新型六杆移栽机构的设计与运动仿真分析

为设计一种结构简单、栽植稳定、质量高、效率高的移栽机构,提出设计一种新型的六杆移栽机构。简化为数学模型后建立矢量方程,并得到移栽部件的位移、速度、加速度模型,分析其工作原理和运动轨迹规律,并借助ADAMS软件仿真分析,对其设计要求进行验证。栽植部件可实现株距为200 mm的栽植动作,轨迹平滑,在每个时长为1.5 s的周期内回程时间相对去程减少0.23 s。此新型六杆移栽机构满足栽植直立度要求、栽植深度和栽植株距要求,并且有急回特性,移栽效率较高,为进一步研究性能优良的移栽机打下理论基础。     

新型移栽机在不同作业条件下的田间试验研究

对某新型电动自走式钵苗移栽机样机开展了在两种不同作业条件下的烟苗移栽田间作业对比试验,并对其栽植精度、栽植质量和栽植频率等性能指标进行了测试评价,以考核其工作性能是否达到设计要求及是否适宜云南烟区移栽农艺要求。试验结果表明:起垄质量、钵苗大小对移栽机的移栽质量和栽植精度影响较大,烟苗基质质量和紧实度对导管式移栽机移栽质量也有一定的影响,该样机已基本达到设计和使用要求。     

2ZS―2型半自动钵苗移栽机的设计

针对我国移栽机械化领域存在的费工、费时、劳动强度大等问题,设计开发了本半自动钵苗移栽机。该机通过凸轮驱动,拨杆分出钵苗并喂入分苗盘,结合由双曲柄四杆机构控制的鸭嘴实现打孔、栽植,栽植深度在80~105mm之间,其作业质量符合种植农艺要求。     

2ZT—2型甜菜移栽机栽植系统的参数分析

对2ZT-2型甜菜移栽机栽植器进行了运动分析与仿真研究.应用ADAMS建立了移栽机栽植器的模型,通过运动学分析对2ZT-2型甜菜移栽机的相关设计参数进行了优化,得出了影响因素变化时对纸筒苗栽植状态的影响规律,并得出了该甜菜移栽机栽植器合理的特征参数值和鸭嘴开启运动规律.     

2ZB-2型蔬菜移栽机设计与试验研究

为了更好地推广应用蔬菜移栽机,设计研发了一种2ZB-2型蔬菜移栽机,其行距、株距、移栽深度、前进速度、移栽速度等参数可由电气系统控制并可实现无极调整。同时,使用移栽机进行了田间试验,结果表明:各项试验指标均能符合《JB/T 10291-2013旱地栽植机械》作业规范要求。     

2ZLF-2甘薯裸苗复式移栽机设计与试验

为提高甘薯移栽水平,解决现有移栽机结构单一、缺少浇水部件的难题,研制了一款集精细化旋耕整地、起垄、移栽及浇水等功能为一体的甘薯裸苗复式移栽机。介绍了甘薯裸苗复式移栽机的基本结构、工作原理和相关参数等。田间试验结果表明,该机栽植频率为每行每人40株,漏栽率1.51%,栽植深度合格率93.1%,栽植株距合格率92.4%,均符合国家标准要求。     

2ZY-6型油菜毯状苗移栽机设计与试验

现有移栽机均以土壤流动为移栽的前提条件,不适应稻茬田黏重土壤,且作业效率较低。针对油菜机械化移栽的难题,采用油菜毯状苗的育苗方式,借鉴水稻插秧机的切块取苗原理,设计了2ZY-6型油菜毯状苗移栽机,该机可一次性完成切缝、移栽和覆土镇压等作业。切缝装置采用动力波纹圆盘,破茬能力强、沟型稳定,有利于后续秧苗对缝栽插;设计了机械液压式旱地仿形机构,可在不平土壤条件下实现栽深控制;设计了V型覆土镇压装置,通过具有夹角调节功能的V型对称布置的镇压轮锐角轮缘切土、侧向推土,挤压栽植缝壅土立苗;根据油菜移栽农艺要求,对栽植系统的关键部件和参数进行了优化设计,满足毯状苗油菜大面积、低回数切块取苗的要求。对整机进行了稻茬田和旱田两种土壤条件下的性能试验,结果表明,稻茬田土壤含水率为24.7%~30%时移栽效果较好,栽植合格率最大可达85.66%;旱田土壤含水率为17.6%~26.8%时移栽质量最优,栽植合格率最大可达87.01%;在稻茬田移栽时,机具前进速度应控制在1.15m/s以内,在旱田移栽时,机具作业速度为0.8~1.2m/s时均能满足油菜移栽要求。     

钵苗移栽机五杆式栽植机构的设计与试验

针对旱地蔬菜移栽机栽植机构结构复杂、栽植钵苗直立性差等问题,设计了一种五连杆鸭嘴栽植机构。首先,确定了五杆式栽植机构的工作与结构参数,分析了植苗部件旋转切向速度与机器前进速度之比λ对钵苗栽植曲线的影响;通过运动仿真并结合移栽农艺要求,对五杆机构进行参数设计,得出一组最优参数组合。然后,对五杆式栽植机构进行了结构设计与仿真分析,通过对栽植机构关键部件鸭嘴打穴器的有限元分析,保证其作业时的结构强度要求,并通过运动学仿真软件Adamas进行栽植机构的参数优化及运动学仿真。最后,试制样机并进行了田间移栽试验,对样机进行了4组试验,每组移栽72株油菜钵苗。结果表明:各评价指标满足设计要求,五杆式栽植机构结构设计与参数选择合理,株距变异系数及栽植深度变异系数较低,栽植机构工作稳定。     

油菜钵苗开沟槽水平推苗栽植机构设计与试验

为了提高油菜钵苗移栽效率与质量,设计了一种适合厢面开沟槽水平推苗移栽的栽植机构。为了分析和优化该机构的结构参数,建立了数学模型和运动学方程,并编写了基于Matlab的人机交互式程序。结合油菜钵苗水平推苗移栽的农艺要求,探讨了栽植机构运动轨迹与幼苗移栽直立度合格率的关系。研究了水平推苗移栽的运动机理,优选了栽植机构杆件长度、安装位置和初始角度等参数,并根据该参数设计了油菜钵苗幼苗移栽试验装置。进行了栽植机构运动静、动轨迹验证试验和栽苗试验,轨迹验证试验表明,样机实际运动规律符合仿真设计要求,栽苗试验表明,在行驶速度0. 4～0. 6 m/s、栽植机构循环频率在1～1. 5 Hz之间,移栽株距0. 2～0. 3 m,移栽深度0. 04～0. 06 m时,水平推苗栽植合格率不低于90%,说明水平推苗移栽满足油菜钵苗移栽要求。     

七杆式移栽机栽植机构运动学分析--基于 MATLAB

分析了鸭嘴移栽机栽植机构的工作原理与过程,建立了七杆栽植机构的运动学模型。借助 MATLAB 软件对数学模型进行求解,对相关参数进行了优化计算,得到了主要参数的最佳组合,并模拟出栽植点的作业轨迹曲线,对栽植点运动轨迹特点进行了研究,从而直观地分析其作业性能。研究表明,所设计的七杆栽植机构具有良好的移栽性能,能满足移栽作业的农艺要求,为移栽机设计中栽植机构的运动参数和结构参数的确定提供了依据。     

2ZBX-4型吊杯式蔬菜移栽机的研究与设计

针对我国当前蔬菜移栽机存在的栽植质量差的问题,设计了2ZBX-4型吊杯式蔬菜移栽机,阐述了该机工作原理并分析了工作过程。使用时由拖拉机牵引,人工投苗,可实现半自动化移栽,通过更换从动链轮可对株距进行调节。对2ZBX-4型吊杯式蔬菜移栽机进行了田间试验,结果表明:栽植株距和移栽深度稳定,可以进行多种蔬菜的移栽,损伤率、漏栽率低,直立度好,工作效率高,能满足不同地区、不同蔬菜的移栽农艺要求。     

全自动滑道式旱地钵苗移栽机构设计与试验

针对目前移栽机构取苗速度快导致钵苗易损伤和栽植器在栽植过程中水平方向与地面存在相对运动导致钵苗栽植直立度低等问题,设计了一种全自动滑道式旱地钵苗移栽机构,该机构通过滑道控制栽植臂实现取苗、送苗、栽植和复位功能,使取苗和栽植运动轨迹和运动速度达到最优状态。通过对移栽机构的理论分析,建立运动学模型。基于VB开发了计算机辅助优化设计软件,优化出一组满足理想移栽轨迹要求的机构参数,根据此参数对移栽机构进行整体设计,完成三维建模。应用ADAMS软件对移栽机构进行运动学仿真分析,验证了设计的合理性。在物理样机上利用高速摄像系统进行了轨迹验证试验,通过对比可知理论轨迹、仿真轨迹与样机工作轨迹基本一致,验证了机构设计的正确性。在栽植频率为62株/min工况下进行了机构性能试验,结果表明平均取苗成功率为95%、秧苗平均栽植直立度为82°、秧苗平均直立度合格率为93.4%,满足钵苗移栽要求。     

一种小型全自动蔬菜移栽机的设计及试验

针对丘陵地区蔬菜移栽费工费时,劳动强度高的问题,设计了一种小型全自动移栽机,其栽植株距、速度等参数可调,能够满足不同蔬菜的移栽要求。对整机结构及设计原理进行了介绍,对苗盘输送机构、顶苗机构、接取苗机构、送苗分苗机构和栽植机构等关键部件进行了设计,并根据零速栽植原理对五连杆栽植机构进行运动分析及adams仿真,得出栽植机构运动的最佳轨迹。田间试验表明:移栽机的栽植平均合格率为83.6%,栽植漏栽率为4.8%,伤苗率为0,倒伏率为5%,埋苗率为1%,露苗率为5.5%,栽植株距误差率仅为0.04%。工作过程中,移栽机能自动完成喂苗、分苗、栽植等过程,实现了蔬菜移栽自动化,较好地解决了丘陵地区蔬菜移栽的难题。     

2ZS-3型挠性圆盘式甘蓝补水移栽机设计及试验

针对甘蓝传统手工移栽劳动强度大、效率低的问题,根据甘蓝种植农艺要求,研制了适宜甘蓝裸苗移栽的2ZS-3型挠性圆盘式甘蓝补水移栽机。分析了幼苗栽植过程中的运动轨迹,选取了适宜栽苗区间。对送苗装置、挠性圆盘装置、开沟器和覆土镇压装置等关键部件进行了设计,确定了设计参数,最后经田间试验,各项指标符合标准要求。      

2ZBZ-2A型移栽机栽植机构运动学分析与试验

针对2ZBZ-2A型移栽机栽植机构,为探究其运动学特性进行了运动学参数分析。基于栽植机构工作原理,建立了栽植机构的双曲柄导杆机构数学模型,给出了机构的运动学方程表达式。借助Mat Lab软件,通过改变机构参数,对机构的运动学特性进行了仿真分析。分析表明:主动曲柄AD长度1变化对栽植器挖出的穴口大小影响较大,而对静轨迹轮廓影响较小;曲柄初始相位角对植苗点静轨迹高度和定植姿态有较大影响。基于参数分析结果和程序进行了结构最优配置,田间移栽试验结果表明:当1=1 0 3,θ1=3 3 0°,θ2=3 2 7°时,平均移栽株距400.3mm,平均栽深61.3mm,平均移栽效率33.7株/min,平均直立度84.3°,与理论分析计算基本一致,能够较好地满足机构设计和农艺要求。     

基于预处理苗带甘薯裸苗自动移栽机设计与试验

甘薯种植多以裸苗移栽为主,对机械化移栽要求较高。针对国内甘薯移栽设备自动化程度低,作业时需要人工喂苗导致劳动强度大、机械化栽插质量不高的问题,结合甘薯裸苗栽植农艺要求,基于预处理苗带喂苗装置和挠性圆盘栽植装置设计了一种甘薯裸苗自动移栽机,结合甘薯裸苗移栽机喂苗装置、挠性圆盘栽植装置和浇水装置自动作业控制需要,设计了基于CAN总线的甘薯裸苗自动移栽机控制系统,能够一次性完成旋耕、起垄、开沟、自动有序喂苗、定株距栽插、镇压覆土、自动浇水、修垄等作业。田间试验表明,机具在目标株距25cm以及作业速度0.25、0.35、0.45m/s的情况下,栽植株距变异系数和栽植深度合格率均达到了标准要求,栽植株距变异系数和栽植姿态合格率受作业速度影响较大,栽植深度受作业速度变化影响较小,在作业速度为0.25m/s时,栽植株距变异系数平均值为10.16%,栽植深度合格率平均值为95.56%,作业性能优于0.35m/s和0.45m/s,栽植姿态合格率平均值为90%。本研究为甘薯裸苗机械化、自动化移栽机械的理论研究和设计提供了新的参考。     

丹参膜上倾斜移栽机构设计与试验

针对丹参膜上倾斜移栽人工作业效率和质量较低、劳动强度较大、现有移栽机不适合丹参膜上倾斜移栽等问题,结合丹参大垄双行覆膜高效生产技术提出的膜上倾斜移栽农艺要求,设计一种基于变形椭圆齿轮-双变速曲柄五杆机构的鸭嘴式丹参膜上倾斜移栽机构。在移栽机构所要求的运动轨迹、栽植器倾斜姿态和设计要求的基础上,分析机构的工作原理并建立机构理论模型。依据数学模型运用Matlab开发出移栽机构人机交互可视化辅助程序,应用该辅助程序研究机构参数对栽植器倾斜角和栽植器端点轨迹的影响规律,通过人机交互的方式得到符合丹参膜上倾斜移栽机构农艺要求的参数组合。根据优化后的参数组合设计样机并进行虚拟仿真和样机田间试验,试验结果表明:变形椭圆齿轮-双变速曲柄五杆式丹参膜上倾斜移栽机构在满足丹参膜上倾斜移栽要求的同时能保证作业质量,移栽机构的立苗角度合格率为90. 7%、漏栽率为2. 7%、株距变异系数为5. 6%、栽植深度合格率为93. 7%。     

2Z─2型多用钵苗移载机

2Z－2型多用钵苗移栽机是根据国内玉米、棉花和甜菜等作物育苗移栽的农艺要求设计而成的一种多用途、全悬挂式旱地栽植农机具，主要用于栽植玉米、棉花和蔬菜等营养钵育苗以及其它无钵秧苗。该机具有结构简单、操作方便、使用可靠、适应性强等特点，既可垄作也可平作。株距调整时，只须更换1级传动键轮的链盘，就可满足您的使用要求，该机于1996年已达到国内领先水平通过专家鉴定。目前，该机已批量生产。1．作业要求：（1）整地符合玉米等作物育苗栽植的农艺要求。（2）土壤含水率20％～26％（3）钵苗全高12～28cm2．主要技术指标：株距：…     

2ZB-2型吊杯式移栽机栽植深度数据采集系统的设计

为了更好地评价移栽机的栽植性能,以2ZB-2型吊杯式移栽机为试验对象,针对表征栽植性能参数之一栽植深度,设计了数据采集测试系统。此数据采集系统分为硬件结构设计与软件程序设计两部分:硬件结构部分包括传感器、数据采集卡等仪器的选型、安装与调试,并对所选用传感器进行了标定;软件部分是基于LabVIEW虚拟仪器中DAQmx设计的,主要包括具有良好人机界面的前面板及后面板中的程序框图。通过合理设置采样模式及采样率等参数,实现了两个通道距离数据的实时采集与显示,并通过插值计算得到了相应采集距离值下的栽植深度值。田间试验表明:本数据采集测试系统相比于传统人工测量方式,节省人力成本,提高劳动效率,也可对后续移栽机栽植性能的评价提供参考。     

水稻钵苗膜上移栽机构优化设计与试验

膜上栽植技术可以有效防止水土流失、有利于有机水稻种植,钵苗移栽可以提高产量。为了将两种农艺相结合,提出一种膜上开孔并实现水稻钵苗栽植的移栽机构,能有效避免因破膜与水稻栽植不同步而造成的秧苗损伤。分析了移栽机构的工作机理,建立了运动学分析模型,开发了计算机辅助分析优化设计软件,并得到一组满足膜上移栽要求的结构参数。建立三维模型,并利用ADAMS软件完成虚拟样机仿真。设计物理样机,进行高速摄影运动试验。样机试验结果与理论分析所得轨迹基本一致,验证了移栽机构设计的合理性与正确性。在试验台架上完成了取苗试验与膜上栽植试验,取苗成功率为92.8%,膜上栽植的合格率为90%,满足膜上移栽的作业要求,验证了水稻钵苗膜上移栽机构的可行性。