标轴平行。
素制约下的的工作环境中，寻找一条最优的从给定起点到终机器人为四轮车，在车身前部和后部分别装置Ａ和Ｂ２个传
点的运动路径，使机器人在运动过程中能较准确地完成大蒜感器，用来定位车的位置。设传感器Ａ点坐标为（兄，Ｋ，
播种。在实际应用中，根据大蒜播种路径明显性的特点，通眈），曰点坐标为（五，Ｋ，巩），正常工作车辆行走方向平行于
常是根据路径精度、所用时间最少来选择一条最优路径。目ｙ轴，垂直于ｘ轴。不考虑机器人的定位问题，在正作目标前关于路径规划的研究很多，主要有人工势场法…、可视图区图上路径规划经过的每个路径品的坐标为（ｘ，ｙ，一），可以法拉１和栅格法ｐ１等。近年来随着人工智能技术的发展，神经由机器人控制器根据工作区特点、田间耕作要求及参考坐标网络瞪Ｊ、鼠群算法旧・等的机器人路径规划研究已取得了很大由计算机自动生成。路径规划的机器人实测位置Ｓ。（五，Ｅ，进展，但适合大蒜播种的却很少。因此笔者对适合农业田问或）（ｉ＝ｌ，２，…，ｎ），通过传感器Ａ，Ｂ的坐标按采样周期Ｔ区域的大蒜播种机器人的路径规划进行了研究。
实时测定。提出的路径规划实际上是由传感器Ａ，Ｂ的实测１机器人路径规划原理
坐标与Ａ、Ｂ点在工作目标区图上生成的坐标。
大蒜播种机器人路径规划的工作目标区是某一块田地。
大蒜播种机器人工作目标区确定以后，其形状大小长宽就确
定了，行走方式也就确定了。结合耕作种植的目的。大蒜播ｌｒ
种机器人在该工作目标区的路径形状和方向也就确定了。
大蒜播种机器人用作播种工作时，其路径为等宽平行的往返
路线，作为一块田地行走过程中不可能有大的障碍，而且精
［
度要求高。因此对于大蒜播种机器人的工作目标区，如果确
工
～
定一个起始点，并相应建立一相关坐标，确定其起始播种方
向，那么工作目标区上的任何一点坐标都可以确定，因此把田１
路径规划算法的坐标示意圈
这一区称为大蒜播种机器人的工作目标区。
３机器人路径规划算法的实现
基金项目国家“十・五”科技攻关项目（２００４ＢＡ５２４８０３诬）；山东中
大蒜播种机器人路径规划在大蒜播种机器人实时定位的
小企业创新资金项目资助（鲁企２０１０（２８））。
基础上实现。在位置定位的基础上，在利用旋转一定车位角度
作者简介
高迟（１９７２一），男，山东莱芜人，副教授，硕士，从事智能控制研究，Ｅ・Ⅱｌａｉｌ：ｗａ＇ｗｇｃｌｌ９＠１６３．ａｍ。｝通讯作者，教授。博
法实现路径规划。这种定位由机器人自身自动完成，是自主士。硕士生导师。
２０ｌｌ—１１．１７
的。根据农业田问耕作原理，并考虑路径规划过程中，数据采
收稿日期
万方数据
安徽农业科学
２０１２年
集、转化、拟合的成本、速度和精度。路径规划问题用数学语言可简单描述如下：设机器人经过的每个路径Ｓ的位置为５（置，Ｋ，晚）（ｉ＝１，２，…。ｎ），位姿角为晟，０是机器人当前所处
位置对坐标轴的方向的方位角。机器人路径规划在定位位置
为Ｓ（置，Ｋ，伪）（ｉ＝１，２，…，，１），位姿角为晟已知的基础上进行，由于路径规划规划是针对大蒜播种机器人的，大蒜播种机器人的车速在稳定工作状态下是一定的，所以路径规划规划过
程中可以不考虑速度的变化，只考虑位置和车位角度的变化，当然车速可以测量也可以控制。路径规划规划过程就是在测的车位角度变化和位置变化的情况下，判断机器人的偏移和相
位，通过调整相应方向来实现实时的路径规划。由于大蒜播种
机器人实时定位位置是不连续的，机器人并不能实时测定自身
的位置，在一个周期中只能定位一系列部连续的点Ｓ（置，Ｋ，见）（ｆ＝１。２，…，ｎ），路径规划就是利用机器人车身上的Ａ、Ｂ两
点坐标来实现。如图２上点Ａ（ｋ，ｋ），曰（瓦，ｋ）和Ｃ（邑，
圪，吒＋。）。点Ａ（ｋ，ｋ）和Ｂ（瓦小ｋ＋。）方向可不考虑。假
定在工作目标图上可生成最佳轨迹如图２虚线，起始坐标为
蜀。Ａ、曰两点在车身上位置固定，但在Ａ８直线上代表位置不
固定，可代表机器人可能运动到相应直线区域上的任意两点。在实现路径规划的过程中，首先根据在工作目标图上最佳路径蜀，和根据Ａ、Ｂ两点实时测得实际坐标数值，瓦。、瓦。、ｙ矾、ｋ的值来确定机器人的运动方位，通过机器人方位与工作目标图上最佳路径蜀的关系来进行路径规划，而不是每个测量值与工作目标图上最佳路径局上的相应点比较，这样速度快精度高，机器人系统成本低。
１．当五。＝ｋ＝Ｘｏ时，机器人车身与路径平行，同时
匕＞ｋ时机器人沿ｙ轴正向运动，否则相反。
２．当五。＝瓦＜Ｘｏ时，机器人车身与路径平行，同时
匕＞ｋ时机器人沿ｙ轴正向，否则相反。
３．当ｋ＝ｋ＞ｘｏ时，机器人车身与路径平行，同时
ｙ聃＞ｋ时机器人沿ｙ轴正向，否则相反。
４．当ｋ＜Ｘｏ，瓦．＜Ｘｏ时，机器人工作与最佳路径左侧，同时当ｋ＞ｋ，ｋ＞ｋ时机器人沿ｙ轴正向靠近最佳路
径运动。
５．当ｙ矾＞ｋ，ｋ＜瓦时机器人沿ｙ轴正向偏离最佳
路径运动，否则相反。
６．当五。＞Ｘｏ，瓦。＞Ｘｏ时，机器人工作与最佳路径右侧，
同时当ｋ＞ｋ，ｋ＞ｋ时机器人沿ｙ轴正向偏离最佳路
径运动。
７．当ｙ曲＞ｋ，Ｌ＜瓦时机器人沿ｙ轴正向靠近最佳
路径运动，否则相反。
８．当ｋ＜Ｘｏ，瓦Ｉ＞ｘｏ，同时当匕＞ｋ时机器人沿靠近
ｙ轴正向跨最佳路径运动。否则相反。
通过以上关系明确机器人运动轨迹后，其中１种情况不
用调整。２、３种情况，按车身方向与最佳路径成４５度角靠近
最佳路径调整。４、７、８种情况，机器人靠近最佳路径不用调整当。５、６，９种情况机器人原理最佳路径需调整。
对于５种情况，当在某时刻偏离了最佳路径，如位于图
万方数据
‘
“蚰）【出蒜机器视频】
／ｌ
妙《ｃ
『～
舳）一
图２
机器人路径规划圈
２ＡＢ直线上任意位置我们可通过如下方法进行规划，首先存在如下关系
Ｋ．－等等
卢。＝ａｒｅｔａｎＫ，当鼍＋。＜Ｘｏ时以＝成一９００
因为此时机器人实际轨迹近似在点Ａ和Ｂ的线上，已经偏离
了最佳轨迹，路径规划的实现为，令机器人旋转车位角度使
图２相位角以＋。变为巩＋。＝％（可根据实际数据调整）进行
调控，速度可不调整。其实际公式为
置一蜀＝ｖｒｃｏｓ（０／２）＋ＦＴＣＯＳ（巩＋ｌ／２）＋＋ｙＬＣＯＳ（Ｏｏ／２）
其中ｙ为车辆速度，ｚ－为采样周期，五为最后一周期需
时间，不到一采样周期。
‘
Ｉ
““）。奎
Ｂ／０ｎ；Ｘ（ｍｍ）一
圈３
机器人路径规划圈
对于第６种情况方法基本相同，如位于图３ＡＢ直线上任
意位置我们可通过如下方法进行规划，首先存在如下关系：
～２１百
，
匕＋Ｉ一匕＋ｌ
晟＝ａｒｃｔａｎＫ，当墨＋。＜Ｘｏ时以＝凤一９０。
因为此时机器人实际轨迹近似在点Ａ和Ｂ的线上，已经偏离
了最佳轨迹，路径规划的实现为，令机器人旋转车位角度使
图２相位角以＋，变为以＋。＝％（可根据实际数据调整）进行
调控，速度可不调整。其实际公式为
—瓦一Ｘｏ＝ＦＴＣＯＳ（０／２）＋ＦＴＣＯ￥（以＋ｌ／２）４－＋ｙ瓦ＣＯＳ（００／２）
ｉ
其中ｙ为车辆速度，ｒ为采样周期，Ｅ为最后一周期需
时间，不到一采样周期。
这种路径规划可以使机器人无限接近最佳轨迹，实现机
（下转第２５４３页）
４０
ｇ４期
粱忠厚林业职业教育对接产业有效逢径探索与实践２５４３
２．６与区域、行业、企业合作育人，创新林业职业教育服务
置、顶岗实习等问题进行了分析与探讨，其主要目的是破解新模式聘请行业专家到学校讲课或担任实习指导教师。
“工学结合”在实践层面上的诸多难题，以增强对学生在校期
积极承担区域、行业的技术开发、技术服务项目，直接面向地
间进行就业能力培养的力度。
方经济社会建设发展主战场进行科学研究和技术推广。湖３．２服务龙头企业发展成果显著林业职业教育对接产业南环境生物职业技术学院以中央财政支持的园艺专业实训在生产性实训、“订单培养”、理实一体化教学等方面实现了基地建设为依托，帮助农民脱贫致富，与企业签定技术服务成员之间多层次、多元化的校企合作，取得明显成效。建立合同，推广成熟的科学技术，形成了长期有效的合作机制Ｈ】。成果发布制度并实现优质资源免费共享，龙头企业积极支持近年来，与当地企业、政府签订科技合作和技术推广项目３０职业院校发展。通过合作科研项目、合作建设实验室项目、
多个。如该校主持的国家９４８项目《工矿区土壤超富集植物企业订单培养建设，在行业（区域）内发挥重要作用并形成一
材料选择及修复技术引进》，中央财政林业科技重点推广示定影响，成为行业或区域内应用技术研发中心、高素质技能范项目《油茶低产林改造技术推广》，中央财政林业有害生物型人才培养中心和员工培训中心。积极承担林业产业化企
防治项目《油茶病虫害可持续技术研究》等重大项目，直接在业的技术开发、技术服务项目，直接面向林业化产业企业发
湖南省内多个县市（区）实施，针对行业、企业生产实际解决展主战场进行科学研究和技术推广。例如，湖南环境生物职了技术难题，培训并提升了技术人员的水平，有效地服务了
业技术学院以中央财政支持的园艺林学、园艺专业实训基地当地经济社会发展。
建设为依托，帮助衡阳金拓天油茶科技有限公司、天虹园林３林业职业教育对接产业所取得的成果
建设公司等，为生产农业产业化企业提供科技支撑，与企业３．１发挥校企产业人才互补功能，促进人才提升与共享
签定技术服务合同，推广成熟的科学技术，形成了长期有效林业职业院校是培养人才的场所，需要有良好的就业市场，的合作机制，取得了良好的社会和经济效益。
在培养过程中需要一支双师型的教师队伍，需要到企业进行参考文献
锻炼；而企业是用人单位，有用人的需求，同时也需要对企业［１】宗小兰．新农村建设背景下政府对农业职业教育的支持［ＪＬ农业科技
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激光传感器测距，采样周期１ＫＨｚ＿．／ｍ８。选取以ｘ一轴为机器人路径的最有规划，并且计算量较小，反应速度快。并且器人００方向的适当坐标，平行于Ｘ一轴进行试验。进行了多提高精度可通过提高采样频率实现。当然当移动速度快时次试验。图４为机器人随行驶距离的变化的试验曲线图，该
会降低控制精度。
图为机器人以０．４ｎｖ＇ｓ速度行驶，取４次试验平均值的仿真对还存在的其他可能情况，实际上可归人以上情况，在
图，其最大横向偏差为０．０３８ｍ，可见其精度较高。实际设计中编程中可灵活处理。该方法实际是用实测坐标５结语
值与工作目标图给定的最佳路径值比较调整实现。基于工作目标区图的农业机器人导航跟踪的原理，适于４试验验证
机器人在工作前，工作目标就已经能够预知确定的特定情试验采用由３２位单片机控制的４轮机器人完成，选用
况，特别是像播种机器人，并且该原理数据处理简洁，运算快，节约系统资源，跟踪速度快，精度高，种植效果好。
参考文献
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万方数据
基于工作目标区图的大蒜播种机器人的路径规划
作者：
作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
高迟， 张恒， 阎勤劳， 薛少平
高迟,张恒(山东莱芜职业技术学院,山东莱芜,271100)， 阎勤劳,薛少平(西北农林科技大学机电学院,陕西杨凌,712100)
安徽农业科学
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