水稻可降解钵苗精准切块装置设计与试验

为满足水稻可降解钵苗精准栽插的技术要求,设计一种新型的精准切块装置。该装置基于可降解钵苗盘按穴精准移送,采用连杆往复机构、切块机构、导向支撑机构等。针对可降解钵苗盘精准切块的要求,完成关键部件的设计,连接板与导向块的最小距离为200 mm,切刀行程为34 mm;对精准切块装置工作原理进行分析,建立切块机构运动学模型,并利用Adams进行虚拟仿真试验,仿真结果表明:在切块作业过程中,连接板与导向块的最小距离为201.67 mm,切刀行程为33.55 mm;试制加工切块装置,并进行试验验证。试验结果表明:连接板与导向块的实测最小距离、切刀实测行程与理论设计值相比两者的相对误差都小于3%,切块装置在不伤苗的同时可以实现钵与钵的精准分离。     

水稻钵苗有序抛秧机精准送秧装置设计与试验

为满足水稻钵苗有序抛秧对送秧装置提出的精准、稳定、可靠的送秧要求,设计一种新型的送秧装置。该装置基于可降解钵苗盘整排送秧,在取苗过程中秧盘无需横向移动,采用鼠笼式平送机构、凸轮摇杆机构、四杆机构以及单向离合器机构相组合,提高了纵向送秧的精度和稳定性。针对可降解钵苗盘对纵向送秧提出的要求,完成关键部件的设计;对纵向送秧装置工作原理进行分析,建立纵向送秧机构运动学模型,并进行虚拟仿真分析,验证设计的可行性;试制加工纵向送秧装置,并进行试验验证。试验结果表明:设计的纵向送秧装置单次送秧出现一定的误差,但误差在2 mm以内,且未出现累计误差和漏送的问题。     

水稻钵苗移栽机试验研究

水稻钵苗移栽是一种利用钵盘育秧的水稻移栽技术,是水稻种植过程中的重要环节。由机械替代人工完成移栽是推广钵苗移栽技术的关键。为此,在以五杆双曲柄分插技术为核心的水稻钵苗移栽机上进行试验研究,结果表明:水稻单穴内秧苗拉拔力小于抗拉断力,取苗秧夹夹持秧苗茎秆的取苗方式可行;水稻钵苗移栽机栽深和株距可控,栽植翻倒率为16.7%,漏插率为14.7%,伤秧率为3.4%,栽后第2天长型根,基本无缓苗;由根系生长来看,钵体苗表现更为粗壮,抗倒伏能力强;产量较同期毯状苗机插每穗平均增加4.6%。同时,针对水稻钵苗移栽机试验中所产生的作业质量、效率等问题,分析了农机和配套农艺问题,旨在对后续机具的研发提供参考,为水稻高产稳产提供技术支撑。     

栽植机钵苗自动排序装置设计

采用输送带和导向轮相结合的方法,实现了对圆台型钵体钵苗由无序到有序的排序,根据钵苗排序过程钵苗的运动情况和受力分析,得出了各主要参数的设计方法,解决了提高钵苗栽植机作业速度,降低劳动强度的关键问题。     

全自动水稻钵苗有序浅栽植机的设计

为了适应水稻钵苗移栽高产栽培技术的种植模式，综合插秧有序与抛秧浅栽的特点，研制了一种伞自动钵苗有序浅植机，实现了钵育秧苗间歇、有序、准确、可靠供给与浅栽。     

水稻机制钵苗抛秧机及主要技术参数的优化设计

通过对２ＳＰ—１０型水稻机制钵苗抛秧机自动排序机构中钵苗的运动轨迹、速度、加速度，以及定量抛秧机构中限位挡铁前端面与抛秧爪工作面之间最小夹角进行的理论分析和试验研究，优化了有关参数，提出了改进方案。     

钵苗移栽机取苗装置研究现状及展望

钵苗自动化移栽是提高作物单产、保障我国粮食供给安全的重要手段。为此,对国内外钵苗移栽机取苗装置的研究现状进行了阐述,按照取苗方式的不同将取苗装置分为气力辅助式、顶出式、夹取式、组合式和带式5类,指出了现有取苗装置存在的问题,提出了相应的建议,并对钵苗自动移栽机取苗装置的发展趋势进行了探讨。     

高速水稻钵苗移栽机送秧装置设计与试验

为满足高速水稻钵苗移栽机对送秧装置提出的稳定、精准、快速的送秧要求,设计了一种新型送秧装置。此装置减小了移栽机构在取秧过程中秧箱横向移动的距离,提高了高速工作时纵向送秧的精度和稳定性。对新型横向移箱装置和纵向送秧驱动机构的工作原理进行了分析,建立了纵向送秧驱动机构的运动学模型,并通过Matlab软件求得一组可行的设计参数。加工了试验台,并进行了试验验证。结果显示,其横向移箱装置较传统移箱方式,在移栽机构取苗过程中秧箱横向移动距离减少了37%;其纵向送秧单次误差控制在±2 mm以内,且未出现累积误差。研究提出的送秧装置及其设计方法可应用于移栽速度在200~250次/min的高速水稻钵苗移栽机上。     

夹钵式水稻钵苗移栽机构设计与试验

针对夹苗式水稻钵苗移栽机构取苗易失败,以及推秧爪推秧不充分影响钵苗直立度等问题,根据水稻钵苗移栽机构的工作要求,提出了一种夹钵式水稻钵苗移栽机构。基于Visual Basic 6. 0开发了移栽机构辅助分析优化软件,分析了主要参数对移栽轨迹的影响,通过人机交互方式得到了一组满足移栽工作要求的机构参数。根据得到的机构参数,完成移栽机构的结构设计,进行了移栽机构的虚拟仿真分析,验证了移栽机构理论设计的正确性。设计了水稻钵苗移栽试验台并进行了移栽机构取苗试验,移栽机构回转速度设定为50 r/min时,平均取苗成功率为93. 06%,当转速为80 r/min时,平均取苗成功率为88. 89%,取苗成功率随着转速的提高而降低。研究表明,该机构具有较高的取苗效率和取苗成功率,可应用于水稻钵苗移栽机。     

组合式水稻钵苗育秧盘自动分装装置设计与试验

现有水稻钵苗育秧播种流水线前端的秧盘分离供应尚未完全自动化,特别是软钵盘的分离。为减少劳动力,降低人工成本,本文采用硬托盘与常规育秧软钵盘组合配套,设计一套水稻钵苗育秧盘的自动分装流水线,包括分离软钵盘的指夹式真空吸盘机构、分离硬托盘的滑块连杆机构及其组合而成的套盘机构,用于实现组合式育秧盘中软钵盘和硬托盘的逐个分离和套盘组装,以满足育秧播种流水线前端的秧盘全自动供应。设计一种柔性抓取的指夹式真空吸盘,吸管采用3D打印方式加工,并通过铰链对称安装,模拟人类手指的抓取动作。采用真空吸附的方式实现软钵盘的柔性抓取,不会对软钵盘表面造成损坏。利用ANSYS有限元分析软件对软钵盘受到真空吸盘吸附提升时的变形程度进行分析,确定8组真空吸盘的合理布局。利用ADAMS动力学仿真软件对分离硬托盘的滑块连杆机构进行运动学分析,确定最佳的升降高度以及连杆的开合角度。设计并搭建样机进行试验,试验结果表明：当分离套盘效率为600盘/h时,分离套盘成功率为93.25%,整机运行稳定,符合设计要求,满足一般水稻工厂化育秧播种流水线的工作要求。     

基于Pro/E的有序抛秧机三维参数化造型设计

有序抛秧机是一种将水稻钵苗按一定行株距抛入田间的机具,传统的设计方法是利用平面二维图表示,不直观,不便于修改。应用P ro/E软件进行抛秧机三维参数化造型设计,通过改变尺寸参数可以方便地改变和修改零件的形状,直观地观察和分析整个机具的外形、零件间的相互位置关系,从三维造型可自动生成平面二维图纸,用于生产与加工。     

水稻钵苗移栽机作业质量测试方法研究

基于水稻钵苗移栽机作业原理,建立了水稻钵苗移栽机作业质量测试方法,确定了秧苗条件、试验地条件和作业质量的测量指标和方法。依据提出的测试方法对2Z-6型水稻钵苗移栽机进行作业质量测试,结果表明:(1)产品的漂秧率为0. 5%±0. 2%,翻倒率为0. 6%±0. 4%,平均栽秧深度为20. 5 mm±1. 2 mm,能够满足作业质量要求;(2)产品的伤秧率为3. 5%±1. 0%,均匀度合格率为80. 6%±3. 5%,漏栽率为2. 8%±1.9%,基本满足或不能作业质量要求;(3)建立的测试方法能够对水稻钵苗移栽机进行作业质量测试,产品的移栽装置的结构参数需进一步优化,以提高钵苗移栽作业质量。     

振动式水稻精密播种装置机理分析与试验

为提高振动式水稻精密播种装置的播种性能,分别对其定量供种机构和振动匀种机构的工作机理进行了分析与试验研究。利用离散元软件EDEM模拟了定量供种机构在有无振动作用下的供种过程。通过对比分析可知种箱振动板周期性的小幅振动可缓解种子的漏斗流动,促进扩散流动,同时使排种轮充填区的种子分布状态更加蓬松,提高了供种频率,实现了稳定定量供种。通过模拟试验探究振动匀种机构不同种槽板对种子的流速和装置播种性能的影响,优选出V-90°、V-105°、V-120°和U1型4组种槽板,为装置优化试验提供了参考,减少了后续试验次数。分别进行常规稻供种和杂交稻低播量供种试验,得到了种箱振动板振动使排种轮供种频率提高3.64%和5.52%,验证了定量供种机构仿真研究结果具有较高的准确性。进行不同种槽板、播量和气压全因素播种性能试验,得到播种效果最佳的种槽板为V-120°种槽板,在40 g/盘杂交稻低播量播种时使用0.26 MPa气压播种,合格指数为93.91%,空穴指数为0.94%;80 g/盘常规稻播种时使用0.28 MPa气压播种,合格指数为96.10%,空穴指数为0,满足杂交稻和常规稻种子育秧播种的技术要求。     

超级稻精密播种器种层振动测试与分析

超级稻育秧精密播种器中的精密播种部件采用气吸滚筒和振动种盘的组合方式来控制精确吸种,种盘供种区域内种子的"沸腾"状态和蠕动状态均与振动参数密切相关.本文结合供种区域不同的种层厚度以及气动振动器的不同安装位置测试了滚筒的吸种效果,并探讨了超级稻育秧精密播种器中种盘振动特性对滚筒吸种效果的影响.试验结果表明, 激振源安装在种盘后方对播种精度最为有利,种层厚度为0.7 cm、振动频率为98 Hz时吸种效果最佳,其合格率达93.118%.     

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。     

水稻栽植机秧针部件结构分析与试验设计

针对水稻植质钵育秧盘的结构特点,设计了一种秧针部件,并分析了其结构特点和工作原理。以洋马VP6型高速插秧机为机型,在不改变原机通用性的情况下,选择秧针部件的3个切割角度为主要因素,以秧针部件取秧力、切块体积为指标,设计正交试验。由此为得到秧针的结构参数最佳组合和后续的试验精确性提供了依据,从而保证了栽植质量。     

水稻气力式排种器挡种装置设计与试验

借助高速摄影观察发现,水稻气力式精量穴播排种器吸种盘上吸孔所吸附的种子会由于吸力不足,在离心力作用下,在到达投种区前从吸孔附近落下,从而产生飞种现象,进而对排种器排出的每穴种子数量以及成穴性产生影响,降低排种精度。为此,设计了一种挡种装置,以含水率为21.1%的培杂泰丰种子为对象,采用多因素试验的方法,研究了不同吸室负压和不同排种盘转速下,安装挡种装置前后对飞种现象的影响;采用单因素试验的方法,研究了安装挡种装置后不同吸室负压下,不同排种盘转速对排种器吸种精度的影响。结果表明,安装挡种装置后,飞种出现范围减小,飞种出现的数量减少,排种器排种精度与成穴性能提高;当转速在25~40 r/min,吸室负压1.6 k Pa时,(1~3)粒/穴概率在93%~97%之间变化。试验结果显示安装挡种装置后能控制飞种的跌落范围,并使部分飞种落回充种室内,从而提高排种器排种精度。     

步行式插秧机共轭凸轮推秧装置动力学分析与试验

为深入研究步行式插秧机共轭凸轮推秧装置的动力学特性,建立了共轭凸轮推秧装置的动力学模型,采用由Visual Basic 6.0编写的动力学辅助分析软件进行动力学分析,建立了三维模型并加以虚拟仿真.通过理论计算和仿真结果对比,其吻合程度高,表明动力学分析模型是可靠的,可为动力学优化提供数学模型以及后续强度计算和结构设计提供依据.通过与传统的推秧装置比较,配置共轭凸轮推秧装置的步行式插秧机分插机构支座处具有较小的力、力的波动和噪声,表明共轭凸轮推秧装置具有较好的动力学特性.     

基于触觉感知的水稻行弯度测量装置设计与试验

为解决水田环境下稻行弯度信息提取问题,提出一种触觉感知方法。根据除草期内水稻与杂草的生理高度及力学差异,基于弯曲传感器设计了一种稻株定位的感知梁。通过力学分析,建立了感知梁与稻株接触作用的力学模型,结合稻株抗弯强度,确定了感知梁抗弯刚度的设计原则。在此基础上,构建感知梁标定试验装置,获得了装置偏距与感知梁电压差的映射关系。基于多传感器技术,通过采集4根感知梁的电压(形变)变化特征,计算出稻行弯度。为检验测量装置的精度及稳定性,进行了田间试验,行进速度试验表明:行进速度的提高不利于测量结果的稳定性,在行进速度为1. 5 m/s时,平均误差为5. 90 mm,最大误差为8. 30 mm;稻穴株数试验表明:测量误差与稻穴株数有一定的相关性,稻穴株数为6株以上的测量误差最小,平均误差为2. 56 mm,4～5株的平均误差较大,为4. 36 mm,1～3株测量的平均误差最大,为6. 17 mm;水层厚度试验表明:测量误差与水层厚度没有明显相关性,误差均能控制在14 mm范围内。该装置测量结果可满足避苗机械除草等精准控制的要求。