山地作物移栽机井窖式单线螺旋成穴装置设计与试验

当前井窖移栽机成穴装置挖掘井窖稳定性差、易坍塌、土壤回流严重、直立度差,无法满足深井窖移栽成穴农艺要求。为此设计一种井窖移栽机单线螺旋成穴装置。对单线螺旋成穴装置的锥形钻尖、螺旋叶片、中心钻杆等关键结构进行设计,并采用动力学方法对其作业过程的入土阶段、切土阶段和排土阶段的成穴机理进行分析,确定了单线螺旋成穴装置的直径、螺距和转速为影响其作业质量的关键参数。应用离散元仿真软件EDEM对成穴装置作业过程进行仿真分析,以井窖深度、井窖直径、井窖直立度和土壤回流程度为评价指标,以直径、螺距、转速为试验因素,进行单因素试验确定关键参数的取值范围。根据取值范围,利用二次正交旋转中心组合试验方法建立单线螺旋成穴装置响应指标与试验因素的回归方程,并通过响应曲面得到其影响趋势和交互关系,结果表明各因素对井窖深度影响的主次顺序为螺距、转速、直径,对井窖直径影响的主次顺序为直径、螺距、转速。以回归方程为基础,采用多目标函数优化获取单线螺旋成穴装置的优化参数组合。根据优化后的参数组合研制单线螺旋成穴装置及田间作业平台并进行田间试验,试验结果表明：成穴装置直径为100mm、螺距为75mm、转速为350r/min时作业效果最佳,此时井窖深度为182mm、井窖直径为80.7mm,优化后的单线螺旋成穴装置满足井窖移栽成穴的农艺要求。     

丘陵山区电动井窖式烟草移栽机设计与试验

结合烟草小苗移栽的农艺要求,设计一种适用于丘陵山区的电动井窖式烟草移栽机,整机具备机械化井窖成穴、投苗和浇水等小苗移栽作业能力。在完成移栽机的挖穴装置、投苗装置和浇水装置等关键零部件模块化设计和组装后进行田间试验。试验结果表明,井窖式烟草移栽机的作业效率为0.402hm2^/天,井窖成穴合格率＞90.8%,移栽作业合格率＞87.7%,满足丘陵山区烟草井窖式移栽的农业要求,为丘陵山区烟草小苗井窖式移栽技术的推广应用提供装备支撑。     

井窖式烟草移栽机设计与试验

针对井窖式烟草移栽人工栽植劳动强度较大、现有机械化装备作业效率和可靠性不高等问题,结合"井窖式烟草移栽技术"提出的农艺要求,设计一种用于井窖式烟草移栽的专用移栽机.在确定整机的结构和工作原理的基础上,对成穴移栽注水机构和栽植器进行设计,建立成穴移栽注水机构的运动学模型,以此建立其人机交互辅助界面,通过人机交互的方式获取...     

间歇移动烟苗移栽机成穴机构设计与运动特性分析

为提高烟苗杯罩式井窖移栽技术的作业效率,设计了一种凸轮摆杆式的间歇移动烟苗移栽机成穴机构。通过分析凸轮摆杆式成穴机构的结构和工作原理,基于解析法建立了成穴机构运动数学模型;再利用RecurDyn多体动力学软件建立成穴机构虚拟样机模型,获得了成穴钻头顶点位移、速度及加速度运动特性。结果表明:成穴钻头y方向位移行程约309mm,成穴深度可达209mm,速度和加速度特性均呈周期性波动,且幅度较小,均在合理范围内;由此表明:成穴机构具有稳定良好的成穴运动特性,且几何参数设计满足井窖移栽技术要求,可为后续研制间歇移动式烟苗移栽机提供重要参考依据。     

井窖式移栽机打穴机构轨迹发生器的研究

在开发井窖式移栽机的过程中,为了满足井窖式移栽的要求开发了一种轨迹发生器,并利用运动仿真软件对其进行了分析,结果表明该结构在输出点的运动轨迹满足井窖式移栽机在株距500～600 mm的要求。该轨迹发生器配合导向机构和打穴头部件,能满足井窖式移栽机对打穴放苗浇水的要求。该结构是井窖式移栽机实现机械化移栽的关键部件,可以对设计者提供参考。     

烟苗移栽井窖制作机关键部件改进及试验

针对贵州田间烟苗移栽井窖制作机普遍存在成井头耐用度不高、井窖质量难以满足移栽要求等问题,结合已有的烟苗移栽井窖制作机和农艺要求,对现有的井窖制作机成井头进行改进。基于传统成井头设计制作了4种新型成井头,并完成了田间测试。结果表明:改进后的前3种成井头所制井窖口径9～10cm、井窖深16～20 cm,基本符合农艺要求。3号成井头的回土能力、成井效率(特别是对于粘重、板结土壤或火石子地)有明显的优势;4号成井头可达到增大井窖口径的目的,但需进一步减轻质量,提高动平衡精度。该研究对成井头的结构优化与指导实际生产有一定的现实意义。     

吊杯式移栽机成穴机构的成穴阻力试验

成穴机构是吊杯式移栽机的主要工作部件之一,其作业性能直接影响移栽机栽植质量、效率及成穴作业阻力。为深入研究吊杯式移栽机的成穴机构作业参数及结构参数对成穴阻力的影响规律,利用自主研制的仿形成穴机构土槽试验台架,模拟成穴机构田间作业状况进行成穴阻力正交试验,分析了成穴机构的前进速度、曲轴转速及成穴铲宽对成穴阻力的影响;利用成穴阻力试验数据,应用ANSYS Workbench 15.0对成穴铲进行有限元分析。结果表明:成穴机构的曲轴转速对成穴阻力影响最为显著;当参数组合为成穴机构的曲轴转速0.3m/s、成穴铲宽4 0~7 0 mm、前进速度0.3 m/s时,满足烟草钵苗移栽的成穴农艺和减低成穴阻力要求,成穴铲设计满足强度要求。试验结果可为成穴机构的优化设计提供依据。     

基于PIC的轻简式苗期盖碗覆土机的设计与试验

对丘陵山区井窖式移栽作物,如烟苗、辣椒苗等其他农作物而言,覆膜是植株培育过程中必不可少的环节。然而,对丘陵地区作物覆膜劳动强度大,且残膜遗留问题严重,难以回收再利用,污染了土地,增加了移栽成本,严重制约了农业经济发展。农艺学家提出了对于丘陵地区使用碗罩移栽代替地膜是一种较好的解决方案。目前,丘陵山区的烟田盖碗工作由人工完成,劳动强度大,效率低,没有与此农艺相匹配的机器。为此,设计了一款适用于丘陵山区的轻便式自动盖碗机,包括盖碗系统、覆土系统和控制系统。盖碗系统包括盖碗传动装置和盖碗执行装置,可确保碗的分离和一次只盖一个碗;覆土系统由覆土电机和覆土推板构成,当盖碗工作完成,提起机器的同时完成覆土,使碗固定在井窖中。试验结果表明：装置落碗定位准确,工作效率达到4s/个以上,盖碗覆土成功率不低于94%,满足设计要求。     

钵苗移栽机五杆式栽植机构的设计与试验

针对旱地蔬菜移栽机栽植机构结构复杂、栽植钵苗直立性差等问题,设计了一种五连杆鸭嘴栽植机构。首先,确定了五杆式栽植机构的工作与结构参数,分析了植苗部件旋转切向速度与机器前进速度之比λ对钵苗栽植曲线的影响;通过运动仿真并结合移栽农艺要求,对五杆机构进行参数设计,得出一组最优参数组合。然后,对五杆式栽植机构进行了结构设计与仿真分析,通过对栽植机构关键部件鸭嘴打穴器的有限元分析,保证其作业时的结构强度要求,并通过运动学仿真软件Adamas进行栽植机构的参数优化及运动学仿真。最后,试制样机并进行了田间移栽试验,对样机进行了4组试验,每组移栽72株油菜钵苗。结果表明:各评价指标满足设计要求,五杆式栽植机构结构设计与参数选择合理,株距变异系数及栽植深度变异系数较低,栽植机构工作稳定。     

钻头结构对烟苗移栽成穴质量影响的研究

为探究叶片式钻头结构对成穴质量的影响,以自行设计的叶片式钻头为研究对象,通过理论及试验的研究方法探究钻尖结构、螺旋升角、螺旋叶片高度和叶片旋向对钻头成穴质量的影响。结果表明:三角形钻尖与锥形钻尖钻头(E1、E2)在工作时的振动加速度分别为31.55、10.89m/s 2;螺旋叶片高度为80、100、120mm(E3、E4、E5)时,排土量分别为298.29、325.96、436.96g;正向与反向叶片钻头(E2、E3)排土量分别为154.43、298.29g,附土量分别为105.60、31.07g,振动加速度分别为10.89、9.96 m/s 2。在钻头结构为锥形钻尖、螺旋升角为60°、螺旋叶片高度为120mm、瓦片式叶片为反向时,成穴质量最佳。研究可为烟苗井窖式移栽叶片式成穴钻头的优化提供参考。     

土壤分流式宽苗带小麦少耕播种机设计与试验

为实现长江中下游农业区宽苗带小麦少耕播种需求,本研究结合区域小麦种植农艺特点,设计一种土壤分流式宽苗带小麦少耕播种机.通过对表土盖种装置结构与抛土运动学分析,设计耕抛刀辊结构参数,得到覆盖种带运动学条件;通过对沟土匀摊装置结构及螺旋叶片作用下土壤受力与速度分析,设计沟土匀摊装置结构参数,明确影响播种深度与其稳定性关键因...     

大蒜栽植机栽植系统优化设计与运动分析

针对大蒜在栽植过程中保持蒜尖朝上并直立的农艺要求,将水稻插秧机分插机构工作原理作为大蒜栽植机栽植系统的优化设计基础,对大蒜栽植机栽植系统进行适应性改进。对该机构的运动过程进行分析得到了成穴机构的穴宽、穴距和成穴深的表达式,并以穴宽适中为目标函数,增加了已有研究所缺少的约束条件,建立了大蒜栽植机栽植系统的优化数学模型,探讨了机构有关参数对穴宽的影响。利用Matlab软件对影响穴宽的因素进行了优化计算,优化结果显示理想穴宽与实际穴宽的误差为0.02mm。在ADAMS系统环境下,对大蒜栽植机栽植系统进行运动仿真和分析表明,优化后的分插机构工作参数符合大蒜栽植的农艺需求。     

单体仿形双行绿豆播种机的设计与试验

为满足北方旱坡丘陵地区绿豆大垄双行栽培的农艺技术要求,设计了一种单体仿形双行绿豆播种机。该机采取单体独立悬挂结构设计,通过仿形连接装置连接多个单体施肥播种机,具有在旱坡丘陵地播种深度一致、适应能力强的特点;设计了精量播种、大垄双行种植结构,在实现节本增效的同时,使田间植株分布更加合理。试验结果表明:单体仿形双行绿豆播种机作业后,可实现大垄双行种植,双行间距为60~80mm;播种平均深度为33.8mm,施肥平均深度为65.8mm,种肥间距为45.6mm,株距为147mm。该机可一次性完成开沟、施肥、精量播种、覆土及镇压等作业,作业质量符合绿豆种植农艺要求。     

铡切揉碎协同式牧草揉丝机设计与试验

针对现有的牧草揉丝机效率低、揉丝质量差、对高含水率牧草不适用等问题,以苜蓿为加工对象设计了一种铡切揉碎协同式牧草揉丝机。对铡切和揉碎过程进行了理论分析,并通过设计计算确定了揉丝机的总体结构和关键部件结构参数。以生产率、丝化率为性能评价指标,进行了以电机输出转速、筛孔直径、喂入量、含水率为试验因素的单因素试验;将含水率为65%的苜蓿作为加工对象,进行了以电机输出转速、筛孔直径、喂入量为试验因素的二次正交旋转组合试验。单因素试验确定了试验因素的取值范围,探究了揉丝机对不同含水率苜蓿的揉丝效果。通过Design-Expert 12.0软件对二次正交旋转组合试验的试验结果进行了响应曲面分析、回归分析及目标优化,得到了试验因素与评价指标之间的回归方程,以生产率和丝化率同时最大化为目标,对电机输出转速、筛孔直径、喂入量进行多目标寻优求解,确定最优参数组合为：电机输出转速443.77 r/min、筛孔直径14 mm、喂入量1.27 kg/s,揉丝验证试验表明,生产率为5 065.98 kg/h、丝化率为94.87%;该装置揉丝效率高、质量好,而且能够揉丝高含水率牧草,满足牧草揉丝机设计要求。     

切抛组合式小麦宽幅沟播破茬清秸防堵装置设计与试验

针对西北地区玉米秸茬覆盖地小麦免少耕宽幅沟播时,由于玉米根茬阻碍秸秆流动导致的秸茬聚集壅堵、土壤扰动大、种带清洁率低、播种质量差等问题,提出先被动切割、后主动抛撒的种带清理方法。设计了一种切抛组合式破茬清秸防堵装置,通过纵向布置的倾斜缺口圆盘与旋抛装置配合作业对种带残茬与秸秆进行清理。适配防堵装置设计了分流式开沟器,实现行距稳定的一沟两行播种。分析确定了缺口圆盘倾角与偏角参数;依据滑切理论设计计算了平直旋刀与侧倾旋刀刃线结构参数;建立MBD-DEM联合仿真平台并采用正交旋转组合试验方法,以种带清洁率、秸茬粘结键破碎率与土壤扰动宽度为指标进行旋抛装置关键参数优化仿真试验。基于仿真结果建立各指标回归模型并通过响应面分析与多目标优化得出,当侧倾旋刀倾角为20°、回转速度为310r/min时,防堵装置种带清洁率达到96.9%,秸茬粘结键破碎率为26.9%,土壤扰动宽度为139mm。在玉米秸茬覆盖地进行小麦播种试验,结果表明切抛组合式小麦宽幅沟播破茬清秸防堵装置通过性良好,种床清洁率为90.1%,破茬率为96.2%,土壤扰动宽度为127mm,土壤扰动量为6.9%,整机作业质量稳定且播种后小麦出苗均匀,满足宽幅沟播小麦免耕播种农艺要求。     

水稻秸秆双轴深埋还田机设计与试验

针对北方寒地稻田在秸秆还田作业时,传统单轴机具难以适应覆有大量秸秆的湿黏土壤条件,作业质量难以满足实际作业需求的问题,设计了一种前轴正旋、后轴反旋的新型水稻秸秆双轴深埋还田机。结合实际农艺要求及土壤运动过程确定前后刀轴中心水平距离650 mm、竖直距离100 mm,并对整机进行配置。运用EDEM仿真软件模拟还田机工作过程,以前进速度、前轴转速、后轴转速为试验因素,以秸秆还田率和机具功耗为评价指标进行正交试验,建立秸秆还田率及机具功耗回归方程。利用Design-Expert分析软件得到最优参数组合,根据仿真优化结果及实际加工需求确定最优工作参数为：前进速度1.5 km/h、前轴转速274.2 r/min、后轴转速219.4 r/min,为后续田间试验提供理论支撑。田间试验结果表明,在留茬高度为15～20 cm、地表秸秆覆盖量为468～578 g/m²、拖拉机前进作业速度为低速1挡(1.5 km/h)时,水稻秸秆双轴深埋还田机还田率为88.7%～91.2%、地面平整度为1.8～2.4 cm、碎土率为97.7%～98.8%、耕深为16.6～19.5 cm,各项指标均满足...     

干旱土石山区集雨水窖工程的配置技术研究

干旱土石山区集雨水窖是一种行之有效、分散、小型的集雨工程。以白河县的集雨水窖为例,追索了干旱土石山区集雨水窖的起源和发展历史,介绍了水窖的推广价值,研究了水窖的结构、配置方式、窖址选择原则,并着重探讨了最优窖容、最优集雨面积、沉沙池的配置方法。最后对干旱土石山区水窖建设中面临的一些现实问题提出了解决的措施。     

农田灌溉水窖巡检系统的设计与实现——基于PDA和嵌入式GIS

针对农田灌溉水窖的分布特点和定期巡检的要求,设计并开发了基于嵌入式地理信息系统、全球定位系统、通用分组无线服务技术和掌上电脑等技术的农田灌溉水窖巡检系统,实现了地图操作、定位导航、水窖巡检和数据传输等功能。该系统不仅可以提高巡检员的工作效率,还可以实现对农田灌溉水窖监测的数字化、科学化和规范化。