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.     

穴盘水稻钵苗自动送秧机构及控制系统设计与试验

【目的】提高水稻钵苗有序抛秧机中自动输送进给钵苗行的输送精度及可靠性,减少送秧环节的漏秧问题。【方法】提出了钵苗行到位自动检测方案和程序实现方法,通过样机试验,分别获得基于直接在线检测秧苗茎秆、穴盘钵体和铁盘磁性凸起3种表征钵苗行到位的特征信号,概括出钵苗行到位信号的综合测量属性,确立钵苗行到位较佳的监测方案及其控制电路;设计集钵苗行到位检测及输送进给一体的皮带式自动送秧机构及控制系统。【结果】选用塑料穴盘钵体为检测对象时,皮带式自动送秧机构送秧到位检测成功率最高,为99.78%;铁盘磁性凸起的次之,为96.64%;秧苗茎秆最差。以塑料穴盘钵体和铁盘磁性凸起为检测对象时,穴盘类型对钵苗行到位检测成功率的影响不显著(P0.05);但以秧苗茎秆为检测对象时,则影响极显著(P0.01)。在3种钵苗行到位检测方案中,输送电机转速在30~60 r·min~(-1)范围内变动时,对钵苗行到位检测效果的影响均不显著(P0.05)。【结论】所设计的皮带式自动送秧机构及其钵苗行到位的自动检测控制系统能够满足钵苗有序自动抛秧机对钵苗行输送进给的性能要求。     

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.     

转盘式投苗机构的设计与调整

吊篮式移栽机是铺膜移栽机械中栽植率较好的机械，但直接投苗不够方便安全，而且容易漏苗，大面积移栽棉花效率低。我们设计了一种简单可靠的投苗机构，它调整简单方便，能够较大的提高整机的工作效率，降低漏苗率。     

山西省南部麦(油)后早熟棉裸苗移栽高产技术

随着机械在棉花种植与管理中不断应用,尤其是移栽机的研发,为棉花种植提供一种新的模式。这就是利用棉花移栽机,为早熟棉通过基质育苗,在麦(油)收获后,进行裸苗移栽。通过两年的麦(油)后裸苗移栽试验、示范和完善,为山西省南部棉区麦(油)后早熟棉高产优质种植提供一套简化模式。     

茄果类蔬菜自动移栽机夹取式取苗机构的研究进展

茄果类蔬菜种植规模大，育苗移栽环节劳动强度大、效率低。为提高茄果类蔬菜移栽质量和效率，自动移栽机应运而生。夹取式取苗机构是茄果类蔬菜自动移栽机的关键部件，该部件的性能将直接影响移栽钵苗的质量。综述了夹取式（夹茎式和夹钵式两类）取苗机构的研究现状，在总结和分析夹茎式和夹钵式取苗机构的优缺点和工作原理的基础上，分析了制约夹取式取苗机构和茄果类自动移栽机发展的原因，并从提高农机与农艺融合程度；提高控制系统精度，增强对取苗机构材质的相关研究；提高移栽机的自动化、智能化和一体化程度等方面提出了该领域未来的研发重点。     

蔬菜钵苗自动移栽机送苗装置的设计与分析

农业商品化发展以及近郊农业的兴起,使得蔬菜种植范围不断扩大,蔬菜移栽机自动化发展水平不断提升。蔬菜钵苗自动移栽机原有的半自动工作方式效率较低,结合蔬菜钵苗自动移栽机特征,对送苗装置进行有效改进,提升其送苗速度,显得尤为必要。基于此,结合蔬菜钵苗自动移栽机送苗装置的实际情况,对装置进行设计,从而提升送苗速度和工作效率。     

穴盘苗自动取苗机械手的设计与仿真试验研究

目前国内的移栽机械取苗、喂苗主要靠人工完成,作业效率低,难以实现大面积移栽,因此研究移栽机械的取苗自动化迫在眉睫。对取苗机械手取苗、送苗机构进行优化设计,通过PLC控制技术自动完成取苗、喂苗,实现穴盘苗的自动化移栽。应用ADAMS对机械手进行了运动学仿真及合成运动的轨迹分析,确定了最优的工作速度,验证了机械手设计的合理性,完成取苗机械手样机的试制。对影响机械手取苗成功率的气体压力、穴盘摩擦角、主针宽度以及手臂的角度进行试验研究,结果表明,在气体压力0．4 MPa、手臂的角度在30°、穴盘摩擦角度为35°时取苗成功率最高,该移栽机械手能够满足穴盘苗的自动化移栽要求。     

蔬菜穴盘苗移栽自动取苗技术现状与分析

自动取苗是蔬菜穴盘苗全自动移栽机的核心技术,快速、精确、低损伤取苗是蔬菜穴盘苗自动移栽作业的重要保障。自动取苗机构结构复杂、种类繁多,为使自动移栽领域的应用或科研人员能够快速系统了解自动取苗技术,合理选型或设计取苗机构,采用文献综述和归纳总结的方法,对国内外自动取苗技术进行研究。对取苗技术进行分类对比分析,结果表明:顶出式、顶夹式取苗机械结构简单,取苗效率高,不易伤苗;指钳式取苗稳定可靠、适应性强;直落式取苗机构布置灵活,可同时完成取苗和投苗,但需特制穴盘,仅适合小苗移栽。当前我国自动取苗技术发展所面临的主要问题有:制钵、育苗、取苗等环节不匹配;蔬菜生产劳动者兼职化老龄化严重;缺乏高性能取苗技术等。结合国内外自动取苗技术研究进展和我国蔬菜生产农艺和现状,提出了问题的应对措施。针对取苗技术的发展提出以下建议:提高取苗速率,降低钵苗损伤率;简单型与智能型并重发展;向机-电-液-气一体式大型机和机械式小型机发展;取苗机构采用模块化设计。     

棉花裸苗移栽种植密度探讨

通过棉花裸苗移栽密度试验,比较棉花裸苗移栽时不同种植密度下的生育进程与土钵育苗常规密度下的异同,探讨了棉花无土育苗、裸苗移栽时种植密度与产量的关系。通过对试验数据的计算分析,模拟出了反应棉花裸苗移栽时产量与种植密度之间关系的曲线方程,找出了最能发挥地力条件的理想密度,为棉花生产提供指导依据。     

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。     

钵体苗带式供苗移栽机的设计与试验

针对目前移栽机通用性差,造价高,不利于推广应用等问题,设计一种由输送带喂入钵体苗并输送钵苗的移栽机,重点设计一种开沟植苗器。该开沟植苗器集扶苗、导苗和开沟功能于一体,主要由扶苗板、导苗通道和改进的靴型开沟器组成。扶苗板由2块薄板组合而成,可根据钵苗大小调整扶苗板位置、角度及长度,使处于最佳扶苗状态,保证钵苗竖直进入导苗通道;开沟器开出横截面近似V型沟壑,有利于钵苗竖直下落至沟壑时立正扎稳。在温室内进行移栽甘蓝和玉米的试验,结果表明:前进速度为0.254m/s时,株距变异系数25%,移栽直立度合格率90%。该移栽机结构简单,移栽行距、株距可调节;对不同农作物钵苗具有一定的调节适应性。     

油菜基质块苗移栽机倾斜式分苗装置设计与稳定性分析

针对传统移栽机在油菜移栽过程中苗块易翻倒导致分苗装置分苗失效的问题,设计了一种适用于油菜基质块苗移栽机的倾斜式分苗装置。分析了分苗装置结构组成与分苗过程,确定了分苗装置主要结构参数;构建了分苗过程依次连续输送和夹持分离阶段苗块力学模型,依据动力学分析明确了影响分苗稳定性的主要因素。分析得出,当苗块摩擦系数一定且同步带倾角在24.5°～35.0°时,有利于依次连续输送阶段苗块不翻倒;分苗夹持力越大,夹持分离阶段苗块分苗效果越优。优选得出分苗装置关键参数:同步带倾角γ为30°,分苗夹持力f_(j1)0.8 N,分苗气缸工作气压P为0.5～0.8 MPa。分苗装置分苗试验表明:苗块翻倒率为4.2%,分苗成功率为92.5%,满足油菜基质块苗分苗需求。     

成都平原稻麦两熟区机插秧育秧技术研究

在成都平原稻麦两熟种植制度区,以川香9838为材料,从播种期、播种量、育秧材料和育秧方式4个方面对水稻机插秧育秧技术进行了研究。结果表明:4月5~10日播种,选用透水膜作育秧的衬垫,每平方米播种300 g,按照旱育秧苗床管理技术进行苗床管理,即使45 d秧龄,秧苗也生长整齐,适于机插。以塑料机插秧盘为衬底,每盘播种量从90g降到50g,采用塑盘旱育秧管理技术,既大幅降低了播种量,又能培育出秧龄30~35 d,满足早茬口机插的秧苗。蔬菜茬采用机插秧比人工插秧全程节本增效2967.65元/hm2,小麦茬节本增效2037.60元/hm2。     

新型棉花移栽机的配苗机构设计

针对目前棉花种植规模扩大、程序多等特点,研究设计了新型棉花移栽机。其关键部件配苗机构,由8个独立的漏斗型容腔构成,保证配苗工作的稳定有序进行。靠近中心的开合板内侧连接着高强度的支撑轴,随着中心支座的旋转,内侧开合板与外侧开合板在啮合力作用下同步打开或关闭,保证秧苗在打开状态下自动落入接苗口。该机实现了棉花轻简机械化移栽作业,适合于棉花和烟草的秧苗种植。     

洋葱移栽机夹苗机构的设计与运动仿真

针对我国洋葱移栽作业全部由人工完成,劳动强度大、生产效率低、栽植质量差、生产成本高的问题,设计一种洋葱移栽机的夹苗机构。对夹苗机构进行设计计算和理论分析,利用Pro／E进行三维建模和运动学仿真,MATLAB软件进行曲线拟合和数据分析,优化结构和运动参数。结果表明：影响移栽效果的3个主要N素分别为夹苗机构水平方向的运动范围、开合夹具顶端的开合范围和升降气缸与伸缩气缸活塞杆运动速度之比,优化得到各参数依次为0～53．3mm、0～27．8mm和1．0。取苗过程中,升降气缸上升到优化位置时,开合夹具在伸缩气缸作用下顺利伸出并打开,在回位弹簧作用下夹取洋葱苗;栽苗过程中,升降气缸下降到栽苗位置,两夹子打开,洋葱苗落入苗沟。夹苗机构满足设计和实际操作要求。     

油菜移栽机槽轮间歇式送苗机构的优化设计

针对油菜移栽机设计了一套槽轮间歇式送苗机构。通过建立送苗机构的运动学与动力学模型,确定以送苗机构驱动扭矩最小为优化目标,以落苗时间与槽轮间歇停顿时间关系、链接数目与苗杯数量关系为约束条件,通过Matlab数值分析,得出满足约束条件的较优方案,即二指六槽式槽轮间歇机构驱动扭矩为87.2 N·m,间歇停顿时间为0.4 s。试验表明,优化后的机构运动流畅,送苗准确率可达92.9%。     

穴盘苗变形滑针式取苗器的研究

半自动移栽机受到人工取苗的限制,单行移栽频率约为45株·min-1,生产率较低.对于穴盘苗移栽,自动取苗代替人工取苗是穴盘苗移栽机械的发展趋势.取苗器是自动取苗系统的末端执行器,其结构及作业条件对穴盘苗取苗成功率的影响直接关系到移栽机械的作业质量.设计了变形滑针式取苗器,运用正交试验和方差分析获得了该取苗器的取苗成功率、影响取苗成功率的显著因素及最佳取苗工作条件.正交试验选取穴盘苗苗龄、苗钵含水量、取苗夹持角度、取苗速度和取苗滑针数这5个因素,结果表明:变形滑针式取苗器平均取苗成功率达83.61%,影响取苗器成功率的显著因素有取苗滑针数和苗龄,取苗夹持角度影响其次,最佳取苗工作条件以25 d穴盘苗苗龄、4根取苗滑针以36°取苗夹持角度为宜.