●叢書序
序
前言
第一章 全球草莓產業及機械化生產現狀與趨勢 1
第一節 全球草莓種植現狀 1
一、草莓的價值 1
二、草莓栽培的歷史 2
三、草莓的種植模式 3
四、全球草莓的種植規模與分布 6
五、我國草莓的種植規模與分布 7
六、我國草莓的生產現狀與特點 8
第二節 草莓的生產管理作業 9
第三節 草莓生產的作業裝備現狀 12
一、歐美草莓生產作業裝備現狀 12
二、日韓草莓生產作業裝備現狀 18
三、我國草莓生產作業裝備現狀 20
第四節 我國溫室草莓生產作業裝備的發展目標 24
參考文獻 25
第二章 草莓的特性與溫室栽培農藝特點 28
第一節 草莓的植物學特征 28
一、草莓植株 28
二、草莓秧苗 30
第二節 草莓的物理特性 31
一、草莓穴盤苗的物理特性試驗 31
二、草莓葉柄的物理特性試驗 33
第三節 草莓的力學特性 35
一、草莓穴盤苗的力學特性試驗 35
二、草莓葉柄的力學特性試驗 40
第四節 草莓的長季節栽培 41
第五節 溫室草莓栽培的環境特征 41
一、高壟草莓栽培 41
二、高架草莓栽培 43
第六節 溫室草莓栽培的農藝特點 46
一、土壤、基質管理 46
二、移栽 47
三、施藥 49
四、授粉 51
五、采收 51
第七節 溫室草莓生產機械化的特殊性 52
一、草莓的特性 52
二、行走要求 53
三、操控模式 55
參考文獻 58
第三章 溫室草莓生產管理的智能底盤技術與裝備 60
第一節 溫室草莓管理作業對底盤的要求 60
一、溫室草莓生產對底盤的要求 60
二、高架間移動作業對底盤的特殊要求 60
三、跨壟移動作業對底盤的特殊要求 61
第二節 高架底盤與導航技術 61
一、高架輪式底盤設計 61
二、高架履帶底盤設計 65
三、基於光電開關圓弧陣列的沿邊導航方法 67
第三節 仿形行走高壟輪式底盤與技術 82
一、仿形行走高壟輪式底盤總體方案設計 82
二、高壟仿形部件設計 84
三、高壟仿形行走的 EDEM 仿真與方案改進 86
第四節 底盤通用化技術 96
一、輕簡智能控制的提出 96
二、遙控極少干預的輕簡智能控制技術模式 98
三、多作業模塊快速換接與自主匹配技術 100
第五節 樣機開發與試驗 103
一、沿邊導航輪式底盤開發與試驗 103
二、跨壟仿形行走底盤開發與試驗 109
參考文獻 114
第四章 高架草莓生產的智能基質攤鋪技術 116
第一節 引言 116
一、立體栽培的基質管理需要 116
二、立體栽培的基質填換方式 116
三、高架栽培的基質機械化填換問題 117
四、高架栽培的基質機械化攤平問題 118
第二節 基質特性與自動裝填方案構思 119
一、栽培基質的流動特性 119
二、方案構思 122
第三節 面向高架栽培的基質移動攤鋪機開發 127
一、整機方案與工作原理 127
二、基質箱出料裝置設計 128
三、浮動式雙側落料與攤平裝置結構設計 131
第四節 面向高架栽培的基質堆料裝箱機開發 133
一、整機方案與工作原理 134
二、自動鏟料機構設計 134
第五節 樣機研制與控制實現 135
一、基質堆料裝箱機開發 135
二、高架基質攤鋪機開發 136
第六節 試驗驗證 137
一、基質堆料裝箱機性能試驗 137
二、自動攤鋪部件性能試驗 140
三、自動攤鋪整機性能試驗 142
參考文獻 146
第五章 溫室草莓秧苗自動移栽技術與裝備 147
第一節 草莓苗自動移栽機的總體方案設計 147
一、草莓苗移栽的特殊性 147
二、高架與高壟移栽作業的差異性 147
三、移栽機總體方案設計 148
第二節 草莓大苗移栽的取苗爪研發 153
一、取苗爪總體方案設計 153
二、電動式定角直插式雙指四針取苗爪結構設計 156
第三節 高架草莓苗換向變距設計 160
一、弓背朝向調整方案設計 160
二、電動換向變距的參數設計 161
三、電動換向變距的開發 163
四、氣動換向變距的開發 166
第四節 設計 172
一、高壟與高架的總體方案 172
二、高壟打孔試驗 174
三、高架打孔試驗 176
第五節 便捷換盤-間歇設計 180
一、便捷換盤-間歇總體方案設計 180
二、高壟草莓苗移栽機載便捷換盤-間歇 182
三、高架草莓苗移栽機載便捷換盤-間歇 184
第六節 高壟草莓苗全自動移栽機的研發與試驗 185
一、整機開發 185
二、高壟草莓苗的前打孔-後放苗移栽協調控制 188
第七節 高架草莓苗全自動移栽機的研發與試驗 196
一、整機開發 196
二、控制優化 199
三、現場移栽試驗 207
參考文獻 213
第六章 溫室草莓自動施藥技術與裝備 215
第一節 高架草莓側向擺動式小型施藥機設計與試驗 215
一、草莓特殊施藥要求 215
二、噴施方案 215
三、總體結構與工作原理 216
四、關鍵部件設計 217
五、擺動式側向微風霧化棚內噴霧試驗 218
六、結論 220
第二節 草莓植株的側傾微風送施藥方案與仿真分析 220
一、側傾微風送施藥方案的提出 220
二、霧滴運動/沉積特性研究的必要性 221
三、霧滴群體沉積運動模擬仿真 221
四、基於CFD的霧滴沉積規律分析 223
五、輔助氣流場測定試驗與分析 226
六、霧滴運動軌跡數學模型 230
第三節 草莓植株風振試驗研究 231
一、風速對草莓植株花序損壞試驗 231
二、草莓葉片葉柄的風振運動特性試驗 232
第四節 高架草莓側傾微風送施藥機設計 244
一、總體方案設計 244
二、關鍵部件設計 245
三、樣機開發 247
第五節 側傾微風送施藥機棚內施藥試驗 248
一、試驗材料 248
二、標定 249
三、試驗方法 250
四、樣本處理 252
五、霧滴沉積分布規律分析 254
參考文獻 260
第七章 溫室草莓生產的其他智能技術與裝備 261
第一節 溫室草莓智能授粉裝備與技術 261
一、草莓授粉的特殊性 261
二、草莓機械化授粉的問題 261
三、草莓智能授粉總體方案設計 263
第二節 溫室草莓智能采摘技術與裝備 271
第三節 溫室草莓生產智能裝備的發展趨勢 274
一、與農藝的深度融合 274
二、全程化 277
三、信息化 277
四、休閑化 278
參考文獻 278

溫室種植已成為我國農業機械化的主要短板和重點發展領域，溫室環境和園藝作物的特點及其種植的特殊農藝，使傳統適用於大田的機械化作業模式和裝備方案沒有用武之地。本書以溫室草莓種植為對像，以裝備的小型化、自動化、輕簡化為目標，開展了通用底盤與導航技術和基質攤鋪、移栽、施藥、授粉、收獲關鍵作業裝備與技術研發，並對其與農藝深度融合、全程化、信息化、休閑化的未來發展趨勢和路徑進行了展望。 本書內容面廣，體繫鮮明，既反映我國智能農業裝備領域的近期新研究進展，又注重讀者廣度與學術深度的結合，適合廣大設施農業與裝備智能化技術愛好者和研發人員閱讀。