2ZML2型膜上移栽机的研制

针对新疆棉花移栽的现状,结合棉苗膜上移栽对移栽机投苗条件的技术要求,针对现有的移栽机型,改进设计了一种同时适用于裸根和钵体棉苗膜上移栽新机型。对该机的结构及工作原理、技术参数、试验情况进行介绍。     

基于Pro/E的裸根棉苗膜上移栽机打孔装置的三维建模

针对目前新疆兵团进行试验并推广的两无两化的新型种植模式,需要研究设计裸根棉苗膜上移栽机,打孔装置是裸根棉苗膜上移栽机的重要组成部分。利用Pro/E对打孔装置的各零件进行了三维建模、虚拟装备、模型分析。此研究可以更直观地观察各零件间的位置关系、运动状态,为后面的设计奠定了基础。     

苗移栽机自动取投苗装置的研究与进展

综述了国内苗移栽机自动取投苗装置,取苗方式主要有插入夹取式、顶出夹取式、气吹式等几种形式,阐述各种取苗装置的结构与工作原理,给出了苗移栽机自动取投苗装置的取苗成功率、工作效率、存在问题,提出苗移栽机自动取投苗装置今后的发展方向。     

辣椒苗夹茎式双排自动取投苗装置设计与试验

为提高设施蔬菜生产机械化率,设计了一种双排夹茎式取投苗装置。利用两个对置移栽臂上的双排夹取爪实现辣椒苗循环取投苗作业,PLC控制系统保证取投苗装置有序平稳运转。夹取爪核心部件由软性材料和弹簧钢片紧贴构成,其精确定位由水平和竖直运动机构实现。分析软性材料厚度、辣椒苗苗龄、夹取爪气缸压力对取苗失败率、运苗失败率和投苗失败率的影响规律,以取投成功率为优化目标进行正交试验,确定双排自动取投苗装置的最佳工作参数。试验结果表明：当软性材料厚度为10mm、辣椒苗苗龄为51d、夹取爪气缸压力为0.40MPa时,平均取投成功率达到94.6%,基本满足蔬菜移栽作业的技术要求。     

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。     

裸根棉苗膜上移栽机的研究与设计

针对现在新疆兵团进行试验并推广的两无两化新型种植模式,研究设计了裸根棉苗膜上移栽机;同时,着重介绍了该机的整体结构、工作原理、关键部件,并进行了经济效益分析。该机具具有结构简单、机动性能好、操作方便等优点,具有重要的现实意义。     

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。     

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。     

2ZML-2型棉苗膜上移栽机的研制与试验

针对新疆铺膜移栽的种植模式和栽培特点,研制开发出具有自动覆土功能且适用于裸根棉苗和钵体棉苗的2ZML-2型膜上移栽机,介绍了该机结构特点和作业过程。田间检测试验表明该机对裸根苗和钵体苗均具有良好的膜上作业效果,达到设计要求和棉花种植农艺要求,具有较好的应用前景。     

穴盘苗移栽分段式不间断取放苗装置设计

为提高全自动移栽取放苗装置效率，减少取放苗动作，设计了一种自动化程度高的新型取放苗装置，并提出了取苗苗夹与运苗、放苗装置合一的方案，简化了移栽机取放、输送系统。同时，提出了使用无线控制方案，减少了运动部件间的有线连接，在实现控制结构轻量化的同时提升系统硬件稳定性。装置控制使用模块化设计，系统实现自动化与集成化，减化了被控对象和控制流程。试验结果表明：装置控制系统稳定，可以实现不间断取苗、投苗，选取移栽苗为辣椒苗，取放苗成功率90.6%。研究结果可为穴盘苗全自动移栽机设计提供参考。     

抛膜链齿输送式残膜回收机设计与试验

新疆棉田残膜污染问题严重,机械回收残膜是目前主要的回收方式。现有残膜回收机普遍采用弹齿或伸缩杆齿式起膜装置,回收过程中容易出现残膜缠绕工作部件、卸膜难等问题,影响起膜和卸膜效果。为此,借鉴现有机型的优点,通过刨膜辊刀起膜、抛膜辊刀抛送原理,设计一种起膜抛送、链齿输送、自动脱膜的抛膜链齿输送式残膜回收机。该机具主要由起膜装置、输送装置、脱膜装置、传动系统和集膜箱等组成。残膜通过抛送起膜,配合链齿输送,实现残膜与土块分离,保证了起膜的可靠性;利用自动脱膜和刮板式脱膜机构完成卸膜,解决了残膜缠绕、卸膜难的问题。田间试验结果表明:当作业速度为4~7 km/h时,残膜回收率均值为90.6%,机具作业效率均值为0.84 hm~2/h,残膜含杂率均值为3.971%,当作业速度较快时,提高了作业效率,但回收率降低,含杂率增大。当作业速度为5 km/h时,回收率均值为91.8%,作业效率均值为0.733 hm~2/h,含杂率均值为2.605%,为较适宜的作业速度。该机具运行可靠,起膜与脱膜效果较好,可用于新疆棉田残膜回收。     

小型手扶自走式棉田培土机的设计与试验

针对棉田中耕培土机耕深不稳定、培土效果差、易损伤棉株等问题,结合农艺要求,设计了小型手扶自走式棉田培土机。通过理论计算与研究确定了整机动力等技术参数,同时对旋耕培土刀和行走轮进行了设计和改进,并运用有限元方法对培土刀和刀辊进行了静力学分析,确定了培土刀参数,提高了机器的碎土和抛土能力,其培土的深度和宽度均可调节,减少了对棉株的损害。试验表明:该机满足棉花培土作业的农艺要求,实现了棉田培土的机械化作业。     

双U型棉花精量播种机设计与试验

针对机采棉种植农艺要求,设计一种一次性可完成开沟、施肥、喷药、铺设滴灌带、仿形、铺膜、播种、镇压等作业的双U型棉花精量播种机。该机采用勺轮鸭嘴式精量排种器和提土覆土装置实现节水精量全膜播种;利用ANSYS软件对双U型棉花精量播种机的成穴机构进行静力学分析,对提土覆土装置的传动轴进行模态分析。田间试验表明:种子的空穴率为1.6%,种子机械破损率为0.1%,穴粒数合格率为96.2%,种子覆土厚度深度合格率为97.5%,采光面机械破损程度为16.8 mm/m~2,采光面宽度合格率为93.6%,试验指标均达到设计的相关要求和农业的相关标准。     

新疆机械采棉技术发展的系统分析与思考

机械采棉技术是一项涉及诸多学科的系统工程.为此,从棉花生产、轧花加工和纺纱生产这一棉花产业链的角度出发,对新疆发展机采棉的机遇和优势、威胁和挑战进行了系统分析.其中,对新疆手摘棉、机采棉和进口美棉的质量进行了对比分析.最后,提出发展机采棉必须将长期目标与短期目标结合起来,在稳步发展的前提下,提高质量,优化工艺,以实现较高的综合经济效益.     

不动形心线对逆转耕耘抛土性能的影响

在分析逆转旋耕工作的基础上,提出了不动形心线(Fixed Centroid Line-FCL)对逆转耕耘方式影响的思想。在旋耕刀片运动轨迹、逆转旋耕切削角度及逆转旋耕抛土后向性等方面,详细分析了FCL线的影响性质,建立了逆转旋耕被抛土垡瞬时初速度的方向模型,并对模型进行了仿真,为茶园耕作机械的设计提供了参考依据。主要结论:FCL线距刀辊轴的距离小于刀辊回转半径时,旋耕刀片才能够正常工作,且FCL线位于刀辊轴的上方为逆转耕耘方式,位于刀辊轴的下方为正转耕耘方式;在逆转旋耕方式下,当刀片运转到FCL线时,动态切土角最小;当FCL线位于刀辊轴之上,且同时又在地表之下时,逆转旋耕才具有抛土后向性。     

一种双气道的气吸式棉花排种器的试验研究

介绍一种具有双气道的气吸式棉花排种器,通过开闭两条气道中的一条或同时开启两条气道,可以在1~3粒的穴播粒数之间快速调整;通过测量不同品种棉花种子的三维尺寸确定排种盘的尺寸;根据影响排种器性能和效率的主要因素在实验室进行台架试验,得出该气吸式棉花排种器在排种盘吸种孔直径为3mm、转速为3 0 r/min及真空度为4.5 k Pa时使用效果较好的结论 。     

稻茬麦覆秸还田播种机均匀抛撒机理分析与机构优化

针对传统稻茬麦机播设备费工费时、效率低下的问题,对稻茬麦覆秸还田播种机均匀抛撒机构的作业机理进行了研究,并进行了抛撒作业的原理分析、作业过程的受力分析。在EDEM中构建了粉碎后水稻秸秆的模型,对其抛撒过程的运动进行了仿真分析、运动特性研究、运动速度变化和轨迹分析。在仿真分析和理论分析基础上,利用Design-Expert软件开展响应面分析,以抛撒作业幅宽合格率Y₁、抛撒不均匀度Y₂作为稻茬麦覆秸还田播种机抛撒叶轮机构作业的评价指标,以抛撒叶轮杆齿形打散叶片数、抛撒叶轮倾斜角、抛撒叶轮回转轴转速作为试验因素,对机具均匀抛撒叶轮机构进行优化试验。软件优化的最佳机具参数为：抛撒叶轮杆齿形打散叶片数为4排、抛撒叶轮倾斜角为向上倾斜15°、抛撒叶轮回转轴转速为1 195 r/min,此时抛撒作业幅宽合格率和抛撒不均匀度的优化值分别为80.79%和9.24%,在此基础上进行了田间验证试验,调整到最佳参数时,抛撒作业幅宽合格率和抛撒不均匀度的实际作业平均值分别为80.84%和9.32%,满足作业要求,误差小、符合预期结果,说明仿真试验结果可靠且机具作业效果...     

气吸滚筒阵列式棉花精密排种器设计与试验

针对气吸式棉花精密排种器输气管路结构复杂、能耗大以及排种单体只能实现单行播种等问题,采用阵列吸孔吸种、侧向气吹清种等方式,设计了一种气吸滚筒阵列式棉花精密排种器,确定了该排种器关键零部件的结构参数,建立了充种过程的力学模型。以棉花种子为播种对象,以滚筒转速、吸孔直径、气室负压为影响因子,以合格指数、漏播指数和重播指数为排种性能指标,进行二次旋转正交组合试验,建立各影响因子与排种性能指标之间的回归模型,分析了各因子对排种性能的影响规律。采用多目标优化方法,确定最佳参数组合:滚筒转速为15.5 r/min,吸孔直径为3.5 mm,气室负压为4.2 k Pa,此时排种器的合格指数为93.5%、漏播指数为2.0%、重播指数为4.5%。经试验验证,试验结果与优化结果基本一致,满足棉花精密播种的要求。在此基础上进行了排种适应性试验,试验对象为几何特性存在一定差异的新陆早48号、新陆早52号、新陆早60号3种棉花种子,结果表明:合格指数均大于92%,漏播指数均小于3%,重播指数均小于5%,说明该排种器对不同品种的棉花种子具有一定的排种适应性。     

棉花精量免耕穴播机设计及关键部件运动仿真

黄河三角洲地区种棉历史悠久,但棉花种植的密度相对较低,且采用大小行交错种植,不适宜机器采摘。为此,设计了棉花精量免耕穴播机,主要由全幅旋耕灭茬装置、开沟器、全幅前镇压装置及鸭嘴式穴播器等构成。鸭嘴式穴播器主要由鸭嘴式成穴机构和垂直转勺式排种器组成,既具备精量取种能力,又具备定点投种能力。每组播种单体由两个鸭嘴式穴播器并联构成,能实现(66+10)cm的播种效果。田间试验表明:播种、施肥平均深度分别为32.6、94.6mm,出苗率达到91.04%,提高了播种质量,既满足了机采棉要求,又增加土地了利用率。     

抛土率估算的模糊动态聚类分析方法

为获得潜土逆转旋耕抛土率的定量数据，以揭示抛土性能与工作参数的关系，提出了土粒流图像的模糊动态聚类分析方法和实现途径，建立了抛土量线性识别函数、动态聚类权重函数、模糊动态聚类隶属函数数字模型，为分析混合重叠、灰度土质比不稳定的土粒流图像提供了理论基础和数学方法。