一种番茄穴盘苗育苗移栽所需钵体基质粘结力测量及计算方法
【专利摘要】本发明公开了一种番茄穴盘苗育苗移栽所需钵体基质粘结力测量及计算方法，其特征在于其步骤如下：(1)分析得出钵体基质与穴盘壁的粘结力(2)分析得出当钵体基质拔出的过程中所需的摩擦力(3)分析得出，要使钵体松动，有其中：为使钵体基质松动的拔出力，为钵体基质与穴盘壁的摩擦力，为钵体基质与穴盘壁的粘结力。采用本发明方法通过一种穴盘苗育苗移栽所需钵体基质粘结力测量及计算方法，最终得出育苗移栽移出基质所需克服的粘结力，从而得出移栽育苗所施力，对移栽效果造成较小影响减少损失。
【专利说明】
一种番茄穴盘苗育苗移栽所需钵体基质粘结力测量及计算 方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种番茄穴盘苗育苗移栽所需钵体基质粘结力测量及计算方法。
【背景技术】
[0002] 番茄穴盘育苗技术是番茄生产向规模化、集约化、产业化发展的重要环节。利用穴 盘进行番茄育苗最大特点可提高秧苗的质量及定植成活率，育成的秧苗适于长途运输，然 而在育苗移出钵体过程中，需克服钵体基质粘结力，若用力过大或过小都会对移栽效果造 成影响，造成损失。因此，本发明所要解决的技术问题是用一种番茄穴盘苗育苗移栽所需钵 体基质粘结力测量及计算方法，来得出育苗移栽移出基质所需合适的力，对移栽效果造成 较小影响减少损失。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种番茄穴盘苗育苗移栽所需钵体基质粘结力测量及计算 方法。
[0004] 一种番茄穴盘苗育苗移栽所需钵体基质粘结力测量及计算方法，其特征在于其步 骤如下：
[0005] (1)求出钵体基质与穴盘壁的粘结力
[0006] (2)分析当钵体基质拔出的过程中所需的摩擦力/。
[0007] (3)由分析可知，要使钵体松动，有
[0008] F之7 + P (A)
[0009] 其中：戶为使钵体基质松动的拔出力，7为钵体基质与穴盘壁的摩擦力，戶为钵体基 质与穴盘壁的粘结力。
[0010] 根据所述的步骤(1)中其特征在于其步骤如下：
[0011] 钵体基质与穴盘壁的粘结力戶包括穴盘格四周与底部的粘结力，由穴盘材料、穴盘 格大小、钵体成分、含水率等因素决定，假定钵体基质与穴盘壁四周都是均匀接触的，这里 的均匀指的是基质的比例成分与接触面积都是均匀的，那么钵体基质与穴盘壁的粘结力可 以表示为
[0012] Ρ= ΔΡ . S (B)
[0013] 上式中，△ P为单位面积的粘结力，S为钵体基质与穴盘壁总的接触面积。那么间接 认为A P由穴盘材料、穴盘格大小、钵体成分、含水率等因素决定。那么对于实际的粘结力 P，有
[0014] P < Δ P . Sail (C)
[0015] 其中Sall为钵体基质最大的接触面积，即钵体与四周壁及底面完全接触时的面积 总和。
[0016] 根据所述的步骤(2)中其特征在于其步骤如下：
[0017] 在钵体被拔松瞬间，钵体基质与穴盘壁之间在四周的接触面上具有相互运动的趋 势，即为这里所求的滑动摩擦力：?、.τ?、7^;、ir。
[0018] 所述7^定义为钵体基质与上表面的滑动摩擦力，主要由拔出机构对基质的正压力 FN产生A =6,.cos炉（D)，其中识为夹持力与穴盘壁之间的夹角，即可表示为
[0019] fup = yFNu = yFgrip · cosa (E)
[0020] 其中μ为钵体基质与穴盘壁的滑动摩擦系数，取决于基质材料与穴盘材料。a为夹 持力Fgrip与垂直于穴盘上壁方向的夹角。
[0021] 所述;TJ定义为左侧面的摩擦力，有
[0022] fleft = yFNl=yFgrip · cosP (F)
[0023] 其中μ为钵体基质与穴盘壁的滑动摩擦系数，取决于基质材料与穴盘材料。β为夹 持力Fgrip与垂直于左穴盘壁方向的夹角。
[0024] 所述定义为右侧面的摩擦力，有
[0025] fright = yFNr = yFgrip · cosf (G)
[0026] 其中μ为钵体基质与穴盘壁的滑动摩擦系数，取决于基质材料与穴盘材料。β为夹 持力?8咖与垂直于左穴盘壁方向的夹角。这里可以认为。
[0027] 所述定义为钵体基质与下底面所受的摩擦力，可表示为：
[0028] fd〇wn=y(FNd+G · cos5) =y(Fgrip · cos γ+G · cos5) (Η)
[0029] 其中μ为钵体基质与穴盘壁的滑动摩擦系数，取决于基质材料与穴盘材料。γ为夹 持力Fgrip与垂直于穴盘下壁方向的夹角，δ为基质重力G与垂直于穴盘下壁方向的夹角。G应 该为钵体基质与抓取机构的重力和。则总的摩擦力f可以表示为： _〇] ⑴
[0031] 即
[0032] f=yFgrip · cosa+yFgrip · cosP+yFgriP · cosP7+y(FgriP · cos γ+G · cos5) (J)
[0033] 化简得
[0034] f=y(Fgrip · cosa+2XFgrip · cosP+Fgrip · cos γ+G · cos3) (K)
[0035] 其中μ为钵体基质与穴盘壁的滑动摩擦系数，取决于基质材料与穴盘材料。a为夹 持力Fgrip与垂直于穴盘上壁方向的夹角。?ΚΚ)为夹持力? 8_与垂直于左(右)穴盘壁方向的 夹角。
[0036] γ为夹持力?8_与垂直于穴盘下壁方向的夹角，δ为基质重力G与垂直于穴盘下壁 方向的夹角。
[0037] 那么，要使钵体基质松动，将式(C) (Κ)代入(Α)式有
[0038] Fdraw > f+P = y(Fgrip · COSa+2 XFgrip · C〇s0+Fgrip · cos γ+G · cos3)+Δ Ρ · Sail (L)
[0039] 而四个穴盘壁上的正压力是通过压力应变片可以测出来，即Fn是可以测出来的， 而夹持力也是可以测出来的，因此钵体基质与穴盘壁的滑动摩擦系数μ可以近似得到，
，当钵体基质松动的瞬间，即打破粘结力与滑动摩擦力的总的拔出力Fd raw也是 可以测出的，记为实验测得拔出力FT-draw，这时就可以得到粘结力的实验值Ρτ
[0040] PT = Fx-draw-fT (N)
[0041] 由式⑶得
[0042] 单位面积的粘结力实验值Δ PT
[0046] 而穴盘四周的面积与底面的面积总和Sall为
[0048]式中为单个穴盘格的几何参数，其中c为四周壁的长边，d为底边，Η为壁面高。这样 就可以得到单位面积的粘结力表达式
[0050] 通过实验值我们可以得到各种穴盘的单位粘结力的经验值。而这个值与穴盘的材 料，钵体基质成分、含水率等有关。这样通过实验测得值ΔΡτ可以得到近似的理论值ΔΡ，而 ΑΡ = κ· APT(S)，其中κ为修正系数值。
[0051] 而测得的经验值是一个范围值，这样通过查找对应的值，就可以得到各种穴盘苗 的粘结力计算公式：
[0052] P = KAPT.Saii (T)其中 κ 为修正系数。
[0053]另，以穴盘格放置的各种角度会影响拔出力的值，而影响此值的角度只有一个，即 为S，该角度与穴盘放置的角度有关，其范围为3￡[0°，90°]，而穴盘放置的角度范围为[0°， 360° ] 〇
【附图说明】
[0054]附图1是钵体基质拔出受力示意图。
【具体实施方式】
[0055] 实施例1:种番茄穴盘苗育苗移栽所需钵体基质粘结力测量及计算方法，其特征在 于其步骤如下：
[0056] (1)分析得出钵体基质与穴盘壁的粘结力戶。
[0057] (2)分析得出当钵体基质拔出的过程中所需的摩擦力/'。
[0058] (3)分析得出，要使钵体松动，有
[0059] F>f + P (A)
[0060] 其中：戶为使钵体基质松动的拔出力，/为钵体基质与穴盘壁的摩擦力，戶为钵体 基质与穴盘壁的粘结力。
[0061] 实施例2:与实施例1相比，本实施例的不同之处在于其步骤如下：
[0062] 钵体基质与穴盘壁的粘结力戶包括穴盘格四周与底部的粘结力，由穴盘材料、穴盘 格大小、钵体成分、含水率等因素决定，假定钵体基质与穴盘壁四周都是均匀接触的，这里 的均匀指的是基质的比例成分与接触面积都是均匀的，那么钵体基质与穴盘壁的粘结力可 以表示为
[0063] Ρ= ΔΡ . S (B)
[0064] 上式中，ΔΡ为单位面积的粘结力，S为钵体基质与穴盘壁总的接触面积。那么间接 认为A P由穴盘材料、穴盘格大小、钵体成分、含水率等因素决定。那么对于实际的粘结力P， 有
[0065] P < Δ P . Sail (C)
[0066] 其中Sall为钵体基质最大的接触面积，即钵体与四周壁及底面完全接触时的面积 总和。
[0067] 实施例3:与实施例1相比，本实施例的不同之处在于其步骤如下：
[0068] 在钵体被拔松瞬间，钵体基质与穴盘壁之间在四周的接触面上具有相互运动的趋 势，即为这里所求的滑动摩擦力4、X；、Ζ?、ΙΓ。
[0069] 所述定义为钵体基质与上表面的滑动摩擦力，主要由拔出机构对基质的正压力 FN产生，尽(D)，其中供为夹持力与穴盘壁之间的夹角，即可表示为
[0070] fup = yFNu = yFgrip · cosa (E)
[0071] 其中μ为钵体基质与穴盘壁的滑动摩擦系数，取决于基质材料与穴盘材料。a为夹 持力Fgrip与垂直于穴盘上壁方向的夹角。
[0072] 所述定义为左侧面的摩擦力，有
[0073] fleft = yFNl=yFgrip · cosP (F)
[0074] 其中μ为钵体基质与穴盘壁的滑动摩擦系数，取决于基质材料与穴盘材料。β为夹 持力Fgrip与垂直于左穴盘壁方向的夹角。
[0075] 所述Ζ?定义为右侧面的摩擦力，有
[0076] fright = yFNr = yFgrip · COSP' (G)
[0077] 其中μ为钵体基质与穴盘壁的滑动摩擦系数，取决于基质材料与穴盘材料。β为夹 持力?8咖与垂直于左穴盘壁方向的夹角。这里可以认为。
[0078] 所述I定义为钵体基质与下底面所受的摩擦力，可表示为：
[0079] fd〇wn=y(FNd+G · cos5) =y(Fgrip · cos γ+G · cos5) (Η)
[0080] 其中μ为钵体基质与穴盘壁的滑动摩擦系数，取决于基质材料与穴盘材料。γ为夹 持力Fgrip与垂直于穴盘下壁方向的夹角，δ为基质重力G与垂直于穴盘下壁方向的夹角。G 应该为钵体基质与抓取机构的重力和。则总的摩擦力f可以表示为：
[0081] 7? + 7^,+ZZ ⑴
[0082] 即
[0083] f=uFgrip · cosa+uFgrip · cosP+uFgrip · cosP7+u(Fgrip · cosy+G · cos5) (J)
[0084] 化简得
[0085] f=]i(Fgrip · cosa+2XFgrip · cosP+Fgrip · cos γ+G · cos3) (K)
[0086] 其中μ为钵体基质与穴盘壁的滑动摩擦系数，取决于基质材料与穴盘材料。a为夹 持力Fgrip与垂直于穴盘上壁方向的夹角。?ΚΚ)为夹持力? 8_与垂直于左(右)穴盘壁方向的 夹角。
[0087] γ为夹持力?8_与垂直于穴盘下壁方向的夹角，δ为基质重力G与垂直于穴盘下壁 方向的夹角。
[0088] 那么，要使钵体基质松动，将式(C) (Κ)代入(Α)式有
[0089] Fdraw > f+P = y(Fgrip · COSa+2 XFgrip · C〇s0+Fgrip · cos γ+G · cos3)+Δ Ρ · Sail (L)
[0090] 而四个穴盘壁上的正压力是通过压力应变片可以测出来，g卩Fn是可以测出来的， 而夹持力也是可以测出来的，因此钵体基质与穴盘壁的滑动摩擦系数μ可以近似得到，
，当钵体基质松动的瞬间，即打破粘结力与滑动摩擦力的总的拔出力F draw也是 可以测出的，记为实验测得拔出力FT-draw，这时就可以得到粘结力的实验值Ρτ
[0091] PT = Fx-draw-fT (N)
[0092] 由式(B)得
[0093] 单位面积的粘结力实验值Δ PT
[0097] 而穴盘四周的面积与底面的面积总和Sall为
[0099]式中为单个穴盘格的几何参数，其中c为四周壁的长边，d为底边，Η为壁面高。这样 就可以得到单位面积的粘结力表达式
[0101] 通过实验值我们可以得到各种穴盘的单位粘结力的经验值。而这个值与穴盘的材 料，钵体基质成分、含水率等有关。这样通过实验测得值ΔΡτ可以得到近似的理论值ΔΡ，而 ΑΡ = κ . ΔΡχ (S)，其中κ为修正系数值。
[0102] 而测得的经验值是一个范围值，这样通过查找对应的值，就可以得到各种穴盘苗 的粘结力计算公式：
[0103] Ρ = κΔΡτ· sall (Τ)其中Κ为修正系数。另，以穴盘格放置的各种角度会影响拔出 力的值，而影响此值的角度只有一个，即为δ，该角度与穴盘放置的角度有关，其范围为δ e [0°，90° ]，而穴盘放置的角度范围为[0°，360° ]。
【主权项】
1. 一种番茄穴盘苗育苗移栽所需钵体基质粘结力测量及计算方法，其特征在于其步骤 如下： (1) 分析得出钵体基质与穴盘壁的粘结力P。 (2) 分析得出当钵体基质拔出的过程中所需的摩擦力/。 (3) 分析得出，要使钵体松动，有其中：戶为使钵体基质松动的拔出力，/为钵体基质与穴盘壁的摩擦力，戶为钵体基质与 穴盘壁的粘结力。2. 根据权利要求1所述的步骤(1)中其特征在于其步骤如下： 钵体基质与穴盘壁的粘结力卢包括穴盘格四周与底部的粘结力，由穴盘材料、穴盘格大 小、钵体成分、含水率等因素决定，假定钵体基质与穴盘壁四周都是均匀接触的，这里的均 匀指的是基质的比例成分与接触面积都是均匀的，那么钵体基质与穴盘壁的粘结力可以表 示为 Ρ= ΔΡ . S (B) 上式中，A P为单位面积的粘结力，S为钵体基质与穴盘壁总的接触面积。那么间接认为 A P由穴盘材料、穴盘格大小、鉢体成分、含水率等因素决定。那么对于实际的粘结力P，有 P < Δ P . Sail (C) 其中Sall为钵体基质最大的接触面积，即钵体与四周壁及底面完全接触时的面积总和。3. 根据权利要求1所述的步骤(2)中其特征在于其步骤如下： 在钵体被拔松瞬间，钵体基质与穴盘壁之间在四周的接触面上具有相互运动的趋势， 即为这里所求的滑动摩擦力.Z；、 所述定义为钵体基质与上表面的滑动摩擦力，主要由拔出机构对基质的正压力Fn产 生，尽=4.0?妒（D)，其中供为夹持力与穴盘壁之间的夹角，即可表示为 fup = yFNu = yFgrip · cosa (E) 其中μ为钵体基质与穴盘壁的滑动摩擦系数，取决于基质材料与穴盘材料。a为夹持力 Fgrip与垂直于穴盘上壁方向的夹角。 所述定义为左侧面的摩擦力，有 fleft = yFNl = yFgrip · cosP (F) 其中μ为钵体基质与穴盘壁的滑动摩擦系数，取决于基质材料与穴盘材料。β为夹持力 Fgrip与垂直于左穴盘壁方向的夹角。 所述定义为右侧面的摩擦力，有 fright = yFNr = yFgrip 1 COS^7 (G) 其中μ为钵体基质与穴盘壁的滑动摩擦系数，取决于基质材料与穴盘材料。β为夹持力 ?_[)与垂直于左穴盘壁方向的夹角。这里可以认为。 所述t定义为钵体基质与下底面所受的摩擦力，可表示为： fd〇wn = y(FNd+G · cos5) =y(Fgrip · cos γ +G · cos5) (Η) 其中μ为钵体基质与穴盘壁的滑动摩擦系数，取决于基质材料与穴盘材料。γ为夹持力 Fgrip与垂直于穴盘下壁方向的夹角，δ为基质重力G与垂直于穴盘下壁方向的夹角。G应该为 钵体基质与抓取机构的重力和。则总的摩擦力f可以表示为：
【文档编号】G06Q50/02GK105868523SQ201511002499
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年12月18日
【发明人】李俊伟, 任萍, 罗昕, 胡斌, 马振, 李俊虹
【申请人】石河子大学