滚筒式毛刷清扫土装置的设计与试验

针对新型超级稻精量穴盘播种机对穴盘清扫土装置的要求,设计了V型螺旋式毛刷滚筒清扫土装置。分析了清扫土装置工作原理,确定了清扫土装置关键参数。将实验装置安装在2SBJ--500型水稻秧盘育秧精密播种流水线上进行了生产试验验证,工作效率400盘/h,合格率为98%;工作效率500盘/h,合格率为94%。结果表明:该装置能较好地清除多余表土,符合超级稻穴盘精密育秧设备对清扫土效果的要求。     

水稻田间育秧精密播种机设计与试验

为提高田间育秧播种机的播种合格率和播种稳定均匀性,设计了一种适用于南方水稻田间育秧的精密播种机。在深入分析螺旋勺轮式播种器的播种原理,以及播种器行走控制系统的基础上,采用正交试验方法,研究了螺旋勺轮的凹槽深度、螺旋升角、播种器行走速度对播种合格率和空穴率的影响规律,得出杂交稻播种合格率和空穴率影响因素的最佳参数组合:凹槽深度h为3 mm、螺旋升角α为81.73°、播种器行走速度v为0.35 m/s。试验表明,采用闭环控制系统后的播种机播种杂交稻2~6粒/格合格率由87.14%提升到93.21%,常规稻3~8粒/格的播种合格率为92.14%,播种性能满足常规稻和杂交稻精密播种育秧的技术要求。     

水稻育秧播种机钵体苗底土压实装置

设计了一种能实现水稻精密育秧播种机钵体软、硬秧盘穴孔底土压实的通用装置,该装置以AT89C51单片机为控制系统核心,采用步进电动机和送盘行程开关实现秧盘供送,以及限位行程开关和对准接近开关实现秧盘穴孔与压实辊指对准,压实辊指与秧盘穴孔内底土相互作用完成底土压实。通过系统的试验研究,确定了该装置的最佳工作参数。压实试验表明,该系统能满足秧盘穴孔底土压实的工作要求,实现了穴孔与压实辊指的精确对准和底土压实,当生产率在500盘/h、提前角对应弧长为1 mm时,对准率为98%,满足钵体苗穴孔底土压实的技术要求;育秧试验表明,增加穴孔底土压实深度,可提高秧苗素质,保持土壤根系坚实不散,有利于栽插作业,压实深度为6 mm时效果最佳。     

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%.     

水稻栽植机械化技术研究进展

水稻栽植机械化是水稻种植机械化的主要方向,也是水稻全程机械化的研究重点和难点。本文分析了我国水稻种植机械化的发展现状、特点及制约因素,重点阐述了水稻机械化育秧技术与装备、机械化移栽技术与装备的研究现状和发展动态。秧盘育秧是实现水稻机械化移栽的前提,重点分析了秧盘育秧精密播种技术、作业自动化技术和精密播种智能化技术的研究进展。毯状苗机插秧和钵体苗机栽插是水稻机械化移栽的2种主要方式,移栽机械控制技术是移栽机械作业自动化和智能化的基础和核心,在分析我国水稻机械化移栽方式与装备的基础上,对毯状苗机插秧技术和钵体苗机栽插技术面临的主要问题进行了系统分析和总结,对移栽机械控制和智能化技术研究现状进行了阐述,提出加强耕整地机械化技术研究与应用,解决杂交稻、超级杂交稻、双季晚稻和连作晚稻机栽植问题是水稻栽植机械化技术的研究重点,提升秧盘育秧精密播种技术的播种均匀性、解决低播量下精密播种育秧、毯状苗插秧机纵向送秧的精准性和农机农艺深度融合是突破毯状苗机插秧技术的关键,研发经济高效、轻简型的钵体苗栽插装备是发展钵体苗机栽插技术的核心,加强移栽机械控制和智能化技术研究是栽植机械化进一步发展的方向。     

基于组合式排种辊的穴盘播种机的设计与机理分析

穴盘精密播种设备主要用于实现穴盘精密播种,是设施播种育苗环节的关键设备,可以减轻播种作业的劳动强度,提高播种效率。针对现有圆辊型孔式穴盘播种机的排种辊更换不方便、适应性差的问题,为满足丸粒化蔬菜种子精密播种的需要,设计了一种基于组合式排种辊的穴盘播种机。该机采用可拆卸排种辊的结构形式,排种辊采用排种盘分体组合式,由独立的排种盘组合而成,针对常用的50穴、72穴、128穴标准育苗盘设计了组合排种辊,不同育苗盘的播种作业只需要更换相应的排种盘,实现一机多用,并通过对排种盘清种和护种过程进行运动和受力分析,为播种机的完善设计与试验提供理论支撑。     

播种制钵机的研究与展望

论述了我国播种制钵机的研究状况：分析了几种有代表性的制钵机，如2BZY-310型水稻钵苗育秧播种机、2ZBZ-600型水稻钵盘育秧设备、ZB(50-70)轻便型制钵机及2ZBJ-50机械化制钵机；提出了新的制钵工序，并对制钵机的研制与开发进行了展望。     

气力式集中排种器研究设计

目前,大功率拖拉机在播种作业中的应用不断增加,与其配套的大型播种机却相当缺乏。为此,研制了气力式集中排种器。详细介绍排种器充种室、吸气室、排种盘、排种环带、吹种室、剔种装置、吹种管等结构的设计。性能试验表明,排种性能符合单粒精密播种要求。     

水稻钵苗育苗穴盘分离套盘机设计与试验

采用工厂化育苗技术进行水稻钵苗育苗时,一般由人工将普通吸塑软穴盘分离然后套入硬托盘后再用于播种,增加了生产成本且劳动强度大。为减少人工成本、降低劳动强度,提高工厂育苗作业自动化,设计了一种适用于工厂化播种流水线的自动分离套盘机。利用真空吸盘吸附倒扣堆叠的软穴盘外侧壁后提升分离,再用翻转机构将分离出的软穴盘翻转180°到达套盘工位,套盘装置中的夹爪机构夹持软穴盘套入硬托盘中完成套盘作业。采用有限元分析软件ANSYS对软穴盘变形量进行分析,采用三维建模软件SolidWorks进行整机三维结构设计,设计了使用8个直径6mm的风琴型真空吸盘吸附软穴盘作业的真空回路系统,并试制了样机,对不同工况下的软穴盘进行了分离套盘试验。样机试验结果表明,对14×29孔穴规格洁净软穴盘的分离套盘成功率为97%,穴盘表面粘附有水珠或泥土时分离套盘成功率均为98%,分离套盘效率为435盘/h,满足工厂化育苗播种流水线的工作要求,可为提高工厂化水稻钵苗育苗的自动化程度提供参考。     

小型蔬菜穴盘精密播种机的设计与试验

目前,国内温室大棚蔬菜穴盘人工播种费时费力、生产效率低,现有机型对蔬菜穴盘播种适应性差,不能满足中小蔬菜种植户的轻简、低成本要求。为此,设计了一种小型蔬菜穴盘精密播种机,整机采用全气力驱动和气针播种,能连续实现自动进盘、打穴与单粒播种,通过更换播种针头的数量和型号,可适应不同形态蔬菜种子及穴盘规格。为提高样机开发速度和质量,降低生产成本,基于Solid Works软件对关键部件进行了数字化设计与三维建模,建立了小型蔬菜穴盘精密播种机虚拟样机,进而自动生成平面二维工程图进行样机的生产加工。最后,对番茄等蔬菜种子进行播种试验,结果表明:小型蔬菜穴盘精密播种机的单粒率水平在91%以上,满足了蔬菜穴盘精播育苗的要求。     

双排移栽机械手联动式高速移栽装置设计与试验

为了提高自动移栽机移栽效率,设计一种双排移栽机械手联动式高速移栽装置。利用安装在两个移栽臂上的双排移栽机械手交替取苗和栽苗的方法,采用联动控制方式使移栽效率翻倍。通过优化移栽机械臂和移栽机械手结构,并对其关键部件进行参数设计和运动学分析,综合考虑影响移栽成功率的关键因素,确定穴盘苗苗坨含水率、苗龄、爪针限位孔中心距为试验因素,以200穴欧石竹穴盘苗为试验对象,进行单因素试验和多因素正交试验,确定双排移栽机械手联动式高速移栽装置的最佳工作参数。试验结果表明：当穴盘苗苗坨含水率为32.6%、苗龄为46d、爪针限位孔中心距为16.7mm时,取苗成功率为94.7%,与软件计算结果94.2%接近,符合花卉、蔬菜移栽作业的技术要求。     

基于Lab VIEW的苗盘输送控制系统设计

针对半自动移栽机移栽效率低的问题,设计开发了自动送盘系统。针对取苗机构位置固定,每次夹取1株钵苗的取苗方式,通过控制苗盘的横向和纵向间歇移动,实现钵苗逐个自动喂入,从而实现自动取苗。系统采用PC机作为上位机,由Lab VIEW构建控制系统操作界面;单片机作为下位机,接受传感器的检测信号和上位机发送的指令信号。试验验证表明:系统可以实时监测苗盘的运动位置和取苗工作状态,实现苗盘运动和机械手取苗的配合。     

光电控制穴盘精密播种装置的研究

根据水稻工厂化育秧农艺的要求，设计了穴盘精密播种装置，该装置以PIC16C57为核心，采用光电一体化技术来控制电磁振动排种器，使其每次只排出一粒种子，提高了播种精度，降低了漏播率。试验表明，该播种装置的单粒率达98%以上，重播率小于2%，漏播率为零。     

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。     

气振盘式精密播种三段式流水线控制系统设计与试验

针对目前国内超级稻育秧播种作业中自动化程度低、配套设备少、播种精度低等问题,设计了一套气振盘式精密播种三段式流水线系统,由三段式输送带、铺底土机构、扫底土机构、压穴机构、精密排种器、秧盘定位机构、覆表土机构、扫表土机构、洒水机构、电磁继电器、霍尔传感器、光电传感器、触摸屏和PLC控制器组成,可实现气吸振动盘式水稻精密排...     

水稻育秧软塑穴盘播种设备研究

根据低成本、低投入进行工厂化水稻穴盘育秧播种的要求，重点研究了适用于水稻育秧软塑穴盘的电磁振动式水稻联合播种机、育秧软塑穴盘网托等配套设备，对水稻抛秧移栽技术的推广具有重大意义。     

气吸双行错置式玉米密植精量排种器设计与试验

针对大豆-玉米复合密植播种模式下传统气吸式排种器单行种盘高转速作业导致充种时间短、气流稳定性差,难以实现高速精量密植播种的问题,设计了一种气吸双行错置式玉米密植精量排种器,阐述了排种器结构与工作原理,对其工作过程及关键部件进行理论分析,构建充种和投种环节的种子力学模型,确定排种盘内外环型孔排布、投种轮、气室等关键结构参数,并开展单、双气道内负压分布、型孔内气流场特性分析,基于DEM-CFD耦合方法对排种器的排种过程进行仿真分析,以作业速度、气室结构和负压为试验因素,充种合格指数、重充指数和漏充指数为评价指标,优选出最优气室结构。通过台架试验开展不同气吸式排种器排种性能对比试验。试验结果表明,在作业速度为5～10 km/h的高速密植工况下,气吸双行错置式密植精量排种器排种合格指数均大于88.7%,且作业速度为10 km/h时,相较于常用单圆环气吸式排种器合格指数提高5.5个百分点,漏播指数降低5.6个百分点;田间试验结果表明,在作业速度为5 km/h下,播种合格指数为95.7%,重播指数为1.6%,漏播指数为2.8%。提出的气吸双行错置式玉米密植精量排种器在高速作业时拥有良好的排种性能,...     

小型气力式蔬菜精量播种机设计与试验

针对温室大棚空间狭窄、大田气力式精量播种机无法进入作业,而现有小型机械式播种机播种精度低的问题,设计了适用于温室大棚的小型气力式蔬菜精量播种机,采用正负压双作用排种器提高播种精度,并通过更换排种盘配合不同的开沟分种装置实现不同蔬菜及不同行数的播种作业,提高了播种机的适应性。对排种器进行基于EDEM的离散元仿真分析,探究充种区种群运动规律和搅种装置性能。对整机进行田间试验,结果表明:漏播率≤5%,重播率≤5%,种子机械破损率≤1%,播深一致性合格率≥90%,各项指标符合蔬菜种植农艺要求。     

自动移栽机整排取苗间隔投苗控制系统设计与试验

针对自动移栽机取苗控制精度、协调配合等问题,结合自主设计的自动移栽机取苗、投苗及分苗系统结构及其工作原理,基于可编程控制器PLC设计了一种整排取苗间隔投苗控制系统。该控制系统采用3个行程开关I1、I2、I3检测翻转取苗状态,实现取苗爪针在插入苗钵过程中逐渐收缩的过程,减少了对钵体内部的损伤;运用光电传感器感应分苗杯位置和数量,以增量式编码器获取分苗杯运动位移,通过两者配合完成苗钵在最佳投苗点投苗;选用72孔和128孔穴盘、20 d苗龄的黄瓜苗进行取苗、投苗栽植试验,检测控制系统性能。试验结果表明:在栽植频率40~70株/min范围内,两种穴盘苗的取苗投苗综合成功率均高于95%,平均值为97.98%,随着栽植频率的增加,取苗投苗综合成功率有所下降,但变化不大,证明设计的控制系统能适用不同规格苗盘、不同栽植频率下的自动移栽,达到高效自动移栽目的。