基于活动苗盘的钵苗脱盘基质损失的试验研究

针对穴盘苗脱盘过程中基质损失导致取苗成功率降低的问题,以活动苗盘所育油菜钵苗为研究对象,选取苗盘锥角角度(7°、9°、11°)、基质压实度(1.0、1.1、1.2)、基质含水率(55%、60%、66%)为试验因素,以苗钵基质损失率为试验指标值,进行正交试验,研究苗钵脱盘过程中各因素对苗钵基质损失率的影响。结果表明:穴盘苗脱盘过程中,苗钵基质平均损失率为3.09%;苗盘锥角角度和基质压实度对基质损失率的影响极显著,基质含水率对基质损失率的影响显著;各因素对苗钵基质损失率影响大小依次为基质压实度、苗盘锥角角度、基质含水率;当苗盘锥角角度为11°、基质压实度为1.2、基质含水率为66%时,苗钵基质损失率最小,为2.62%。     

油菜纸钵苗移栽机气动插入式取苗过程分析与试验

设计一种油菜纸钵苗移栽机气动插入式取苗装置,构建取苗过程的力学模型,通过取苗各阶段的关键参数优选试验,获得取苗装置最优参数组合。选择倒四棱台形纸钵,并设计一种双针插入式取苗末端执行器,根据取苗针间距要求确定取苗执行气缸型号为MHS4-20D。气动取苗过程分为取苗阶段、送苗阶段和脱苗阶段,各阶段力学分析与参数优选试验表明,取苗针与苗钵基质间摩擦力不小于3.67 N、苗钵脱落高度低于380mm时取苗装置可有效实施取苗功能。台架试验表明,当取苗针为直径4mm不锈钢、插入苗钵基质深度20mm、脱苗高度340mm时,取苗成功率达92%。田间试验结果表明,气动插入式取苗装置取苗效果满足钵苗移栽机技术要求。     

玉米植质钵苗运动轨迹及落地形态的研究

针对玉米植质钵苗栽植过程中出现位移及翻转现象,对玉米植质钵苗栽植运动状态进行了分析。通过理论分析玉米植质钵苗翻转状态和玉米钵苗位移变化规律,建立钵苗落地角度和位移变化方程,得到了钵苗角度及位移变化的曲线图。利用高速摄影对钵苗实际运动情况进行分析,表明曲线与理论分析曲线拟合,验证了理论分析的正确性。当机车前进速度为0.43 m·s~(-1),栽植臂角速度为2 rad·s~(-1)时,得到最佳投苗高度150 mm,钵苗水平位移S=48 mm,落地角度θ=19.3°。为覆土器的研究提供基础。     

玉米纸筒钵苗移栽机输送分苗装置性能研究

探讨自主研制玉米纸筒钵苗输送分苗装置作业性能及优化试验。采用二次正交旋转中心组合优化方法,以喂苗速度、分苗盘转速、纸钵间距为影响因子,分离率、工作效率为目标函数,对影响输送分离装置工作参数组合优化试验。结果表明,喂入速度为2.6~3.0 m·min~(-1)、分苗盘转速为16~19 r·min~(-1)、纸钵间距为13 mm时,分苗率达95%,工作效率达61个·min~(-1)。为玉米纸筒钵苗输送分苗装置设计,解决制约半自动钵苗移栽机钵苗自动喂入问题提供依据。     

番茄钵苗自动移栽钵体物理机械特性试验

蔬菜钵苗钵体的物理机械特性,是设计全自动蔬菜移栽机取苗机构、栽植器等关键部件的重要依据。以苗龄为23d的番茄钵苗为试验对象,利用Instron 5543万能试验机对其进行平板压缩、穿刺和蠕变试验,并随机选取30株钵苗进行500mm高度的散落试验。研究表明:钵体受压时其抗压力与变形关系为非线性变化,钵体屈服点的抗压力为3.15N,取苗机构设计时取苗夹取力要超过钵体屈服点的抗压力;钵体穿刺初期穿刺力与位移呈近似线性关系,随着变形的增加穿刺力在一定范围内保持不变,钵体穿刺后期穿刺力显著增加;钵体蠕变特性符合Burgers模型的蠕变规律,在加载力为5N、保持时间为120s条件下钵体的平均蠕变量为0.398 9mm;钵体散落试验显示钵体平均散落率为22.73%,掉落后钵体保持完整,满足机械栽植要求。     

不同材料铺垫苗盘底孔的砂培漂浮育苗初探

采用不同种材料铺垫苗盘底孔,上层装砂的砂培漂浮育苗试验。结果表明:与常规基质育苗相比,用锯木屑铺垫育苗盘底孔处理的烟苗的存苗率、成苗率、生育期一致,生长速度一致,育苗管理过程比砂培育苗更加省工省力,方便易操作。     

钵盘苗扇形齿轮式取苗机构的凸轮设计及试验

为实现2Y–2型半自动钵盘苗移栽机的自动化取苗,设计了一种由扇形齿轮、沟槽凸轮及伸缩式苗夹组成的钵盘苗自动取苗机构。由于核心部件沟槽凸轮的轮毂形状影响苗夹的运动轨迹,对其主要结构参数包括中心距、摆杆长度和极半径进行了设计计算。对影响机构取苗效果的入苗深度、安装角度、基质含水率和转速进行了正交试验验证。结果表明:当入苗深度为34 mm,安装角度为75°,基质含水率为22%,转速为18 r/min,钵盘苗的基质脱落量、断根总长度及漏苗率最小。     

柔性取苗机械手仿真分析与试验

为了探究取苗机械手结构参数和钵苗基质物理特性在取苗过程中对钵苗变形和损伤程度的影响,对2种不同的取苗机构进行了讨论,通过对比分析,选取柔性取苗机械手为研究对象,建立了该机械手的运动学模型,根据所建立方程对该装置关键部位进行有限元分析。以凸轮宽度为试验因素、基质变形率和基质损失量为试验指标,选取3种不同含水率的钵苗进行夹取试验。结果表明,3种不同含水率下,凸轮宽度对基质损失量影响很小,最大平均值为1.14 g,并且含水率和凸轮宽度对基质损失量没有明显的影响;基质的挤压变形率随着凸轮宽度和含水率的增加具有显著上升的趋势,在含水率为51.81%、凸轮宽度为37 mm时,挤压变形率为12.66%,对应的压缩量为6.08 mm。     

栽植鸭嘴开合控制机构分析与参数优化

【目的】针对钵苗栽植过程中存在漏苗、挂膜与栽植穴口过大等影响钵苗栽植质量的问题,试验研究了栽植鸭嘴开合控制机构运动特性与栽植鸭嘴的结构特性.【方法】基于MATLAB软件,采用遗传算法,在杆件参数的约束条件下,将高副关节位移优化到最大,保证栽植鸭嘴张角的稳定性.【结果】通过高副关节的运动位移与栽植鸭嘴的结构优化,获得鸭嘴开合控制机构的杆件参数最优值.【结论】通过田间试验统计分析,当移栽机的前进速度为0.5m/s时,钵苗的直立度为87.5°,栽植穴口直径为33mm,漏苗率仅为2%,表明栽植鸭嘴开合控制机构性能参数的优化提高了钵苗栽植质量.     

穴盘苗自动取苗试验系统的研制

为了研究取苗器的工作过程与性能,优化取苗器的结构与运动参数,研制了针对单个穴格的自动取苗试验系统.该系统以PC机和数据采集卡为主要硬件,以LabVIEW为软件开发平台.系统具有点动和自动两种运动控制模式选择、试验参数设置、试验结果记录和分析与存储等功能,具有良好的人机交互界面,能够方便地对自动取苗过程中的位移、速度及取苗器结构参数等进行试验.系统技术参数:位移控制范围为0～100 mm,控制精度为10-3 mm;速度控制范围为0～200 mm·s-1,控制精度为10-3mm·s-1;作用力测量范围为0～100 N,测量精度为10-5N.试验结果表明:系统对试验参数的控制与测量具有较高的精度和灵敏性.     

水稻钵苗移栽机构的设计与试验

[目的]相较于毯状苗移栽,钵苗移栽能够提高水稻的产量和品质.移栽装置作为水稻钵苗移栽机的核心部件,其质量直接决定整机工作性能.结合钵苗移栽的特点,提出了一种新型的曲柄摇杆夹持式水稻钵苗移栽装置,为水稻钵苗移栽机的研制提供设计依据.[方法]设计了取秧机构、横向移箱机构和纵向送秧机构,通过SoildWorks建立了相应的虚拟模型,利用ADAMS软件对取秧机构的运动特性进行了仿真分析.试制了移栽装置样机,以漏拔率和伤秧率为指标进行了取秧性能试验.[结果]在ADAMS中对移栽装置进行运动学仿真,得出秧夹夹持点运动轨迹和位移曲线,且取秧机构在相应位置取放秧时,其左右秧夹夹持点之间距离分别为11.7 mm和0.5 mm.取秧性能试验,观测得到秧苗漏拔率(漏栽率)和伤秧率.随着取秧频率的增加略有增加,取秧频率为50次/min时取秧效果较好,移栽装置的伤秧率和漏拔率分别为2.14％和3.57％.[结论]曲柄摇杆夹持式水稻钵苗移栽装置各机构之间运动平稳,其取秧时伤秧率和漏拔率接近行业标准,基本满足移栽要求,后期将依照试验对机构进一步改进和完善,进而获得较好的移栽效果.     

烟草漂浮育苗的主要技术环节

漂浮育苗属于保护地无土栽培范畴，即在温室或塑料棚内，利用成型的膨化聚苯乙烯格盘为载体，装填以人工配制的适宜基质，然后将苗盘漂浮于含有完全营养的水池中，完成种苗的萌发、生长和成苗过程。这种育苗方式称之为漂浮育苗。由于托盘和浮盘的每个苗穴容积是一致的，为每棵烟苗提供的营养是均衡的，漂浮育苗技术具有明显     

顶出-夹取式自动取苗机构运动学分析

为了降低自动取苗装置取苗过程中对钵体的损伤,提高取苗成功率,对顶出-夹取式自动取苗装置的各个执行机构建立运动学模型,并对模型进行仿真分析。在Visual Studio环境下,根据模型编写可视化蔬菜穴盘苗自动取苗装置时序分析程序,并对各个机构进行参数优化,得到一组最佳参数:曲柄长度a=78 mm,连杆长度b=112 mm,偏心距e=20 mm,顶苗机构的初始相位角φd=108°,横移机构的位移为h1=36.5 mm,纵移机构的初始相位角φz=185°,苗爪翻转机构的初始相位角φf=15°。样机试验结果表明,在取苗速度为140株/min时的成功率为98.44%,基质损失率为36.67%,验证了该取苗机构的可行性。     

水稻钵苗拔取特性研究及试验

目前,水稻钵育栽培技术快速发展,其关键在于取秧机构如何有效将秧苗从钵苗穴盘中拔出。为获取水稻钵苗取秧机构更佳取秧作业环境,及探索结构简单、高效、且移栽过程中对秧苗损伤小的取秧技术,通过钵苗拔取力测试试验台对钵盘秧苗进行拔取性能的试验及研究。选取钵苗品种、秧龄、取秧位置和取秧角度4个因素作为测试对象,研究其与拔取力之间的关系。试验表明:秧苗品种主要通过根系的发达程度和分布范围对秧苗拔取力产生影响,根系越发达,分布空间大,裸露越多,拔取力越大;秧龄对秧苗拔取力影响较小;秧苗拔取力随着取秧位置离钵体上表面的距离增大而增大;取秧角度为45°时秧苗拔取力较小;在取秧位置15 mm,取秧角度45°,秧龄19 d时,取秧效果较好;在整个取秧过程中,秧苗拔取力均未超过5 N,小于秧苗的抗拉断力值5.59 N。     

穴盘苗自动移栽机苗盘回收机构设计与试验

为实现穴盘苗移栽全自动化,在自制的穴盘苗自动移栽机上设计了苗盘自动回收机构。该机构主要由输送带、托举凸轮、限位块和集盘架组成。取苗完成后的苗盘以一定的倾角下落至输送带上,再输送至集盘架下方,由托举凸轮托举苗盘至集盘架内的限位块上,以完成自动回收。苗盘的下落倾角β、托举凸轮的轮廓半径R和转速n是实现苗盘自动回收的主要影响因素。单因素试验结果表明,苗盘下落倾角β为55°~65°,托举凸轮的轮廓半径R为120~160 mm,托举凸轮转速为30~120 r/min,可实现苗盘自动回收。多因素正交试验结果表明,苗盘的下落倾角β为60°,托举凸轮轮廓半径R为140 mm,凸轮转速n为30 r/min,是实现苗盘的自动回收较佳组合。     

玉米穴盘钵苗取苗栽植机构参数优化与试验

针对玉米钵苗半自动移栽机人工投苗移栽效率低、劳动强度大等问题,为实现自动取苗作业,以玉米穴盘育苗方式为研究对象,自主研制一种基于非圆齿轮行星轮系传动的取苗栽植机构.移栽机构采用非圆齿轮行星轮系传动机构和栽植臂相结合方式,实现玉米钵苗自动取苗、送苗、栽植和回程4个动作.搭建试验台架,采用二次正交旋转中心组合优化方法,以移栽频率、夹苗片长度和钵苗株高为试验因素,取苗成功率和伤苗率为试验指标,对影响取苗移栽机构参数组合作优化试验.结果表明,移栽频率为40～45 r·min-1、夹苗片长度为94～103 mm、钵苗株高为170 mm时,取苗栽植机构取苗成功率达91.67％,伤苗率3.71％.研究满足移栽机构设计要求,为玉米穴盘苗取苗栽植机构设计解决自动取苗问题提供依据.同时,为全自动玉米钵苗移栽机研制提供新思路.     

水稻钵苗柔性夹持拔苗装置的设计与试验

针对试制的2ZP–10型水稻钵苗抛秧机拔苗损伤率高和秧苗株距不准确的问题,设计了钵苗柔性夹持拔苗装置替代原有拔苗装置。该装置由秧盘输送带、柔性同步带夹持器、秧盘回收装置和钵苗承接输送带组成,通过同步带上柔性材料微小变形所产生的柔性夹持力拔出钵苗。在自制的水稻钵苗柔性夹持拔苗装置试验台上,以深两优5814水稻秧苗为试材,对影响秧苗损伤率、漏拔率及秧苗株距合格率的夹持间隙、夹持柔性材料、起拔角进行单因素试验和多因素正交试验。结果表明,对秧苗损伤率、漏拔率及秧苗株距合格率影响大小依次为夹持间隙、夹持柔性材料、起拔角;当夹持间隙为0 mm、夹持柔性材料为海绵、起拔角为30°时,秧苗损伤率、漏拔率、秧苗株距合格率分别为2.00%、5.00%、91.00%,是实现水稻钵苗柔性拔苗作业的最优组合。     

番茄链式纸钵苗移栽机栽植机构参数优化试验

为提高番茄钵苗机械化移栽效率,以链式纸钵苗高速、有序、有效栽植为目标,设计一种分离辊角度可调差速式番茄链式纸钵苗移栽试验台。采用二次正交旋转中心组合试验,选取作业速度、开沟器入土深度和覆土镇压器夹角为影响因素,以钵苗直立度合格率和株距变异系数为评价指标,通过土槽移栽试验,研究栽植机构结构与作业参数对栽植机构作业质量影响。结果表明,作业速度0.6~0.68 m·s-1,开沟深度103~116 mm,覆土镇压器夹角为40°时,番茄钵苗移栽直立度合格率大于90%,株距变异系数小于10%,满足番茄钵苗移栽技术要求,为番茄链式纸钵苗移栽机研发提供参考。     

矩形储液箱静水压模态仿真分析与材料比选

基于模态分析理论,建立了矩形储液箱箱体和梁单元模型,分别对储液箱空载和满载状态的应力强度和六阶以下振动模态进行分析。结果表明:静水压下满载的支反力为8285.4N,空载的支反力为1222.9N,整个箱体的最大应力强度出现在箱体侧板底部与底板长支撑的连接处,箱体在x、y、z方向的最大位移均小于3.5mm,可以被实际工程所接受;各阶模态频率均非整体结构的共振频率,振型、振幅均在可控和可接受的范围内,可以满足军事装备对可靠性和安全性的要求。对316L、Q235和铝3种不同材料矩形储液箱的技术参数进行对比分析,认为Q235和铝两种材料在今后军事装备的整体性能改进、轻量化和可靠性设计等方面具有不同的技术优势。     

油菜钵苗移栽机成穴器外形优化试验研究

为了降低油菜钵苗移栽机成穴器的入土阻力及穴内回土量,根据油菜钵苗移栽的农艺要求,结合垂直入土成穴作业的特点,开展了成穴器外形优化研究。以油菜钵苗移栽机成穴器外形（方锥台形、圆柱台形、正菱台形）、下端尺寸、入土深度为试验因素,利用离散元法对成穴过程进行仿真分析,以成穴器的入土阻力与穴内截面回土系数为指标评价各试验因素对成穴作业质量的影响。仿真结果表明,较优的成穴器外形为圆柱台形,所成孔穴上端尺寸为72 mm,有效深度为43 mm,入土阻力为62.8 N,穴内截面回土系数为0.07。结合物理试验对成穴器作业性能进行验证,结果表明,孔穴上端尺寸、有效深度、入土阻力和穴内截面回土系数的试验结果与仿真结果之间的误差平均值分别为5.7%、6.9%、5.3%、22.2%。结果表明,优化后的成穴器外形及参数组合合理,所成孔穴满足设计要求。