基于久保田插秧机同步覆膜装置设计与试验

针对水稻覆膜插秧作业过程中存在覆膜质量不高、秧苗伤根现象严重及田间换行作业需人工断膜导致作业效率低等问题,研制了与久保田NSPU-68CM型覆膜插秧机相匹配的覆膜装置。根据农艺要求与原插秧机空间结构特点,提出相匹配的覆膜装置总方案,在不改变插秧机原有结构的基础上,增加了切膜装置、托膜装置和压边装置。田间试验结果表明:所敷设秸秆纤维基地膜采光面宽度合格率达95%以上,地膜贴合程度达98%,采光面机械破损程度小于5%,膜孔合格率达95%以上,压膜宽度5cm,压边深度4cm,膜孔总长度50mm,满足农艺要求。研究结果为应用秸秆纤维基地膜栽培有机(绿色)水稻奠定了基础。     

小麦秸秆纤维地膜垄上敷设装置设计与试验

针对利用现有塑料地膜垄上敷设装置铺设小麦秸秆纤维地膜时易出现地膜断裂和膜边破损等问题,设计了一种小麦秸秆纤维地膜垄上敷设装置。对小麦秸秆纤维地膜覆膜特性进行分析,建立了含有修正系数的垄上覆膜数学模型,探明了地膜产生断裂的主要影响因素;对关键部件进行设计和分析,确定了侧导向辊、压边覆土镇压装置的关键结构及参数范围;采用三因素三水平正交试验法,以展膜辊与压边轮的距离、侧导向辊倾角、工作速度为试验因素,以采光面展平度、采光面机械破损程度为试验指标,进行了参数优化试验和验证试验。结果表明:当展膜辊与压边轮距离120 cm、侧导向辊倾角30°、作业速度3.6 km/h时,采光面展平度97.4%、采光面机械破损程度12.6 mm/m²,设计的小麦秸秆纤维地膜敷设装置满足烟草栽培垄上覆膜机械化作业和农艺要求。     

水稻插秧机的分插机构设计

当前,随着农业机械化程度的提高,水稻插秧机的应用范围也越来越广。分插机构作为水稻插秧机的主要工作部件之一,通常由栽植臂和驱动机构两个部分组成,它们分别负责分秧、取秧和机械运转的任务,在水稻插秧机的运行工作中起着举足轻重的作用。文章笔者主要探讨了两类主要的分插机构,即传统型分插机构和创新型分插机构。     

可调宽窄行水稻插秧机移箱机构设计与校核

主要阐述了一种新型高速可调宽窄行水稻插秧机移箱机构的设计与关键件强度校核工作。该机构的整体结构设计主要采用逆向工程的设计方法,参考现有成熟机型的外形构造和材料选择等,初步设计优化后,完成基本的设计任务。通过分析移箱机构中关键件滑块的运动过程,建立起等效的弹簧减冲击模型,经过一系列的计算得到滑块的最大载荷,再利用ansys/workbench有限元分析软件,对其进行静力学强度与疲劳强度分析,从而完成零件的强度校核工作。     

加强筋地膜加工装置的设计与试验

为了防治地膜受风沙作用破损及提高残膜回收率,研制成功一种加强筋塑料地膜和加工机械。为了提高效率,降低成本,设计了一种加强筋地膜加工装置,与现有棉花覆膜播种机配套使用。同时,对该装置和加强筋地膜加工机械进行加工试验对比分析,结果表明,该装置结构简单、便于维修,有效提高了加强筋加工效率,降低了成本,并能正常进行棉花覆膜播种,且残膜回收率高,达到95.3%。经过棉花种植成本计算分析,加强筋地膜有很好的经济效益,可以大面积推广。     

小型水稻插秧机设计与试验研究

我国山地和丘陵地区由于受地形限制,大、中型插秧设备无法使用,水稻种植多以人工为主,人工种植的方式效率低、劳动强度大,严重制约了水稻种植机械化的发展。针对这一问题,提出了一种适用于山地或丘陵地区的小型水稻插秧装置。装置以人工操作的轻便省力为目标,主要针对移箱机构及插秧机构进行了详细的优化设计,开发了一种操作省力的小型插秧机,并利用有限元仿真对关键部件进行了分析评估。最后,进行了样机测试,结果表明:叶轮取能式插秧机构设计合理,取能平均负载为7.2N,移箱机构工作可靠,平均移箱力为3.4N,移箱步距稳定,为今后小型水稻插秧机的研究提供了参考。     

旋转式水稻插秧机移箱机构耐磨损设计

相对于曲柄摇杆乘坐式水稻插秧机,旋转式水稻插秧机速度提高了1倍,移箱机构速度和秧箱质量增加,使双螺旋轴滑道两端冲击载荷增加了5倍,滑块和双螺旋轴两端滑道磨损严重.为了减小磨损和冲击,在双螺旋轴两端配置缓冲弹簧.通过建立滑道、滑块的运动学和动力学模型以及编写优化程序,得出双螺旋轴两端回转槽优化曲线和缓冲弹簧弹性系数.优化后,在缓冲弹簧的作用下滑块与双螺旋轴两端滑道的作用力显著减小,使采用尼龙替代优质钢材加工双螺旋轴具有可行性.对各种尼龙材料和钢材加工的双螺旋轴和滑块进行了耐磨性对比试验.试验结果表明,耐磨尼龙66双螺旋轴和45号淬火钢滑块能够满足插秧机的工作寿命要求.     

水稻插秧机的人机交互智能化应用

针对水稻插秧机设计过程中存在的参数多、交互关系复杂、设计计算繁琐等特点,开发了一种人机交互式智能化设计平台,可缩短设计周期,优化水稻插秧机机构。通过对水稻插秧机的运动过程进行分析,认定插秧株距及插秧深度为插秧过程中的两大核心目标参数,建立各结构参数与目标参数之间的约束关系,并确定优化设计算法。利用优化设计算法,建立人机交互式设计系统,并利用设计系统得出水稻插秧机结构参数。对比分析及试验验证表明:该人机交互式智能设计系统可根据不同的设计需求快速有效地迭代出水稻插秧机结构参数,并进行最优化参数组合,有效地缩短设计计算周期,提高了设计效率及准确性。     

水稻插秧机调平装置电控系统设计

针对我国现有乘坐式高速插秧机在插植作业时普遍存在的调平精度低、秧台抖动严重等问题,通过加入倾角传感器、小功率直流电机、调平控制器等部件进行插秧机插植部的自动化控制,满足插秧机插秧一致性的要求,设计了一种带有双阈值死区的PID控制策略,避免了插秧机在插秧作业时插植部抖动的问题.实车测试表明,水田插秧作业质量较现有插秧机作...     

高速水稻插秧机四轴移箱机构原理设计

移箱机构是水稻插秧机的重要组成部分，无论何种插秧机都必须有与其功能相配的移箱机构。本文设计了一种能与旋转式分插机构高速水稻插秧机相配套的移箱装置。该移箱装置能为高速水稻插秧机定时、定量的进行横向和纵向送秧．并给分插机构提供可靠的动力。利用虚拟样机技术，本文还构造了四轴移箱机构的虚拟样机。     

探出开孔式高速水稻膜上插秧机分插机构设计与试验

针对水稻覆膜栽培机械作业过程中存在分插机构直接插秧造成秧苗根系损伤或开孔装置结构复杂造成同步性差、漏插等问题,设计了一种切膜开孔、分秧栽植配合精准的一体式高速水稻膜上插秧机分插机构。通过分析其结构特点和工作原理,建立分插机构运动学模型,基于Visual Basic 6. 0软件编写了计算机辅助分析与优化软件,优化得到满足水稻覆膜栽培农艺要求的结构参数和秧针尖点和切膜开孔刀尖点轨迹,优化结果为:取秧角16. 01°、推秧角62. 43°、膜上开孔长度44. 31 mm、膜孔与穴口偏差5. 02 mm、栽植位置21. 63 mm;将三维建模仿真与高速摄像试验相结合,对比分析可知,仿真轨迹、试验轨迹与理论轨迹基本一致,验证了分插机构设计的正确性和合理性;土槽试验结果表明,在速比特征系数λ=1. 57时,分插机构能够依次完成切膜开孔与栽植动作,膜上穴口长度和栽植位置的实测值与理论值偏差均小于4 mm,符合水稻膜上探出开孔式分插机构设计要求。     

四行乘座插秧机的改进设计

四行乘座水稻插秧机是为解决小地块机插而设计的一种新型机具,该机具的设计不仅完善了黑龙江省水稻插秧机的系列,而且填补了国内四行乘座水稻插秧机的空白.在对样机进行大量的生产试验基础上,进一步分析试验数据,对样机进行优化改进,达到了预期效果,为成批量生产机具奠定了基础.     

高速水稻插秧机新型分插机构的设计

针对高速水稻插秧机在取秧工作时容易造成伤秧的现象,提出了采用新型双偏心卵形齿轮行星系分插机构的设计方案;建立了该机构的虚拟样机模型并进行仿真分析,分析结果表明:与传统设计方案相比,新的设计方案秧针运动轨迹与秧门的位置关系得到优化;取秧时,秧针运动轨迹与秧盘几乎垂直,保证了秧苗的质量;当秧箱导轨夹角变为80°、推秧角为78°、推秧角与秧苗和秧针夹角的和接近90°时,优化了插植后秧苗直立性,满足了农艺要求。     

水稻插秧机分段式压膜装置的设计

通过对高速插秧机进行改进和设计,研制水稻插秧机分段式压膜辊装置。介绍水稻插秧机分段式压膜装置的工作原理、工作参数以及各部位的结构设计思路。机具试验结果表明:该机覆膜667 m~2所需时间为4.88 min,覆膜效率高,故障率低,适于在有机水稻无公害化生产中推广应用。     

悬杯式移栽机栽植系统的优化设计与运动仿真

针对钵苗在栽植过程中保持直立的农艺要求,将悬杯式移栽机栽植机构的工作原理作为栽植系统的优化设计基础,对机构进行优化设计。通过分析得到了机构的运动方程以及相关参数,并以零速投苗为目标函数,建立了栽植系统的优化数学模型,利用Matlab软件对影响零速投苗的因素进行了优化计算。在Solidworks软件环境下,对移栽机栽植系统进行运动仿真分析,表明优化后的栽植机构工作参数符合需求。     

南方双季稻区小行距插秧机的改进设计与试验

针对300mm行距插秧机在南方双季稻区栽插行距过大、穴数过少及不能充分发挥机插稻的增产潜力问题,在300mm行距插秧机结构的基础上,通过机械优化设计和田间农艺技术相结合的方法,对其插植部箱体、苗箱、支架(包括左右支架和中间支架)和浮板4个关键部位技术参数改进设计,研制出了适合南方双季稻区作业的2ZS-488B型(264mm行距)插秧机,并于2012-2013年在江西省2个试验点进行不同早晚稻品种机插行距的大田对比试验。结果表明:该插秧机作业性能稳定,漂秧率、伤秧率和漏插率分别为1.55%、2.68%和1.93%,相对均匀度合格率为89.54%。与300mm行距插秧机相比,其产量平均增产529.43kg/hm2,平均增产率达8.57%。该研究结果创新了南方双季稻区新的机械化栽插方式,有利于农机农艺的有效融合。     

久保田NSD8插秧机遥控插秧档执行机构的设计

为提高插秧机操作自动化水平,实现插秧档的遥控控制,以久保田NSD8插秧机为研究平台,在不改变原插秧机换档机构的基础上设计出一套辅助系统,使改造后的插秧机技能满足自动化需求,又能实现常规的手柄操作。该机构主要由步进电机、滚珠丝杠、滑块机构和末端执行器组成,可实现遥控控制插秧档位的升降,为后期久保田NSD8插秧机的导航设计提供前期理论与实践基础。