曲柄摇杆式移栽机的研制

针对目前棉花、烟叶移栽机存在的问题,同时结合南阳地区移栽种植的特点,自主研发出一款半机械化曲柄摇杆式移栽机构。该机在人工投苗情况下可以一次性完成挖穴、栽苗、浇水、覆土等工作,并可与目前保有量最高的小四轮拖拉机配套动力。不会增加农民太多经济负担。该机可大幅提高生产效率,省时省工,节资有市场前景。     

单平行多杆式油菜钵苗移栽机构的设计及优化试验

为了解决黏重土壤油菜移栽时易出现钵体入土困难、栽植速度缓慢的问题,设计了单平行多杆式油菜钵苗推苗式移栽机构。该机构由曲柄摇杆机构和平行四杆机构组合而成。平行四杆机构上端短杆固定,长杆通过连杆与曲柄连接,并随曲柄的转动前后摆动,在开沟装置完成开沟后,从水平方向上将油菜钵苗进行推苗移栽。在曲柄长度为20 mm,转速为90 rad/min的条件下,通过建立运动学模型和开展Matlab运动仿真,对机构的杆件长度、前进速度等关键参数进行分析和优化,并通过正交试验得到最佳参数组合为：机具的行进速度0.4 m/s;平行四杆机构中长杆长度为400 mm;连杆长度为150 mm;连杆与长杆铰接点位于上端往下110 mm。根据程序数据显示,最优组理论株距为205 mm,推苗距离为70 mm。样机土槽试验表明,机具在实际作业中平均栽植株距为194.82 mm,与农艺要求的株距(200 mm)误差率为7.18%,运行稳定,移栽效果好。     

棉花移栽机的机械结构设计

开发出一种适合于河南、湖北等华中地区的棉花移栽机。棉花移栽机主要由主体、支撑架、投苗机构、秧苗架、曲柄摇杆机构、栽苗器、地轮和传动系统等部件组成,能够一次性完成挖穴、栽苗、浇水、压土等功能。移栽器的总成包含牵引臂、挡板、圆盘、偏心轮、凸轮、连杆机构、鸭嘴和弹簧等部件,整体安装在牵引臂上,随着地轮及主机向前运动。来自地轮的运动通过水平的锥齿轮传递到竖直的锥齿轮轴,带动投苗圆盘旋转,完成投苗动作。移栽机试研制成功后,在河南省南阳市进行了移栽试验。现场试验表明,该装置能顺利完成棉花的移栽。     

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。     

富来威2ZQ型油菜移栽机

富来威2ZQ型油菜移栽机由南通富来威农业装备有限公司（江苏南通市任港路46号邮码226006电话0513—83548033）生产。该机集开沟、栽植、覆土、镇压、浇水、施肥等多种功能于一体,适用于浦菜、花卉、烟草等多种作物的移栽。该机主要特点：①结构简单,使用维修方便。②生产效率高、劳动强度低、不伤苗、秧苗直守度好、成活率高。③裸苗和钵体苗均能实现移栽。④采用特殊的开沟器,提高立苗率和成活率。⑤先进的覆土装置,保证立苗率。⑥多行移栽,行距任意可调。⑦独立单元挂接式结构,移栽行数可增可减。     

面向温室大棚辣椒的幼苗全自动移栽方法研究

【目的】温室大棚中蔬菜的人工移栽存在工作量大、稳定性差、操作复杂等问题,劳动力成本占据蔬菜生产成本的50%以上,研制全自动温室大棚钵苗移栽机可提高劳动生产率、保证秧苗栽植质量并减轻农民劳动强度。【方法】(1)温室大棚钵苗移栽机采用曲柄摇杆作为夹取机构,以步进电机作为曲柄的动力来源,曲柄摇杆配合摇杆前端的夹取爪与顶出装置,将钵苗夹取至投苗筒,再由投苗筒完成栽植工作;(2)通过计算与实验,确定了曲柄、连杆、摇杆、夹取爪材质、复位弹簧劲度系数等各项数据。【结果】通过实验,得出该设备针对辣椒幼苗移栽的最适宜土壤含水量为20.45%,最佳移动速度为0.4 m/s,移栽成功率达到90%。【结论】移栽机对于不同规格、含水率的钵苗有良好适应性,对钵苗夹取损伤小,相较于人工移栽与半自动移栽机性能可靠、标准化程度高,工作效率有较大提升。蔬菜移栽机构工作稳定可靠,操作简便,可满足自动化的钵苗移栽工作,为进一步研究经济作物从育苗到移栽提供了技术支持。     

棉花移栽机的结构设计与运动轨迹分析

棉苗的移栽能够带来苗壮、苗齐、成活率高等优点。开发出移栽机能够大幅提高作物产量与质量,降低劳动强度大。本研究设计的棉花移栽机主要由主体、支撑架、投苗机构、秧苗架、曲柄摇杆机构、栽苗器、地轮和传动系统等部件组成。栽苗器的总成包含牵引臂、挡板、圆盘、偏心轮、凸轮、连杆机构、鸭嘴和弹簧等部件。地轮的运动通过水平的锥齿轮传递到竖直的锥齿轮轴,带动投苗圆盘的圆周旋转运动,完成投苗动作。试验结果表明,棉花移栽机可以实现棉花移栽。把取苗时机选为λ>1时,秧苗与穴坑土壤接触时鸭嘴体的张开幅度最大,适宜投放秧苗。     

株距可调式葡萄苗木栽植机设计与试验

针对目前葡萄苗木栽植作业工序繁多、效率低、劳动强度大以及栽植机株距难以调节等问题,设计一种株距可调式葡萄苗木栽植机。该栽植机可根据前进速度和设置的株距值,实时调节电机转速,从而完成在不同株距下的夹苗和投苗作业;通过开沟器、镇压轮和覆土轮完成开沟、镇压和覆土作业,从而实现葡萄苗木栽植的整套工序流程。理论分析确定了苗夹、开沟器等关键部件的结构和参数,并确定了栽植株距与传动比的拟合关系,设计一套基于人机交互的株距可调式控制系统,该系统可根据人工输入的株距值,实现任意株距下精确栽植葡萄苗木。田间试验结果表明:当设定的株距值分别为200、150和100 cm时,栽植的实际株距分别为200.07、150.08和100.18 cm,对应的栽植深度合格率分别为97.67%、98.00%和97.34%,倒伏率1.33%、1.67%和1.33%,埋苗率1.00%、0.67%和1.33%,栽植深度18 cm,最大栽植频率30株/min,无漏栽、重栽、露苗和伤苗现象,机具栽植效果满足葡萄苗木栽植的作业要求和国家标准。     

丘陵山区烟草井窖式打孔投苗机设计及试验

针对当前南方丘陵山区烟叶生产中背负式打孔劳动强度大、与井窖式打孔配套的投苗作业“无机可用”的现实问题,并结合贵州黔南烤烟移栽的农艺要求,研制了一款适合丘陵山区使用的烟草井窖式打孔投苗机。该机以电机为打孔动力单元,人工推动机器作业,由打孔装置、投苗装置、机架、前轮转向机构等部分组成,一次性完成起垄覆膜后的单垄单行烟地打孔和投苗两道工序,实现了由背负式作业转为自走式作业,从而减轻了劳动强度,提高了综合作业效率。通过在贵州省瓮安县、长顺县、福泉市三个地方开展田间试验,试验结果表明: 井窖式打孔投苗机一次性完成了井窖式打孔和人工辅助投苗作业,打孔参数及质量符合当地烟草移栽农艺要求,平均作业效率680穴/小时。研究成果对丘陵山区烟草移栽环节的机械化作业具有较好的装备支撑作用。     

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.     

温室电动松土机的研制

针对国内简易棚室空间狭小的特点,研制了一种小型电动松土机,采用曲柄摇杆松土机构,由电动机提供动力.曲柄摇杆松土机构主要由松土爪柄、摇杆、曲柄和松土爪等部分组成,在曲柄的驱动下,松土爪柄带动松土爪进行松土.摇杆的固定点及其与松土爪柄的铰接点,类似于人的胳膊的肩关节和肘关节,使松土机构可更好地模拟人的松土动作.仿真结果表明,松土爪的切土和翻土性能较好,抛土性能减弱,有利于减少功耗,保持土壤的结构.     

丘陵山地独轮驱动插秧机的总体设计

针对丘陵山地特殊的地理状况,为解决该地区水稻插秧的问题,设计出丘陵山地独轮驱动插秧机。进行了插秧机的总体设计,并对其主要技术参数进行和特点进行介绍。该机采用后插旋转式分插机构,采用独轮驱动,完全满足丘陵山地的水稻插秧要求。     

导苗管式三七种苗栽植机构参数优化试验

为实现三七种苗的定向移栽,设计了一种导苗管式三七种苗栽植机构,对导苗管式三七种苗栽植机构作业时的定向过程、导苗过程机理进行了分析,确定了影响种苗栽植的主要因素;采用EDEM软件进行了定向过程的单因素仿真试验,根据仿真试验结果搭建了定向台架,进行了定向机构定向性能的正交试验,确定了定向机构优化后的工作参数组合.选取机组前...     

有机肥施耕一体机设计

为解决有机肥施撒不均匀、费时、费力以及缓解土壤板结、酸化等问题,设计一种有机肥施耕一体机。该机通过接地驱动轮与地面的摩擦转动,带动料斗内搅拌轮的转动,对料斗内有机肥料进行一定程度的搅拌,同时电机在不同行进速度下转开不同角度,漏料口打开,肥料均匀撒落,在肥料撒落到地面的同时被旋耕机耕耙到土壤中,最终实现施肥、耕、耙机械化。该一体机结构简单、操作方便,能均匀撒落有机肥料,制造成本低,省时又省力,对农业机械设计有一定的借鉴意义。     

甘薯双垄旋耕起垄覆膜机的设计及试验研究

针对传统甘薯双垄旋耕起垄覆膜机具存在结构强度差、作业效率不高、垄体不规范等问题,研究设计一款与55~80kW大型拖拉机配套的新型甘薯双垄旋耕起垄覆膜机。采用理论设计与试验相结合的方法,对起垄覆膜的影响因子及各部件间最优结构参数、工作参数、协调关系进行研究分析。结果表明:甘薯种植起垄覆膜不规范、效果差主要与机具前进速度、压膜机构高度及旋耕深度有很大关系,主次因素顺序为:前行速度压膜机构高度旋耕深度,优选组合为:前行速度0.3m/s、压膜机构高度360mm、旋耕深度400mm。     

一种欠驱动双板分离式采摘器的研制

目的采摘是林果种植中的劳动密集型作业，果园中的果实采收环境较为复杂，我国采摘机具的行业研究相对薄弱，采摘机器人等高科技装备在当前果园采摘中的实际应用还具有一定的局限性，因此发展辅助人工摘果装备具有切实的社会和经济意义。方法针对球形带梗果实，以苹果为例提出了果梗锁定—枝果分离的采摘方法，并设计完成了相应采摘器。采摘器整体结构为欠驱动布局，以曲柄摇杆机构为原型设计了果梗锁定机构，构造了固定板、浮动板结构的双板枝果分离机构，利用摇杆滑块机构作为手持驱动单元，利用钢丝和绕线丝轮的传动方法将滑块的输出运动首先传递到曲柄摇杆机构，驱动结构和尺寸对称的两套果梗锁定机构对果梗进行锁定，果梗锁定后继续驱动浮动板向下移动与固定板分离完成摘果。结果分析了驱动单元和果梗锁定机构的几何参数，驱动单元的手柄转动5.5°即可使摘果器完成87°的果梗锁定和50 mm的双板分离动作，果梗锁定机构在锁定果梗时处于反向死点位置，保证了锁定的可靠性。应用Adams软件仿真了采摘器的果梗锁定和双板分离动作，验证了采摘器欠驱动结构的设计可行性，并对输出曲线在锁定果梗过程中的振动情况进行了解释；对采摘过程中的驱动力进行了仿真。采摘器样机实验顺利完成了锁定果梗—枝果分离的顺序采摘动作。结论枝果分离的采摘方法和欠驱动双板分离式采摘器在实际应用中具有可操作性，可用于发展人工辅助采摘机具。      

基于Pro/E的水稻插秧机分插机构运动仿真与分析

基于Pro/E建立了后插式曲柄摇杆分插机构的三维模型,并进行了运动仿真模拟和动力学分析,参数设定为分插机构工作插次200次/min,主动轴转速为n=200r/min,运动时间为t=1.5s的情况下,得到秧针的运动速度图和加速度图,使得机构运动分析变得可视化、直观化和简单化,为分插机构的设计提供了方法,有利于机构参数的合理选择,同时降低分插机构的研发周期,提高工作效率.利用Pro/E找出了分插机构的振动源和受力情况,结果指出,曲柄添加平衡块和减轻摇杆质量有利于减小冲击和振动.     

2ZY–1型烟草移栽机移栽立苗试验研究

对影响2ZY–1型烟草移栽机移栽立苗角度的4个因素(土壤含水率、移栽深度、烟苗高度、移栽速度)分别进行单因素试验。结果表明,对烟苗立苗角度影响程度的大小依次为移栽深度、土壤含水率、移栽速度、移栽高度。L9(34)正交试验结果表明,当土壤含水率30%、移栽深度10～12 cm、烟苗移栽高度20 cm、移栽速度1.0 m/s时,烟苗立苗角度为80°,立苗效果优良。