吊篮式移栽机喂苗机构的设计

吊篮式移栽机工作时,受喂苗人员工作频率的影响,移栽机工作速度较慢,移栽效率较低.针对这一问题,研究设计了一种吊篮式移栽机双工位喂苗机构.该机构用栽植单体上的挡铁推动拨杆,由与其铰接的拉杆打开喂苗筒上的活门,实现向吊篮投苗.通过分析确定了喂苗筒的高度,计算优化了喂苗位置和喂苗提前角,减小了喂苗时吊篮对钵苗的损伤并提高了喂苗的准确率.该机构结构合理、喂苗稳定,提高了吊篮式移栽机的工作效率.     

吊杯式蔬菜移栽机田间试验及改进建议

针对2ZB-2型吊杯式移栽机开展了田间试验,对栽植质量、栽植生产率和使用可靠性等性能指标进行了分析并提出了改进建议。田间试验结果表明,该机虽然可同时实现覆膜、铺管、栽苗、覆土及注水作业,但秧苗栽植合格率只有84.85%,班次作业生产效率为0.049 hm2/h,作业可靠性为66%。改进建议：由牵引式改为自走式可减小设备体积,提高整机作业效率;将栽植机构改为摆臂式结构可提高投苗的准确性;采用不锈钢材料加工制作喂苗机构,可避免生锈挂苗等问题。     

链夹式甘蓝移栽机优化设计与试验

针对2ZL-4型链夹式移栽机在露地甘蓝移栽过程中出现的栽植密度低、上苗用工量大和漏栽率高等问题,设计改进形成了2ZL-5型移栽机。2ZL-5型移栽机调整栽植器布局以降低行距,增设苗盘架避免人工周转苗盘,并更换配套动力设备轮胎为专用窄轮,降低轮辙对移栽影响。改进后露地甘蓝机械移栽密度提升为7株/m~2,生产效率为0.19 hm~2/h,栽植合格率为90.8%,漏栽率为4.4%,基本满足农艺生产要求。     

穴盘苗移栽机取送苗装置设计与试验

育苗移栽是农作物增产增收的一项有效措施,为了提高穴盘苗移栽的可靠性和作业效率,对穴盘苗移栽机的取送苗装置进行优化设计和试验研究。对取苗机构和送苗机构进行力学分析与结构设计,确定其最优结构和参数。土槽试验结果表明:移栽机取苗速度为40株/min时,取苗成功率为97.21%,穴盘苗平均基质损失率为7.97%,栽植成功率为95.40%,作业可靠性达到92.74%。移栽机移栽作业各项指标满足农艺要求,可为小型移栽机的设计提供理论参考。     

变行距水稻钵苗移栽机移栽装置设计与试验

针对现有水稻钵苗移栽机移栽行距固定、不能适应南方双季稻区不同行距移栽农艺要求的问题,在歩距式水稻插秧机基础上,设计了一种取苗轨迹简单、实用及性能可靠的变行距钵苗移栽装置。根据钵苗最佳拔取角度与取、投苗位置要求,确定取苗运动轨迹,设计取苗连杆机构,建立运动学模型,并应用Matlab对机构模型进行优化设计;根据取苗连杆机构运动参数与钵苗下落姿态的要求,设计苗夹开合与旋转运动控制凸轮,并进行取苗连杆机构与苗夹机构之间运动同步性的运动仿真分析;为满足钵苗经过输苗筒后下落至水田时刻的一致,以保证移栽时钵苗株距均匀性,对输苗筒的关键结构进行了理论分析及设计;进行不同取苗速度、不同行距的移栽试验,平均取苗成功率达到89.96%,平均倒苗率3.45%,表明该装置具有较好的移栽效果,可应用于水稻钵苗变行距移栽作业。     

挠盘式高效低损大葱自动移栽机的设计与试验

针对市场现存的大葱移栽机功能不完善、自动化程度低、伤苗率高、栽植株距不稳定、人工劳动强度大及葱苗移栽效率低的问题,为减少作业环节、提高劳动效率、降低伤苗率,设计了一种挠盘式高效低损大葱自动移栽机,主要包括投苗装置、接放苗装置和栽苗装置等关键部件。投苗装置能够实现自动间歇整排投苗并将葱苗准确地投放到接放苗装置上,接放苗装置能实现葱苗有序铺放到水平输苗装置上,栽苗装置能够实现不同土壤环境下葱苗的高直立度移栽。样机田间移栽试验表明:栽植深度合格率96.9%,埋苗率0.3%,伤苗率0.1%,倒伏率0.8%,纯作业生产率为0.09hm~2/h。该机作业效果好、自动化程度高、伤苗率低,功耗低污染小,达到了高效低损的要求,有一定的推广应用价值。     

链排式喂苗机构与栽植器时空匹配关系的研究

为改善因喂苗机构与栽植器时空位置匹配不佳造成的栽植效率低下的问题,在2ZB-2型移栽机的基础上研制了带有链排式喂苗机构的试验台,分析喂苗机构与栽植器时空匹配关系,确定影响投苗率的因素,并使用ADAMS软件进行单因素仿真试验得出各因素的水平范围,通过高速摄影进行验证。使用Box-Benhnken中心组合试验方法设计三因素三水平正交试验,进行响应曲面分析,以投苗率作为响应值得出:在理想条件下,秧苗水平线速度为0.202m/s(移栽机前进速度2.2km/h)、喂苗机构垂直高度120mm、水平距离10mm时,实现了喂苗机构与栽植器的最优时空匹配关系,人工劳动强度适宜,喂苗机构的投苗率达到100%,且基质损坏率较低。     

吊篮式自动移栽机动态喂苗影响因素分析

吊篮式自动移栽机在移栽过程中遇到移栽地面不平整或车速波动,易造成吊篮式自动移栽机平抛喂苗准确率降低。为此,通过对吊篮式自动移栽机平抛喂苗运动进行分析,提出了改变苗筒喂苗位置来解决此问题的方法。通过分析得出:当栽植器机架倾角逐渐大于-arctan(0.073vm)时,苗筒喂苗位置沿车速方向移动。当栽植器机架倾角逐渐小于-arctan(0.073vm)时,苗筒喂苗位置沿车速方向移动。当栽植器机架倾角恒定时,车速增大,苗筒喂苗位置需要沿车速的相反方向移动;车速度减小时,苗筒喂苗位置需要沿车速方向移动;最佳吊篮接苗位置不随车速的波动而发生改变。本研究结论为提高吊篮式自动移栽机喂苗准确性奠定理论基础。     

半自动组合式大葱移栽机的设计与研究

针对葱苗栽植密度大、栽植株距不稳定、人工劳动强度大及效率低的问题,设计了一种半自动组合式大葱移栽机,以减少作业环节、提高劳动效率。移栽机可一次收获两行,集旋耕、开沟、起垄、移栽和镇压为一体,主要由旋耕装置、传动系统、栽植变速箱、水平摆苗装置、竖直夹苗装置和直立栽苗装置等组成。栽植变速箱通过输出转辊为水平摆苗装置、竖直夹苗装置和直立栽苗装置提供动力输入;水平摆苗装置和竖直夹苗装置输送带采用柔性PVC材质制成,保证了输送过程中不对葱苗造成损伤;水平摆苗装置并设有等间距的限位凸起,保证了放入后的葱苗间距相等,克服了人工摆苗的随机性。田间试验表明:该机作业效果良好,性能稳定,匹配动力35 kW拖拉机,栽植深度合格率为85.3%,埋苗率为3%,伤苗率为3%,纯作业生产率为0.16hm~2/h。     

基于PLC的自动蔬菜穴盘钵机制钵和输送装置研究

钵苗移栽技术是一项现代农业增产技术,在国内外得到了广泛应用。在钵苗移栽作业过程中,大部分采用的是人工作业的方式,这种作业方式作业效率低,并且对苗的损害较大。为了提高钵苗移栽的自动化程度,设计了一种新的基于PLC的蔬菜钵苗移栽机自动制钵和输送装置。该装置采用PLC控制系统,利用伺服电机和步进电机可以实现高精度秧苗的推出和准确定位,降低了秧苗的损失。利用带传动和齿轮传动实现了转筒和栽植器的同步。最后,在实验大棚对穴盘钵苗自动输送装置的效果进行了测试,为了验证试验机的效果,将人工实验结果和试验机测试结果进行了对比。结果表明:采用基于PLC控制系统蔬菜穴盘钵苗机的移栽作业和人工方式相比,蔬菜苗损失率有所下降,成功投苗率提升,从而验证了装置的可靠性。     

基于数控技术的大葱自动移栽机模型优化分析

针对我国大葱移栽机自动化程度较低的问题,基于数控技术对大葱自动移栽机进行了设计,并对其模型进行了优化研究。大葱自动移栽机为链夹式,主要由喂苗机构、投苗机构、传动装置和机架等组成,采用PLC控制器进行整体控制。通过对大葱移栽机的输送过程和移栽过程进行分析,包括确定大葱移栽机链轮的尺寸和结构,分析1个运动周期的移栽过程,以保证葱苗移栽质量,提高移栽成功率。为验证大葱移栽机的性能,对其进行实验室和田间移栽试验,结果表明:移栽机性能良好,可以保证大葱移栽合格率。     

吊篮式移栽机旋转杯式喂苗机构设计

针对新疆番茄、线辣椒铺膜加滴灌种植模式的要求,研制了一种膜上移栽机。该机一次作业可完成辅助喂苗、栽植器破膜成穴移栽和膜面覆土等工序,但是由于结构复杂,喂苗速度受到很大限制。为此,设计了一套旋转杯式喂苗机构。其利用外销多槽轮机构带动苗杯进行间歇式转动,可以给工作人员充足的时间进行投苗;通过改变链轮齿数,来调整移栽株距。该机构使用简单方便,能大大提高整机的工作效率。     

烟草移栽机送苗装置设计与试验

为保证烟草按照时节实时移栽,提高移栽质量和效率,降低烟草移栽成本,实现烟草移栽机械化,设计一种烟草移栽机送苗机构。该机构主要由机架、导苗管、变速机构、曲柄摇杆机构和摆杆机构等组成。通过变速机构的合理配比实现曲柄摇杆机构、摆杆机构、转盘式投苗机构三者动作的协调;投苗时,摇杆机构前端的推板和摆杆机构控制的挡板在导苗管下方构成苗仓,保证所投烟苗落入苗仓中;送苗时,变速机构驱动摆杆机构打开苗仓前端的挡板,紧接着摇杆机构带动推板把烟苗推入开沟器开好的沟中,完成送苗。该送苗机构不仅工作频次高(55株/min)、伤苗率低(≤3%),而且还能完成移栽株距(500～650 mm)可调,能够达到高效作业的目标。同时该机构采用模块化设计,具有装配维护方便等优点。     

棉花膜上裸根移栽投苗机构设计

针对新疆干旱地区棉花膜上移栽裸根棉苗投苗的需求,研究设计了一种针对膜上孔穴定点投苗的裸根棉苗移栽投苗机构。该机构采用链夹式投苗结构,可以同时完成投苗与扶正棉苗作业。通过计算分析确定了苗夹的投苗角度,从理论上保证了棉苗根部能够准确落入穴孔中;设计了镇压轮仿形装置,该装置可以根据膜面情况调整投苗装置在机架上的位置,使处于投苗状态的苗夹始终与地面保持恒定的高度,减小地面的起伏对投苗装置的干扰。     

蔬菜移栽夹茎式取苗装置设计与试验

针对半自动移栽机作业效率低、作业质量差的问题，设计了一种面向蔬菜移栽机器人的夹茎式自动取苗装置。取苗装置经过整排取苗、等距分苗、精准投苗，可实现高效、高质自动化取投苗作业。建立多级剪叉分苗机构与夹苗装置的运动力学模型，对钵苗下落运动、气动系统进行模型设计及分析计算，搭建取苗试验装置。试验选取穴盘辣椒苗作为研究对象，以钵苗苗龄、基质含水率、取苗频率为试验因素，设计以取苗成功率、基质破碎率为评价指标的单因素试验。根据试验结果，采用Box-Behnken响应曲面分析法设计正交试验，探究了苗龄与基质含水率、苗龄与取苗频率及基质含水率与取苗频率之间的交互作用对取苗效果的影响，优化取苗参数。试验结果表明，当苗龄33 d、钵苗基质含水率46%、取苗频率75株/min时，取苗成功率为97.36%,基质破碎5.07%,可满足大田自动化移栽的取苗及投苗要求。     

一种移栽机栽植器凸轮摆杆机构设计与运动学分析

针对贵州丘陵山地小地块移栽作业特点和需要,依托2ZBZ-2A型自走式半自动移栽机,设计改进了一种通过凸轮摆杆机构结合拉线控制的鸭嘴栽植器结构。通过建立栽植器凸轮摆杆机构数学模型,搭建了凸轮摆杆机构主要结构参数与鸭嘴开合规律间的关系。基于对栽植器栽植轨迹特点和投苗时序的分析,采用盘式凸轮零部件生成器对所涉及的凸轮摆杆机构进行了三维虚拟设计,并结合从动摆杆运动学特征曲线对鸭嘴开合特征进行了分析,表明该机构能够满足设计功能要求。同时,开展了栽植器凸轮摆杆机构的样机试制和试验,试验结果表明:移栽机正常作业过程中,鸭嘴接苗准确,鸭嘴开合振动量小,工作较为平稳,基本无带苗、夹苗现象。     

蔬菜钵苗取苗机构运动分析与参数优化

针对目前吊篮式半自动蔬菜移栽机手工喂入效率低的问题,设计了一种具有双曲柄齿轮—五杆式钵苗取苗机构的蔬菜自动移栽机。同时,建立了该机取苗机构的运动数学模型,并对机构的运动学特性进行了分析,得出了取苗机构主要参数对取苗臂尖点轨迹和速度的影响规律;提出了蔬菜移栽自动取苗的设计优化目标,利用MATLAB优化软件,优选出了取苗机构的一组最佳参数组合。在此组合下,取苗机构取苗、拔苗段的运动轨迹几乎是直线且与钵苗的垂直度较高,取投苗点速度较低,满足蔬菜自动移栽机的取苗、喂苗要求。     

旱地穴盘苗自动取苗机构的研究

旱地穴盘苗自动移栽机在国内仍是空白。我国对旱地移栽机械的研发主要以半自动移栽机为目标,由人工完成喂苗后再由机械完成栽植,由于受人工喂苗的速度限制移栽效率不能满足要求。为此,以穴盘苗在旱地移栽作业为背景,重点针对取苗这一关键技术,研究开发自动取苗的原理、技术与装备,为实现穴盘苗移栽自动化、开发出旱地自动移栽机做好技术准备。所设计的自动取苗机构适应性好,取苗效率达80株/min,结构简单、紧凑且仅需一个原动力即可实现整套机构的配套连续动作。     

基于PLC的全自动移栽机取苗喂苗控制系统设计

针对目前全自动移栽机作业效率低、稳定性低的问题。结合自主设计的全自动移栽机装置,基于可编程控制器PLC设计一种穴盘苗的取喂苗控制系统,并进行田间试验。试验表明,系统通过PLC控制多个气缸与步进电机,能够实现取苗、喂苗的协调配合。在移栽速率为60～120株/min范围内,取喂苗成功率与苗株完整率均大于95%。控制系统能适应不同移栽速率下的自动移栽作业,最终实现高效稳定自动移栽。     

牵引式小型钵体蔬菜移栽机的设计

针对我国蔬菜移栽行业发展的现状和现有蔬菜移栽机存的投苗率低、伤苗率高及设备庞大等问题,设计开发了牵引式小型钵体蔬菜移栽机。该机型能满足农户的需求,提高作业效率,苗钵通用性强,并且移栽后行距、株距和直立度等性能良好。该小型蔬菜移栽机采用吊篮及鸭嘴装置移栽苗体,人工投苗,实现半自动移栽。该蔬菜移栽机在已经耕整过的土地上作业,无需开沟器,机型小巧灵活,设计结构合理,可实现多种蔬菜的移栽,为我国农作物移栽提供了技术支持。