水稻钵苗输秧拔秧机构参数优化

针对中国农业大学工学院研制的2ZPY H5 30型水稻钵苗行栽机在生产应用中出现的秧苗机械损伤问题,对其关键部件———自动输秧拔秧机构进行了分析研究。以秧苗倾角为目标函数建立了秧苗拔取过程的数学模型,并对自动输秧拔秧装置的结构尺寸进行了参数优化。优化结果为:当输秧辊与拔秧辊的水平中心距h1为180mm ,输秧辊与上拔秧辊间的垂直圆心距h2 为12 0mm ,上下拔秧辊半径r为5 0mm时,秧苗拔取倾角β为13 7°。通过摄像设备对改进后的输秧拔秧装置的拔秧过程进行了观察,结果表明被拔出的秧苗没有发生明显的机械损伤,达到预期的优化设计目的。     

水稻抛秧机分秧机构的研究

对水稻抛秧机分秧机构的工作原理、研制过程机构方案设计，作了全面论述。经多种方案的对比实验与研究，确定出了一种合理、可行且经济的技术方案并对此进行了运动轨迹的理论探讨。     

水稻植质钵育栽植机栽植机构的研制

根据水稻植质钵育秧的特点,设计了新型栽植分秧机构。为了确保分秧栽植过程中能将整体植质钵插入水田中,研制了活动支撑切割装置和特殊秧针;为了确保栽植过程中植质钵苗的立苗度,对分秧栽植机构进行了理论分析,并根据其运动轨迹设计了护秧导轨。     

穴盘水稻秧苗机械抛栽的农艺要求

阐述了与机械化水稻抛栽种植密切相关的工厂化育秧要求和水稻抛栽农艺要求，为水稻抛栽机械设计提供了依据；介绍了国内外与工厂化育秧农艺配套的多种能自动取秧的有序行抛秧机械。并对主要农艺参数进行了试验研究。     

水稻插秧机双滑轨式快速栽植机构

针对水稻插秧机传统栽植机构存在的问题,结合当前新材料、新工艺和数字加工技术,研制了新型双滑轨式快速栽植机构。简述了双滑轨式栽植机构的主要特点、基本结构和工作原理以及在试验应用中发现的问题和注意事项等。     

播量及秧土对杂交水稻制种父本机插长秧龄秧苗素质的影响

以中莲优950制种父本为材料,比较了2个播量(2、3粒/穴)和2种秧土(自然土、1/2自然土+1/2商品育秧基质)条件下的长秧龄秧苗素质。结果表明,增加播量会抑制机插秧苗的生长,同时也会推迟始穗期,增加播始历期天数;自然土拌合育秧基质不能持续为机插秧苗提供养分,致使秧苗在5叶以后开始出现叶龄滞后,植株矮小,黄叶偏多的情况,同时秧苗其他地上部形态较差,秧苗地下部素质偏低。采用2粒/穴播量、自然土做秧土处理的秧苗在同一移栽期的条件下,始穗期与对照无差异,并且秧苗地上部形态高大、粗壮,根系发达,秧苗素质最好。     

基于虚拟响应面分析的水稻插秧机分插机构参数优化与试验

针对现有高速分插机构参数优化方法盲目性较大或计算复杂的问题,以椭圆齿轮三插臂分插机构为例,采用虚拟中心组合响应面试验设计方法,以插秧株距140mm时的插秧穴口宽度、推秧角度和轨迹高度3个指标为目标函数,以椭圆齿轮偏心率、齿数、行星架初始安装角度和插植臂安装角度4个参数为设计变量,构建响应面回归模型,采用优化算法求解响应面近似回归模型,直接求得一组满足多个约束条件的最佳参数组合。以求解的最佳参数组合:椭圆齿轮偏心率0.18、齿数23齿、行星架安装角度15°、插植臂安装角度25°设计并试制三插臂分插机构。通过理论分析和台架试验,回归模型计算的目标函数值与理论计算值和台架试验实测值之间的最大相对误差为0.668%。分析结果表明:采用虚拟响应面法优化可直接求得满足多个约束条件的参数组合,计算精度较高,提高了高速分插机构参数选择的针对性。     

以穴宽为优化目标的大蒜栽植机关键机构运动仿真及优化设计

为了优化适合大蒜栽植机关键机构的工作参数,研究了水稻插秧机分插机构的结构特点,以穴宽作为栽植质量的综合指标,建立了表征穴宽与大蒜栽植机的摇杆式分插机构各参数关系的数学模型。利用ADMAS软件的模型等效仿真功能分析了影响穴宽的因素,利用MATLAB软件对影响穴宽的因素进行了优化计算,优化结果显示理想穴宽与实际穴宽的误差为1.3×10~6mm,说明优化后的分插机构的工作参数符合大蒜栽植农艺需求,研究结果为自走式大蒜栽植机其他关键部件的设计提供了理论依据。     

油菜钵苗移栽机栽植机构参数匹配与轨迹分析

针对油菜钵苗移栽机的结构参数对栽植稳定性的影响及拖拉机田间作业时部分工作参数受载波动影响栽植性能等问题,采用ADAMS建立参数化模型,开展栽植机构结构参数(栽植臂、从动栽植臂、连杆)及作业参数匹配研究和轨迹分析,确定机组前进速度v(m/s)与栽植频率f(株/min)的匹配范围。结果表明:当栽植臂长度为300mm、从动栽植臂长度为305mm、连杆长度为95mm时,栽植轨迹高度为225mm,其中连杆长度对栽植性能有较大影响;在理论可行范围内,当f/v比值为200时,栽植轨迹达到最优,且随机组的前进速度增加,对应的可行栽植频率范围呈线性关系随之增大,栽植机构可适应株距范围为240~375mm。同时,应用高速摄像在线观察得出,栽植机构实际运动轨迹与理论分析基本吻合。田间试验表明:穴深合格率为90.7%,变异系数为7.1%,穴口长度合格率为84%,变异系数为6.6%,满足栽植要求。     

番茄链式纸钵苗移栽机栽植机构参数优化试验

为提高番茄钵苗机械化移栽效率,以链式纸钵苗高速、有序、有效栽植为目标,设计一种分离辊角度可调差速式番茄链式纸钵苗移栽试验台。采用二次正交旋转中心组合试验,选取作业速度、开沟器入土深度和覆土镇压器夹角为影响因素,以钵苗直立度合格率和株距变异系数为评价指标,通过土槽移栽试验,研究栽植机构结构与作业参数对栽植机构作业质量影响。结果表明,作业速度0.6~0.68 m·s-1,开沟深度103~116 mm,覆土镇压器夹角为40°时,番茄钵苗移栽直立度合格率大于90%,株距变异系数小于10%,满足番茄钵苗移栽技术要求,为番茄链式纸钵苗移栽机研发提供参考。     

链夹式移栽机立苗机理分析与试验

针对链夹式移栽机用于油菜移栽时存在的对土壤适应性差、易倒伏等问题,对链夹式移栽机结构、栽植部件工作原理及秧苗在栽植过程中的运动特性进行分析。运动特性分析结果表明,在零速投苗位置,秧苗夹持部位绝对运动轨迹为摆线,而根部轨迹为余摆线,上部为短摆线,即秧苗有向机具前进方向倾斜的趋势,特别是对于较大株高的油菜苗更加明显。针对现有移栽机存在的这一问题,采用对比试验的方法,对投苗角度与立苗率的关系进行研究。改变相关零部件的设计参数,设置了提前投苗、零速位置投苗、滞后投苗3种情形的对比试验。结果表明:提前5°投苗,秧苗的优良率为45.6%、倒伏率5.3%,均优于零速投苗,且明显优于滞后投苗情形下的相应指标。试验结果与运动学分析结果一致。     

旋转式分插机构的研究进展及其动力学分析方法

总结了水稻插秧机旋转式分插机构的研究进展,并提出其动力学特性的研究方法.     

电动水稻插秧机功率分配与参数优化

【目的】研究电动水稻插秧机功率分配和参数优化等关键技术,探索并分析分布式电机驱动水稻插秧机存在的主要问题和发展趋势,为电动水稻插秧机的设计提供依据。【方法】以适合电力驱动的手扶式水稻插秧机为研究对象,通过仿形试验、分插机构试验和牵引试验,得到插秧机各主要工作机构实际功率,并确定各驱动电机的参数。通过牵引试验的载荷和速度分析,进一步优化该类型插秧机蓄电池容量和作业速度等参数,并提出最大连续作业面积节能设计方案。【结果】在试验样机机型下,双行进水轮驱动电机为2×500 W,分插机构驱动电机为300W,仿形机构驱动电机为350W;当采用48V铅酸蓄电池组,在理论额定容量为83.3A.h、行进速度为0.5m/s时,可以获得最大连续作业面积;当采用同电压锂离子蓄电池组,在理论额定容量为100A.h、行进速度为0.5m/s时,可以获得单位蓄电池质量最大连续作业面积。【结论】分布式电机驱动的水稻插秧机具有机械传动机构简化、整体质量轻、低噪音振动和无尾气排放等优点。     

前插式双控差速行星系分插机构的运动特性及参数分析

针对传统高速分插机构均为多组非圆齿轮组成,安装和制造难度较大等问题,提出了一种双控差速行星系分插机构。分析了该分插机构的工作原理并建立其运动分析模型;采用RecurDyn虚拟样机仿真和MATLAB数值仿真等方法,对该理论分析模型和机构各参数与秧针栽插动静轨迹之间的关系进行研究。选取椭圆齿轮偏心率为0.13、插植臂长度135mm、插植臂箱体与y轴的初始夹角50°、插植臂与回转箱体的初始夹角35°和插植臂回转箱体回转半径90mm进行分析,结果表明:插秧株距为180~220mm时该分插机构能满足水稻插秧要求。     

基于MATLAB插秧机分插机构秧针运动轨迹分析

为实现插秧机机构的方便、快捷、准确,建立了水稻插秧机分插机构秧针运动的数学模型,利用MATLAB软件进行了数值计算和模拟,从而对机构运动的分析直观化、可视化,可为选择合理的分插机构的结构参数,提高插秧性能提供依据。     

丘陵山地独轮驱动插秧机栽植运动的传动系统设计

丘陵山地独轮驱动插秧机是针对丘陵山地的所设计的水稻插秧机。为保证水稻栽植的顺利进行,栽植运动的传动系统的设计至关重要。本文对栽植运动的传动系统进行的分析和计算,得到合理的机构参数,为插秧机栽植运动的传动系统的设计提供依据。     

水稻秧苗素质的模糊聚类分析及综合评判

通过模糊聚类分要将水稻秧苗分为四类,对各类秧苗进行了指标量化和综合评判,从而克服了以往对 秧苗素质判断的主观臆断性和盲目性,有利于对秧田进行科学管理。     

水稻旱育秧苗与湿润秧苗根系生理活性的比较研究

以武运粳七号为材料，对水稻旱育秧苗和湿润秧苗根系生长的生理物质活性进行了比较研究。结果表明，埋育秧苗总根数、白根数、根系活力及活跃吸收面积较高，根系C/N舟低于湿润秧苗，可溶性糖和硝态氮含量是湿润秧苗的数倍至数十倍，糖和硝态氮的较高积累不仅有利于维持秧苗根系正常的生理活动，也为移栽后秧苗根系生长和新根的发生贮备了充足的营养物质。旱育秧苗移栽前根系中脱落酸（ABA）、吲哚乙酸（IAA）含量高于湿润秧苗。异戊烯基腺嘌呤（iPAs)、赤霉素（GA3）含量低于湿润秧苗，而移栽后3d,IAA、GA3、iPAs含量均高于湿润秧苗。     

基于Matlab的油菜移栽机栽植机构运动学建模与分析

针对自制油菜移栽机栽植机构作业质量差的问题,利用Matlab语言建立了栽植机构的运动模型,分析机构参数对作业性能的影响。结果表明,大、小曲柄的长度及2曲柄的夹角和摇杆的长度对机构的作业性能有重要影响。根据这些参数对作业轨迹曲线的影响趋势,寻找到一组较优化的机构参数。当轨迹高度为181 mm、株距为240 mm时,入土轨迹与出土轨迹的重合度好,出土轨迹基本保持竖直,在投苗点附近时,栽植器的最大速度为0.048 m/s,其姿态保持与水平面垂直,加速度的波动范围小,能满足油菜移栽的要求。