基于近等速机构的玉米全膜双垄沟穴播机设计与试验

针对传统膜上播种机具作业存在的撕膜、挑膜、穴孔错位等问题,通过应用转动导杆机构与正弦机构进行串联,结合强排播种机构、直插播种装置及排种系统,设计了基于近等速机构的玉米全膜双垄沟直插式电动穴播机,并对其关键部件结构参数进行了设计。田间试验表明,通过近等速补偿机构与放大机构相配合,对直插播种装置进行控制、协调,实现了成穴器位于播种段与出土段的水平分速为零,穴孔布置及播种作业运动轨迹合理;强排播种机构能够实现成穴器扎入覆膜种床后的准确开启投种、快速闭合,可有效缓解膜下播种多粒、空穴与成穴器堵塞问题。作业机田间播种性能试验指标均达到了国家相关作业质量评价技术规范要求,与一代样机作业性能相比有较大改进与提升,符合玉米全膜覆盖双垄沟播的农艺技术要求。     

玉米全膜覆盖双垄沟播机直插式播种装置设计与仿

设计了旱地玉米全膜覆盖双垄沟播机直插式玉米播种装置，采用凸轮和曲柄组合机构控制成穴器，实现播种时间段成穴器水平绝对速度为零。在ADAMS/View中用相对轨迹曲线生成实体的方法设计了凸轮，对直插式播种装置进行仿真分析,测试了成穴器的位移、速度、加速度，结果表明该装置满足设计要求。     

玉米全膜覆盖双垄沟播机直插式播种装置设计与仿真

设计了旱地玉米全膜覆盖双垄沟播机直插式玉米播种装置,采用凸轮和曲柄组合机构控制成穴器,实现播种时间段成穴器水平绝对速度为零.在ADAMS/View中用相对轨迹曲线生成实体的方法设计了凸轮,对直插式播种装置进行仿真分析,测试了成穴器的位移、速度、加速度,结果表明该装置满足设计要求.     

间歇式投种玉米穴播装置的设计与试验

针对传统滚轮穴播器膜上播种时存在撕膜、挑膜、穴位错孔等问题,为满足旱地全膜双垄沟机械化播种要求,设计间歇式投种玉米穴播装置。该机利用槽轮机构行进过程中的间歇式停顿,曲柄滑块机构做往复直线运动进行直插播种,成穴器在曲柄滑块机构带动下垂直入土、出土,并在入土最低端强制开启,实现零速投种,穴孔位置准确,减少放苗等后续作业。田间试验结果表明:整机作业性能优异,空穴率为0.79%,穴粒数合格率为93.2%,播种深度合格率为94.1%,穴位错孔率为1.3%,作业质量符合行业技术标准要求。     

小型玉米套种精量穴播器研制

基于种肥同施单元和穴播变频单元等结构研制了一种玉米套种精量种肥穴播器,主要用来实现小麦收获前期的玉米套种播种机械化,可精确控制种子、化肥的穴播量及穴间距(130~380mm)。与此同时,对自行研制的套种精量种肥穴播器进行了相关试验。结果表明:该穴播器有较高的工作可靠性,行走流畅且不会影响小麦的生长和收获,能够高效地完成小麦垄沟间玉米的精量播种;播种行距、株距均匀,深度适中,基本没有漏播、重播现象。该穴播器适用丘陵地区作业,并能实现播种量、施肥量的调节。     

舵轮气吸式双入土器精密穴播施肥器的设计

针对精量播种的发展需求,设计开发了舵轮气吸式双入土器精密穴播施肥器.鉴于原有舵轮式穴播器机构的复杂性,应用新的鸭嘴开启机构,简单、有效地实现了入土成穴;进行了舵轮穴播技术与气吸排种原理的一体化研究和结构参数的设计,将气吸排种器内置于舵轮穴播器内,实现气吸排种和成穴点播技术的结合,并通过设计吸种孔的尺寸和大小,实现了一穴两粒精播玉米;借助双入土器结构和外槽轮式排肥器,一次性完成播种和施肥作业,实现了侧深施肥.     

型玉米套种精量穴播器研制

基于种肥同施单元和穴播变频单元等结构研制了一种玉米套种精量种肥穴播器，主要用来实现小麦收获前期的玉米套种播种机械化，可精确控制种子、化肥的穴播量及穴间距（130～380mm）。与此同时，对自行研制的套种精量种肥穴播器进行了相关试验。结果表明：该穴播器有较高的工作可靠性，行走流畅且不会影响小麦的生长和收获，能够高效地完成小麦垄沟间玉米的精量播种；播种行距、株距均匀，深度适中，基本没有漏播、重播现象。该穴播器适用丘陵地区作业，并能实现播种量、施肥量的调节。     

西北旱区玉米全膜双垄沟机械化播种技术与装备研究进展

玉米全膜双垄沟播技术抗旱、增产,被我国西北旱农区大面积推广,实现机械化膜上播种是必然趋势。本文从近10年来国内外的玉米全膜双垄沟播技术发展、相关机械化膜上播种技术及其配套农机装备现状进行阐述,归纳和讨论了目前玉米全膜双垄沟实现机械化膜上播种存在的问题与不足。对该领域的研究方向和前景进行了展望:重点开展基于直插破膜成穴特性播种方式的作业机理研究,并对其产量效应进行深入分析,以期满足玉米全膜双垄沟机械化膜上播种的农艺需求,为探索我国西北典型旱区玉米全膜双垄沟适宜的机械化膜上播种模式提供参考。     

油菜精量穴播机的设计与试验

为适应我国西北地区地膜油菜精量穴播作业需求,解决传统油菜精量穴播机作业中损伤种子、窝孔堵塞、漏播及排种量不稳定等问题,设计了一种油菜精量穴播机。该机采用异形窝孔轮排种器避免种子堵塞,u型槽结构避免损伤种子,且排种投种和成穴器开启同步匹配。田间验证试验表明:油菜精量穴播机在整地覆膜后播种,其空穴率、穴粒合格率及播种深度等均合格,满足油菜地膜种植的农艺技术要求。     

基于平行四连杆机构的垂直入土式玉米穴播机设计与试验

传统穴播机由于穴播器固定在轮圈上，机具作业时成穴器的运动轨迹呈余摆线，轨迹在入土与出土时轨迹有交叉，在入土和出土时极易造成挑膜、撕膜和种穴错位等。在研究现有的垂直入土式玉米穴播机的基础上，设计出垂直入土式穴播机机构。该设计采用平行四连杆机构，确保成穴器在出土和入土过程中的垂直运动。穴播机的轨迹呈“拱形”，模拟人工作业过程的垂直动作，且保持垂直向下向上运动，播种过程中避免不挑膜、不撕膜，提高工作效率。播种作业过程中，成穴器在水平分速度上能够保证绝对速度为0，入土角为48.59°，接触地面点交叉曲线的宽度为10.798 mm，入土出土时的V型楔角宽度为10.956 mm。同时利用SolidWorks三维设计软件对整机进行参数化设计，使用SolidWorks motion和ADAMS对整机进行仿真分析。并在田间进行试验，结果表明垂直入土式玉米穴播机播种质量的各项指标均能够满足规范要求。空穴率为0.62%，播深25 mm的合格率为94.2%，种穴错位率为0.8%，地膜破损程度率为48.9 mm/m2，满足各项农艺技术指标。     

西北雨养区全膜双垄沟播技术与配套机具研究进展分析

全膜双垄沟播技术抗旱增产,在我国西北旱区大面积推广应用,实现与提升其全程机械化作业水平主要包括对覆膜种床构建、膜上播种、残膜回收及种植作物收获技术与配套机具的研究。在分析西北旱区全膜双垄沟播技术应用概况、技术模式和实施效应的基础上,重点阐述了全膜双垄沟相关机械化起垄覆膜、膜上精量播种、种植作物收获及残膜回收关键技术特点及典型机具。结合实际生产应用中出现的问题与需求,在分析归纳现阶段全膜双垄沟播技术农艺、农机存在问题的基础上,从加强全膜双垄沟播技术农机农艺融合、持续开展基础研究与配套机具性能优化、创建全膜双垄沟全程机械化技术体系等方面展望了未来研究方向。提出研发经济高效全膜双垄沟全程机械化作业装备和农机农艺深度融合是创建全膜双垄沟全程机械化技术体系的关键,也是进一步形成科学合理的全膜双垄沟播技术,实现全膜双垄沟生产系统高效、节本增效的发展方向。     

全膜双垄沟播栽培对自然降水再分配规律研究

在平坦地块中测定了陇东雨养农业区全膜双垄沟播玉米田对自然降水的再分配规律,比较分析了玉米3种栽培方式对自然降水的有效入渗效应。结果表明,全膜双垄沟播玉米田对自然降水的汇集效果可达到72.46%～87.95%,但在降水量少于1mm和2月份的低温、冰冻、降雪等状况下降水汇集效果较差;对自然降水的降水入渗效果可达到61.44...     

玉米直插穴播机强排-强启排种装置设计与试验

在玉米直插穴播机的基础上,针对被动鸭嘴开启过程播种性能受地面高低起伏影响较大的问题,设计了强排-强启排种装置,主要由共轭凸轮、强排-强启排种器等组成。对前进速度补偿机构进行了分析,确定了穴播过程关键时间点,重点对强排-强启排种器的取种轮取种和鸭嘴强制开启2个动作实现进行了位移计算,反求法计算确定共轭凸轮的主凸轮轮廓;取种轮匀速转动能提高取种率,通过计算确定了凸轮从动件运动规律。试验结果表明:该装置传动运行平稳,能完成取种和排种动作,鸭嘴无夹土、无提早排种现象;鸭嘴膜孔较小,鸭嘴播种期间无挑膜、撕膜等问题;玉米直插穴播机的空穴率为1.8%、穴粒数合格率为95.3%、膜下播种深度合格率为88.1%,设计的玉米直插穴播机强排-强启排种装置满足设计要求和玉米播种的农艺技术要求。     

全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机设计与试验

为进一步提升全膜双垄沟覆膜种床机械化耕整作业效果与作业效率,基于全膜双垄沟种床双幅覆膜覆土农艺技术栽培模式,设计全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机,实现了全膜双垄沟种床构建过程中的旋耕、起垄、施肥、双幅覆膜覆土及镇压的一体化作业。在设定联合作业机传动系统的前提下,对样机关键部件进行设计与选型,确定其旋耕刀组、排肥装置、提土-种床覆土装置的工作参数与功耗,同时解析了刮板式提土装置、水平双向螺旋输土装置作业过程,得到满足双幅覆膜种床各部位覆土的必要条件。应用离散单元法对提土-种床覆土装置"提土-输土-覆土"动态作业过程进行数值模拟,分析了各工作环节输土、覆土特性,对影响覆土作业效果的相关因素进行了探讨。田间试验结果表明,当全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机前进速度为1. 10 m/s时,采光面地膜机械破损程度为39. 8 mm/m~2、种床膜边覆土宽度合格率为94. 5%、大垄垄体中心覆土宽度合格率为91. 6%、种床覆土厚度合格率为97. 5%、种床起垄高度合格率为93. 2%,试验指标均符合国家与行业标准要求,试验结果满足设计和实际作业要求,田间试验工况与仿真结果基本一致。     

横腰带覆土式全膜双垄沟覆膜联合作业机设计与试验

为实现全膜双垄沟覆膜种床机械化构建,针对地膜全域覆盖膜上横腰带式覆土等要求,设计了横腰带覆土式全膜双垄沟覆膜联合作业机,可实现起垄、施肥、覆膜、覆土及横腰带铺设与渗水孔打孔的一体化作业。对样机关键部件进行设计,确定其旋耕刀组功耗和提土装置、镇压打孔装置的工作参数,同时解析了输土-种床覆土装置、横腰带覆土系统的作业过程,得到满足覆膜种床各部位覆土的必要条件。田间试验表明,当作业速度为0. 50 m/s时,采光面地膜机械破损程度为38. 6 mm/m~2、种床起垄高度合格率为89. 8%、种床垄沟中心距合格率为90. 7%、种床膜边覆土宽度合格率为95. 8%、横腰带覆土宽度合格率为95. 6%、种床覆土厚度合格率为95. 2%、横腰带覆土间距合格率为93. 5%、渗水孔间距合格率为97. 1%,试验指标均符合国家与行业标准要求,试验结果满足设计和实际作业要求。     

残膜回收机伸缩杆式捡拾滚筒的改进设计

针对现有全膜双垄沟播种植技术伸缩杆式残膜捡拾筒存在结构复杂、可靠性差、回收率低等问题,本文采用矩形方框套和弹性橡胶垫对捡拾筒伸缩杆的运动机构和约束方式进行了改进设计和新型滚筒组件的三维建模。新型滚筒可解决传统滚筒铰链机构复杂、安装困难以及伸缩杆孔隙过大而导致残膜入筒等问题。     

微垄式覆膜覆土联合作业机设计与试验

为实现微型垄全膜覆盖种床机械化高性能构建,通过融合旱地全膜覆盖微垄膜面种植农艺技术要求,设计了微垄式覆膜覆土联合作业机,该机可实现起垄、覆膜、覆土一体化作业。对样机传动系统、覆土系统及垄体整形镇压装置等关键作业部件进行设计,结合相关作业性能要求,完成了覆膜种床覆土量、刮板式提土装置线速度等工作参数分析,确定了试验因素及其取值范围。以联合作业机前进速度、刮板式提土装置线速度和覆土装置倾角为自变量,种床构建合格率为响应值,建立了各试验因素与种床构建合格率的数学模型,得到各因素对种床构建合格率影响的主次顺序,获得微垄式覆膜覆土联合作业机最优工作参数为:联合作业机前进速度0. 71 m/s、刮板式提土装置线速度0. 50 m/s、覆土装置倾角68°。田间验证试验表明,联合作业机种床构建合格率均值为95. 6%,较优化前有明显提升。应用离散单元法进行微垄式覆膜覆土联合作业机在最优工作参数下的"提土-输土-覆土"动态作业过程模拟,仿真结果与田间试验结果基本一致,说明联合作业机工作参数优化准确、可靠。     

玉米全膜双垄沟残膜回收机优化设计与试验

针对现有玉米全膜双垄沟残膜回收机作业中存在起膜单体仿形能力差、易堵塞、根茬易被挑起及卸膜难等问题,对机具的起膜装置、卷膜装置及卷膜装置的传动方案进行优化设计。起膜装置由8个仿形起膜单体、滑块、导轨及调压弹簧组成,起膜单体能够随地形上下仿形,解决了根茬被挑起、堵塞及冲击振动问题。卷膜装置由主从动锥型卷膜辊、辅助卷膜齿和联动卸膜转臂组成。其中,卷膜辊应用了摩擦传动恒线速度机理,保证卷膜松紧程度均匀;辅助卷膜齿采用快速插接机构插接在主从动锥型动卷膜辊上,实现残膜高效缠绕;主从动卷膜辊设计为锥型结构,便于脱膜;联动卸膜转臂能够保证主从动锥型卷膜辊近似直线分开,使卸膜较为便捷。通过分析偏心伸缩弹齿的运动,确定了弹齿周向分布4个。以残膜回收率、缠膜率和含杂率为评价指标,采用正交试验得出样机最优工作参数为:前进速度3 km/h、偏心伸缩弹齿挑膜滚筒转速60 r/min、卷膜辊转速90 r/min。以最优工作参数进行了田间试验验证,结果表明,作业机残膜回收率为89.46%,缠膜率为1.93%,含杂率为25.53%,满足全膜双垄沟残膜回收技术要求。