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。     

番茄钵苗移栽探出式取钵机构设计与试验

为了降低番茄钵苗移栽过程取钵机构对秧苗钵土根系的损伤,同时避免机械式钵苗移栽机构设计特殊取苗轨迹与姿态的优化难题,提出了一种可与系列移栽机构配合使用的番茄钵苗探出式取钵机构,实现取苗各关键位置机构秧针以固定角度完成探出入钵、移动送苗及收回推秧工序。根据钵苗移栽取钵过程分析与设计要求,建立了探出式取钵机构力学分析模型,并获得影响秧针扎入钵土时驱动杆受最小驱动力的因素。基于Matlab App Designer平台开发了取钵机构计算机辅助分析设计软件,获得满足番茄钵苗移栽要求的取钵机构设计参数集。采用三因素五水平二次回归正交旋转中心组合试验方法,以驱动杆斜杆夹角、钵体含水率、入钵深度为试验因素,以钵体完整率和取苗成功率为评价指标,试制样机并搭建台架实施参数组合优化及验证试验,结果表明：探出式取钵机构可有效地配合取苗机构完成各项性能工作要求,在参数组合为驱动斜杆间夹角112°、钵体含水率57.5%、入钵深度28.4mm时作业效果最佳,钵体完整率为96.44%,取苗成功率为97.06%,满足钵苗移栽作业性能。     

旋转式水稻钵苗移栽机构移栽臂设计与试验

旋转式水稻钵苗移栽机构移栽臂是移栽作业的执行部件,控制取秧和推秧动作,直接影响移栽机构取秧和推秧的成功率。针对原水稻钵苗移栽机构存在取秧时间长、成功率偏低,无推秧装置、推秧效果差等主要问题,对其移栽臂结构进行改进设计,优化凸轮机构,减小凸轮推程运动角,增加推秧装置。建立机构虚拟样机,研制机构物理样机,开展机构虚拟运动仿真和高速摄像运动试验。比较虚拟仿真和高速摄像试验移栽机构夹取秧苗时间的缩短情况,结果基本一致,表明移栽臂的改进设计是正确和合理的。开展安装不同凸轮机构和有无推秧装置的移栽机构的取秧试验,改进后的机构取秧成功率和推秧成功率分别为94.3%和98.6%,远高于改进前的82.9%和88.6%,表明改进后的机构能够更好地满足水稻钵苗移栽工作要求,且具有很好的工作性能。     

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。     

一种钵式水稻插秧机

针对传统插秧机伤秧率高的问题,研制一种钵式水稻插秧机。该钵式水稻插秧机通过增加取秧机构,实现按钵取苗,大幅度降低伤秧率。从钵式水稻插秧机的总体构造入手,介绍其关键部件送秧机构和取秧机构的工作原理,设计横向、纵向送秧机构和再定位机构,并确定送秧机构的关键参数。田间试验表明:该钵式水稻插秧机工作可靠,不仅较好地满足农艺技术要求,而且提高整机的栽植质量。     

浅谈水稻大钵体毯状苗机械化育插秧泥育旱管技术

在水稻生产全程的各环节中,水稻种植全程机械化的瓶颈在水稻种植机械化。水稻大钵体毯状苗机械化育插秧技术具有培育壮苗、插秧时机械化对秧苗损伤小、快速返青、高产等特点,该技术的推广可着力解决传统水稻平盘毯苗机插秧返青期长导致双季稻种植茬口紧张的问题。基于此,本研究从选田、选种、播种、育苗、秧田管理、栽插等几个方面,详细分析了水稻大钵体毯状苗机械化育插秧泥育旱管技术。试验结果表明：水稻大钵体毯状苗机械化育插秧泥育旱管技术是在无工厂化育秧设备情况下的一种简易育秧方式,具有操作简单、对育秧设备投入要求不高、秧苗成毯性较好、可不使用育秧基质、育秧成本较低等一系列优势;该技术适合在南方稻区,特别是长江中下游双季稻区等茬口紧张的优质稻机插地区应用,有助于江西省水稻机械化种植产业结构的调整与升级。     

南方双季稻栽植机械化发展的影响因素和关键技术措施

深入分析双季稻对保障粮食安全的重要性,针对当前南方双季稻区机械化种植水平低、插秧机保有量少、手工直播趋势蔓延等栽植机械化发展现状,从茬口衔接、生育期、比较效益、技术难易、生产规模五个方面梳理制约南方双季稻栽植机械化发展的因素,通过综合测评和试验示范深入比较大钵体毯状苗机械化育秧、水稻机械化有序抛秧、水稻钵苗摆栽技术三种机械化栽植技术在缓解茬口矛盾、抵御自然灾害、农药减施、水稻增产等方面的优势,遴选出适宜南方双季稻机械化栽植技术模式。从技术推广、政策支持、社会化服务等方面提出相应的措施建议,通过因地制宜选定适用主推技术、完善全程机械化技术模式、提高水稻栽植机具保有量、完善育秧中心布局、提高育插秧作业服务能力等发展路径加快提升高南方双季稻栽植机械化水平,促进双季稻面积恢复。     

利用高速摄影技术对抛秧钵体苗运动状态的分析

利用高速摄影技术对气力有序抛秧钵体苗的运动状态进行了试验分析,获得了钵体苗吹出至与导苗管壁碰撞以及钵体苗在导苗管中下落过程的运动状态和时间,为抛秧设备的进一步完善提供了依据。     

利用高速摄影技术对抛秧钵体苗运动状态的分析

利用高速摄影技术对气力有序抛秧钵体苗的运动状态进行了试验分析,获得了钵体苗吹出至与导苗管壁碰撞以及钵体苗在导苗管中下落过程的运动状态和时间,为抛秧设备的进一步完善提供了依据.     

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。     

抛(摆)秧钵苗入土深度影响因素的试验研究

研究了抛（摆）秧钵苗入土深度与其影响因素之间的关系,结果分析表明,摆秧机排秧器（秧台）的高度为９０ｃｍ左右最佳,机摆秧作业时,土壤沉淀８ｈ￣２ｄ,人工抛秧作业时,土壤沉淀时间６ｈ￣１ｄ较好。同时通过回归分析,给钵苗入土深度和钵苗下落高度、工之间的关系式,该式的预测和实测的结果高度一致。     

棘轮齿轮式水稻钵苗移栽纵向送秧机构设计与试验

为了研究棘轮齿轮式水稻钵苗移栽纵向送秧机构的可行性,分析了水稻钵苗移栽纵向送秧机构的工作原理和棘轮齿轮式机构的传动特性,针对高速回转式水稻钵苗移栽机送秧机构需满足传动平稳、传动比精确、工作可靠性好、作业中没有积累误差、振动和噪声小的特点,设计棘轮齿轮式水稻钵苗移栽纵向送秧机构,对其结构设计中的重要几何参数建立了数学模型,进行了优化,采用CAD/CAE软件建立虚拟模型。对该机构进行了台架试验,结果表明,该种传动形式的纵向送秧机构能够满足高速回转式钵苗移栽机的工作要求,为研发高速回转式钵苗移栽机纵向送秧机构提供了理论和实践依据。     

水稻钵苗移栽机发展研究与展望

水稻在我国粮食生产中占据着重要地位,水稻种植机械的发展受到社会广泛关注,而具有增产优势的钵苗移栽机更是成为关注焦点。为此,本文简述了钵苗移栽机的研究现状及装备现状,介绍了钵苗移栽机取秧机构,分析了其在发展过程中的不足,对钵苗移栽机的发展趋势进行了展望探讨。     

钵苗有序移栽机构的研究进展及应用展望

针对被水稻专家视为高增产比率的钵盘育水稻秧苗移栽种植工艺,论述了钵苗有序移栽机构的国内外研究现状,介绍了几种典型钵苗有序移栽机构的结构原理和研究成果.将钵苗有序移栽机构分为"钵盘取出式"和"钵体苗排序式"两类工作模式,指出了两类机构存在的一些问题:前者易伤秧、损坏钵盘、结构复杂且生产效率偏低;后者易碎钵且株距均匀性不易保证."钵盘取出式"为两种形式,即夹苗式和顶出式.顶出式是一种比较好的移栽模式,在现有顶出形式的基础上,简化结构、提高机构的工作可靠性和作业效率,是钵苗有序移栽机构的研究方向.     

摆杆式取苗机构的设计与试验

针对全自动移栽机取苗易伤苗、转移钵苗时机构冲击大等问题,结合新疆育苗农艺要求,设计了一种摆杆式取苗机构;根据取苗作业要求,规划了钵苗转移路径和各运动副的运动姿态,并构建直角坐标系;利用位姿方程,求解出末端执行器参数方程;通过软件仿真计算出机构取苗轨迹,表明轨迹满足预期轨迹设计要求。样机试验表明:平均取苗成功率为97.1%,基质损伤苗率为2.9%,茎杆损伤率为1.3%,机构可靠性较高,对钵苗的损伤较小,可为开展移栽装备的全自动化研究提供参考。     

吊杯式移栽机构中番茄穴盘苗运动分析优化与试验

吊杯式移栽机构的投苗杯向栽植器喂苗时,番茄穴盘苗与栽植器的碰撞导致苗钵质量受损。为此,建立番茄穴盘苗与栽植器的接触力学模型和碰撞运动模型,用赫兹理论得到苗钵最大接触力方程,用冲量和冲量矩定理得到苗钵和苗茎与栽植器的碰撞运动方程,在此基础上用目标规划法建立多目标优化函数,得出栽植器角速度为1.18 rad/s和1.31 rad/s时,接苗角取72°和番茄穴盘苗的株高取12 cm,有利于减小苗钵质量损失。利用高速摄像试验观察碰撞运动,得出苗钵与栽植器的碰撞是弹塑性碰撞,苗钵和苗茎与栽植器的碰撞都会改变番茄穴盘苗的运动速度和姿态,使番茄穴盘苗与栽植器发生二次碰撞。苗钵破碎性试验表明,工作参数优化后的番茄穴盘苗质量损失分别为9.67%和8.43%,优于其它参数组合的试验结果。     

水稻钵苗纵向送秧装置的设计与试验

为满足水稻钵苗移栽机送秧装置精准稳定的送秧要求,设计一种新型纵向送秧装置。此装置采用链轮驱动,通过弹簧钢丝拨动钵盘实现纵向送秧,提高纵向送秧的精度和稳定性。分析新型纵向送秧驱动机构的工作原理,建立秧箱链轮机构的运动学模型,并通过Matlab软件优化出一组设计参数。设计并研制纵向送秧装置试验台,进行纵向送秧精度测试试验以及取苗试验。试验结果表明:纵向送秧的偏差量在±2 mm范围内,且多次试验没有产生累积偏差,符合设计要求;试验台的最低取苗成功率为91.37%,新型纵向送秧装置送秧效果良好,结构设计可行。     

各地·动态

<正>全国水稻钵苗机插现场会召开近期,农业部在江苏省扬州市组织召开了全国水稻钵苗机插现场会。会议认为,推广水稻钵苗机插技术解决季节矛盾、实现周年高产;体现绿色理念、实现增产增效;推进规模化种植、实现机械化生产。近年来,在南方单季稻区的江苏、安徽、四川、湖北等地,双季稻区的江西、湖南等地,以及东北稻区的黑龙江、吉林等地,相继开展水稻钵苗机插试验示范,年推广面积     

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。     

二阶自由非圆齿轮行星系钵苗移栽机取苗机构

为满足旱田钵苗移栽取苗机构理想鹰嘴形工作轨迹要求,提出了连续传动的二阶自由非圆齿轮行星轮系取苗机构,以实现取苗爪周期性二次不等幅摆动规律。利用曲线拟合方法构建自由传动比函数,建立机构不等速传动的数学模型,编写机构分析软件,确定传动比函数和机构参数,研制取苗机构并进行了高速录像试验。结果表明,该型取苗机构的工作轨迹和理论计算吻合,能够实现取苗深度35 mm,取苗爪在钵体中穴口小于5 mm,取苗爪入钵和出钵段姿态满足工作要求。