摘要：移栽机仿形及高度自行调整技术是提高移栽机作业效率和作业质量的关键，尤其在丘陵山区，对于移栽机底盘有着更高的要求。针对丘陵山区农业机械通过性差、车身难以保持稳定等问题，研究设计了油菜移栽机仿形及高度自动调整技术，为丘陵山区油菜移栽机的推广应用提供了参考。

　　关键词：丘陵山区,油菜移栽,仿形,自行调整

　　1.引言

　　我国丘陵山区农田地块小、不规则、坡地多、地形复杂，道路运输困难，同时受劳动力外流及经济水平的制约，导致丘陵山区农业机械化水平低、作业安全性差、农业机械化发展缓慢。但丘陵山区占地面积广，粮食及油料作物产量在农业生产中所占比重较大。传统的油菜种植方式效率低下，劳动强度大，提高丘陵山区农业机械化水平对我国农业经济的整体发展具有重要意义。丘陵山区农业机械化发展除了要保证机械本身的作业质量外，还要提高农业机械的行走通过性和适应性，而且应考虑如何平衡由于地形、车体受力以及机械本体运动等因素引起的车体姿态变化，从而提高机械作业的安全可靠性。因此，对于丘陵山区移栽机作业相比平原地区移栽作业面临着更大的挑战。目前国内外丘陵山区农业机械研究正朝微型、多功能方向发展，主要通过降低重心、单维度仿形、变地隙和变轮距使行走底盘更加稳定，从而具有较高通过性和地形适应性。在丘陵山区移栽作业的另一个关键点是如何通过仿形和高度调节技术保持移栽质量的稳定性。研究探讨丘陵山区油菜移栽机仿形及高度自行调整技术，以提高油菜机械化种植的效率和质量。

　　2.油菜移栽机仿形技术

　　移栽机自动仿形技术是指利用先进的控制系统和传感器，使移栽机能够根据移栽地形变化，自动调整移栽深度并保持其一致性，以实现对作物的精准移栽。这项技术的主要目的是提高移栽机的适应性和灵活性，以适应不同地形和不同环境的移栽需求。具体来说，移栽机自动仿形技术包括以下关键点：

　　2.1传感器系统：利用各种传感器（如距离传感器、光电传感器、角度传感器等）实时监测地形的变化以及环境的影响。

　　2.2控制系统：通过先进的控制算法和系统，将传感器获取的信息转化为控制指令，实现对移栽机各项参数的实时调整。

　　2.3自动调整功能：移栽机能够根据传感器获取的信息，自动调整移栽深度，以确保移栽效果和作物生长的需要。这项技术的应用可以大大提高油菜移栽的效率和质量，增加油菜的产量和品质，为农民带来更多的经济收益，同时极大地提高移栽机的智能化水平，减少人工干预，提高作业效率和质量。

　　地形仿形技术是实现油菜移栽机在丘陵山区地形中稳定作业的关键。该仿形通常通过机械传感和液压执行相结合的方式来实现，在水田、丘陵以及部分旱地等地形环境较差的田间应用较多。该技术主要通过传感器或机械结构实时反馈地面信息，控制系统根据地面信息调整移栽机的姿态，以保证移栽机在起伏不定的地形中稳定作业[1]。这种仿形方式的主要组成部分为机械传感机构、升降机构及液压执行系统等，机械传感机构大致包括仿形轮、仿形拖板及推拉连杆等，而液压执行系统则包括电磁阀、仿形阀及升降油缸等。如图1所示，利用滚轮或拖板等感知地面起伏信息，当滚轮或拖板遇到凸起或凹陷的地面时，回转臂转动，再通过机械结构或者传感器等，将波动传递到液压泵或者控制中心，控制执行机构做出相应动作，实现整个机器的姿态变化，以保证插植深度不变[2]。

　　3.油菜移栽机高度自行调整技术

　　油菜移栽机高度自行调整技术的原理是通过传感器感知地形的高度差异和作物的生长情况，实现对移栽机高度的自动调整。其设计包括传感器系统、控制系统和执行系统三个部分。

　　在传感器系统中，利用激光雷达传感器和摄像头传感器，实时感知地形的高低起伏和作物的生长情况。通过激光雷达传感器获取地形的高度数据，摄像头传感器获取作物的生长情况，为控制系统提供准确的输入数据。控制系统采用先进的控制算法，根据传感器系统获取的数据，实时计算出移栽机的最佳高度，以适应不同地形的起伏和作物的生长情况。控制系统还包括人机交互界面，方便操作人员监控和调整移栽机的工作状态。

　　执行系统是油菜移栽机高度自行调整技术的执行部分，通过液压系统或电动执行装置，实现对移栽机高度的快速、准确地调整。执行系统根据控制系统的指令，实现对移栽机的升降和倾斜，确保移栽机在不同地形和作物生长情况下的稳定工作。终端执行机构一般有电动推杆或者液压推杆等。

　　电动推杆是一种电动执行器，通常用于线性运动控制，可以实现物体的推拉或升降。电动推杆调节是指通过控制电动推杆的电机和控制系统，实现对推杆线性运动的速度、位置和力的调节。

　　油菜移栽机高度自行调整技术的设计优化，能够有效地提高移栽机的适应性和稳定性，为油菜生产提供了重要的技术支持[4]。

　　3.1液压系统调节

　　液压系统调节是实现油菜移栽机高度自行调整的重要手段。通过液压系统调节，可以快速、准确地实现移栽机作业高度的调整，以适应不同地形和作物生长的需求。

　　通常，仿形机构与液压阀之间有连杆连接。另外，也有电控系统的液压调节技术，利用电磁阀等元器件，通过控制系统来控制液压泵流量，从而实现推杆的升降功能。液压升降系统的工作过程通常包括以下几个步骤：（1）液压泵启动并向液压缸供应压力油，使液压缸活塞向上运动。（2）当达到所需高度或承载力时，液压阀会对液压泵进行控制，停止或减小液压缸的升降速度。（3）当需要降低物体时，液压阀控制液压缸的油液回流，从而使液压缸活塞下降。液压升降系统具有结构简单、升降平稳、可靠性高等优点，因此在各种机械设备中得到广泛的应用。

　　3.2传感器反馈调节

　　传感器反馈调节是指利用传感器采集到的实时数据作为反馈信号，通过控制器对系统进行调节，以实现系统的稳定性、精度和性能要求。这种反馈调节方法广泛应用于工业自动化、机器人控制、汽车电子、航空航天等领域。在移栽机上的应用是通过传感器实时获取地面信息和作物生长信息，控制系统根据这些信息调整移栽机的高度。该调节方式具有实时性和准确性的特点，能够更好地适应复杂多变的丘陵山区地形和作物生长环境。

　　目前仿形中应用的传感方式主要是角度传感器和陀螺仪，安装在农用机械上的使用效果还不是太理想，是否可以利用其他精度更高的传感方式令仿形效果更好，此问题还有待研究[5]。

　　4.实验结果分析

　　为了验证仿形及高度自行调整技术在油菜移栽机上的应用效果，进行了实验研究。实验结果表明，通过仿形及高度自行调整技术，油菜移栽机在丘陵山区地形中表现出良好的稳定性和适应性，提高了油菜种植的效率和质量。具体数据如表1所示。

　　5.结论

　　本文探讨了丘陵山区油菜移栽机仿形及高度自行调整技术的应用，取得了显著的成果。丘陵山区地势起伏，不同地块的地形高低不平，油菜移栽机在丘陵山区的应用更加需要具备自适应地形的能力，以提高移栽效率和作业质量。通过引入先进的控制系统和传感器技术，使得移栽机能够精准地适应地形变化，而高度自行调整技术则确保了移栽作业的稳定性与一致性。研究不仅验证了仿形及高度自行调整技术在丘陵山区的实用价值，还为该技术的进一步优化提供了理论支持。

       参考文献

　　[1]刘平义,王春燕,李海涛,等.丘陵山区农用仿形行走动态调平底盘设计与试验[J].农业机械学报,2018,49(02):74-81.

　　[2]胡建平,刘育彤,张永辉,等.草莓移栽机控制系统设计与试验[J].中国农机化学报,2024,45(02):101-106.DOI:10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2024.02.015.

　　[3]汪志远.大田机械化移栽技术与装备研究进展[J].南方农机,2024,55(03):70-72.

　　[4]吕志军,黄会男,吴疆,等.电动履带自走式烟苗移栽机关键部件设计与田间试验[J].农业开发与装备,2023,(12):127-130.

　　[5]李沐桐,官晓东,祝露,等.菠萝田间标准化栽植技术探讨与种苗宜机化处理方法研究[J].南方农机,2023,54(24):42-48.