自走式水稻大棚育秧联合作业机槽盘铺膜机构设计

针对铺膜机构与自走式水稻大棚育秧联合作业机的集成需求,调研秧盘铺膜结构及整体组成结构关系,采用三维模型与功能设计逐步演进的方法实现了折叠成型槽盘铺膜机构,由秧盘单元初步结构逐步演进为包含9个秧盘联体膜成型的上架与底架结构,对主要杆件进行结构尺寸设计。采用1:3试验机模型验证铺膜成型功能,采用有限元方法进行应力、应变、变形位移和安全系数分析。研究表明:所设计的铺膜结构能够实现预定功能,成膜达到预定参数要求,结构设计参数校核达标。     

双凸轮控制的水稻工厂化育秧有序铺盘机构设计与试验

针对目前水稻工厂化育秧过程中田间人工逐一铺盘导致的劳动强度大、作业成本高等问题,设计了对称布置组合双凸轮控制的自动铺盘机构,对其工作原理进行分析,以完成对叠摞秧盘的有序托盘、卡盘、放盘和回托4个动作,最终获得逐一铺盘的效果。建立了机构参数计算模型,编写了辅助分析和设计软件,优选得到一组较优机构参数：两凸轮基圆半径R1=15mm、R2=16mm,关键长度参数l1=15mm,l2=40mm,l3=30mm。研制了样机并采用正交试验设计方法进行了试验,结果表明,当铺盘机构的电机转速为600r/min,以每摞10个秧盘放入秧盘箱中,铺盘小车以速度50mm/s在龙门桁架上移动,距离地面约100mm的高度进行铺盘,总铺盘合格率达到97.16%,铺盘效率为360盘/h。该机构可以作为田间自动铺盘设备,以人工逐摞放盘取代人工逐个铺盘,降低了人工铺盘劳动强度,也可集成在育秧播种线上作为自动供盘装置。     

玉米收获机秸秆放铺机构的运动模拟仿真

研究设计了一种玉米秸秆放铺机构,确定了机构的主要结构参数,阐述了机构的结构组成和工作原理.应用三维设计软件Solidworks对放铺机构进行仿真建模,应用运动仿真分析软件Cosmosmotion 对放铺机构进行了运动仿真分析.结果得出位移-时间曲线,并由此曲线准确提出所设计的放铺机构能够实现的功能以及改进各项功能的方法.     

2B—4A型自走式育秧机设计与试验

设计了2B—4A型自走式育秧机,包括动力机构、传动机构、操纵机构、行走机构、输送机构、刮土机构、种土箱及机架等。机具采用履带式自走机构并配备换档、倒档装置实现装备整体自由行走;采用整体播种铺土,平板输送带输送秧盘,实现秧盘快速自由脱落摆放。同时进行了机具作业性能试验,结果表明:2B—4A型自走式育秧机可完成盘喂入、铺土、土种搅拌、播种、盘输出、盘下滑、盘摊放,播种量稳定性、播土均匀度、播种均匀度、播种空格率、覆土厚度稳定性、摆盘间隙、摆盘合格率、漏摆率均符合标准要求,作业性能良好。     

水稻工厂化育苗高速秧盘播种落盘机构的设计

针对水稻高速秧盘育秧播种生产线配套技术的需求,设计和改进配套的落盘机构。介绍高速秧盘播种落盘技术的具体流程,概述秧盘叠放的实现方法,探讨抬升秧盘方式的设计和改进,为水稻秧盘育秧播种生产线提供有效的配套支持。     

水稻秧盘育秧播种生产线电控式软硬秧盘自动供盘装置

为有效提高水稻秧盘育秧播种生产线的生产率,满足轻简化栽培技术要求,降低农民育秧成本,减轻劳动强度,解决现有自动供盘装置振动冲击大、供盘可靠性不稳定的问题,设计了一种可嵌放软塑秧盘的复合托盘和水稻秧盘育秧播种生产线电控式软、硬秧盘自动供盘装置。该装置以STM32单片机为控制核心,由接近开关检测等待供送的层叠秧盘,控制秧盘供送装置上的舵机实现对层叠秧盘的自动升落与供送。通过理论分析,建立了嵌入式复合托盘受力模型,确定了复合托盘的工作参数;设计了舵机升盘转轴机构、抬升指、输送装置等关键部件。为检测电控式自动供盘装置的工作稳定性,系统地进行了振动特性测试分析;以硬塑秧盘为试验对象,供盘成功率为试验指标,进行了三因素三水平的正交试验,结果表明,叠盘偏差范围对供盘成功率有显著影响,减小叠盘偏差能有效提高供盘成功率;通过分析试验结果,采用改进的渐进式导向板,实现对叠盘偏差纠错,并分别进行硬塑秧盘和嵌入式复合托盘嵌放软塑秧盘的试验研究,改进后的装置性能显著提高,硬塑秧盘的供盘成功率达100%。采用嵌入式复合托盘进行软塑秧盘自动供盘试验,软塑秧盘的供盘成功率大于98%,满足水稻秧盘育秧播种生产线自动供盘技术要求。     

基于预定轨迹的残膜脱卸机构的优化设计

根据曲柄摇杆机构的运动特点,设计了一种结构简单、工作可靠的搂齿式卸膜机构。以预定轨迹为目标函数、机构各构件的结构参数为设计变量,对搂齿式卸膜机构进行优化,确定了机构主要结构参数,并运用ADMAS软件对搂齿卸膜机构进行运动学仿真分析。同时,制作样机进行田间试验,结果表明其满足性能要求。     

2BF-1400型水稻覆膜播种机整地覆膜机构设计

针对水稻旱作覆膜直播技术的铺膜播种机所采用的覆膜机构进行了设计.针对简易覆膜机、加强型覆膜机、作畦覆膜机、旋耕覆膜机、播种覆膜机、覆膜播种机,进行综合比较分析,并根据农业技术要求进行了覆膜机构结构和参数设计.该机可实现开沟、覆膜、播种、覆土、镇压作业一次完成.理论研究和生产试验证明:该机实现了旱整地铺膜播种,达到保墒、保水、保肥、提高地温和抑制杂草生长的目的,为水稻旱作直播、减小用水量、节约营养土和实现农业可持续发展提供了有力的技术支持.     

水稻秧盘育秧精密播种流水线软硬秧盘自动叠放装置

设计了一种能实现水稻秧盘育秧精密播种流水线硬、软秧盘自动叠放的装置,有效地提高了流水线的生产率,并减轻了劳动强度。该装置以可编程控制器PLC为控制核心,由接近开关检测待叠秧盘,控制秧盘升降机构实现秧盘升降的自动叠放,采用土壤防漏机构的气动移动盖板来防止秧盘内的土壤在叠盘过程中发生侧漏而使种子外露。为检测自动叠盘装置的工作性能,以叠盘成功率及种子外露率为指标,以秧盘升降机构的升降速度、盖板方式和生产率为影响因素,设计了三因素三水平正交试验。试验结果表明,升降速度对叠盘成功率影响较大,盖板方式和升降速度对种子外露率影响较大;当升降速度为0.15 m/s、采用气动移动盖板和生产率为600~800盘/h时,硬、软秧盘的叠盘成功率分别为100%与99%~100%;硬、软秧盘的种子外露率最大分别为0.28%与0.60%,试验指标满足水稻秧盘育秧精密播种流水线育秧技术使用要求。     

槽轮送料机构的动力分析与结构设计

槽轮机构广泛应用于各种机械中.针对灯笼状荔枝果肉获取机械中的槽轮机构,通过动力分析建立槽轮工作阻力矩和拨盘驱动力矩间关系的数学模型,利用Pro/E软件建立槽轮机构的三维参数化模型,并进行静态应力分析和全局敏感度分析.结果表明:槽轮工作中受到的静态应力小于材料的抗剪刚度;槽轮的厚度越大,在同样的工作载荷下所受到的静态应力就越小.上述结果给送料机构的改进设计和制造提供了依据.     

水稻秸秆营养穴盘成型机的设计与降解性能研究

水稻秸秆营养秧盘是以稻草粉、牛粪为原料,采用气动成型原理实现秧盘成型的水稻营养秧盘,具有原料易得、可降解、可自养和改良土壤理化性状等优点。为此,对水稻营养秧盘的结构进行分析,改进了水稻秸秆营养穴盘成型机的设计,探讨了水稻秸秆营养秧盘对水稻生长影响及其降解性能。在黑龙江前哨农场开展水稻秸秆营养秧盘(XS)与塑料水稻育秧盘(CK)对比田间试验,探究不同水稻育秧盘对水稻秧苗素质、水稻产量及自身降解特性的影响。试验结果表明：与塑料育秧盘(CK)相比,采用水稻秸秆营养秧盘可以提高水稻出苗率、株高、茎基宽,显著提升水稻秧苗生物量、有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒质量及产量;在保障水稻生长的同时,水稻秸秆营养秧盘降解效果明显,移栽到田间120天后,降解率达到84.79%。研究结果可为水稻秸秆营养秧盘的推广提供前提条件和理论基础。     

移栽机自动进给机构的设计研究

目前,我国的农机化还处于发展阶段,与发达国家还有着很大的差距。新疆地区的种植模式为大田种植,人工移栽存在劳动强度大、周期长及效率低等问题。为此,设计了一种移栽机自动进给机构并对关键部件进行了设计分析。该机构主要由同步带、推杆及导槽机构等组成,当穴盘进入自动进给机构入口端时,同步带带动推杆运动,装载于推杆上的穴盘通过PLC控制步进固定距离,实现进给机构的自动进给。试验结果表明:该机构结构简单、成本低,对增加农民的经济收入,实现育苗移栽技术大面积推行具有重要意义。     

滚筒式免耕播种机构交互式优化设计系统研究

针对滚筒式免耕播种机构设计过程中,涉及参数多,交互关系复杂,计算量大,计算方法繁琐,设计周期长,不易完成机构优化设计等问题,设计一种交互式设计平台,通过人机交互,达到缩短设计周期、优化机构的目的。通过对鸭嘴滚轮排种装置及其鸭嘴驱动滚筒组成的核心机构的运动学分析,建立鸭嘴驱动角φ、鸭嘴助力角α、鸭嘴滚轮排种装置角速度ω0和滚筒角速度ω1之间的数学模型;以株距、还田量及播种深度为设计参数,构建目标函数与约束条件,确定优化算法,获得满足设计要求的结构参数,即基本结构参数:滚轮半径R0、滚筒半径R1、鸭嘴高度H、鸭嘴数x,辅助结构参数:助力角α、驱动角φ、开孔数n和开孔长度l;使用Matlab(Matrixlaboratory),根据优化算法编写程序,并通过Matlab图形用户界面,直接在界面中获得优化后的结构参数。通过CATIA环境下二次开发,利用关联设计方法建立参数化模型,通过优化后的结构参数驱动参数化模型改变参数。参照系统所得结构参数加工滚筒式免耕播种机构试验样机并进行样机功能试验。交互式优化设计系统可在不同需求下快速生成各结构参数,准确得出最优参数组合,并生成所需模型,最大限度缩短设计时间,提高设计效率与准确度,同时为解决该类问题提供了一种通用方法。     

基于水稻秸秆制备植质钵育秧盘研究

为了实现寒区水稻的增产,以水稻秸秆为主要原料,配以高分子水乳型胶粘剂,经热压制备水稻植质钵育秧盘,采用正交试验设计方法分析施胶量和制备工艺(成型压力、模具温度和保压时间)对植质钵育秧盘性能的影响。对试验结果分析得出制备植质钵育秧盘工艺优化参数为:施胶量95%、成型压力30MPa、模具温度145℃、保压时间300 s,可为进一步研究和植质钵育秧盘的产业化生产提供技术借鉴与参考。     

蔬菜育苗基质块成型机设计与试验

基质块育苗移栽具有护根护苗、缓苗期短、成活率高等优点,相比穴盘钵苗,基质块苗市场保有量仍相对较少,主要受限于基质块成型加工设备配套不足,因此本文设计了一种蔬菜育苗基质块成型机,实现自动铺土、压块、投块、输送等功能为一体,通过对整机结构和传动系统、钵盘机构、压块及投块机构等关键部件进行设计,以蚯蚓粪—土壤为原料对影响基质块成型的3个因素进行正交试验,得出优选参数组合为蚯蚓粪—土壤混合配比1∶3、压缩比0.65、含水率10%,此时尺寸稳定性为98.96%,抗压力为246.86 N,散坨率为4.15%,可极大地满足基质块育苗移栽的要求,从而为基质块成型加工的研发提供理论参考。     

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。     

农用抛秧盘成型模具的改进设计

农用抛秧盘成型模是秧盘成型机的重要部件,冷却方式的合理选择、冷却系统结构的合理设计,不仅可以大大简化加工工艺,降低制造成本,而且可以极大地保证和提高秧盘质量和产量,延长模具本身的使用寿命,降低维修成本,使秧盘成型机的整机性能大大改善.通过对农用抛秧盘成型模原理和结构,以及各组成部分功能作用的分析,可以确定农用抛秧盘成型...     

探出开孔式高速水稻膜上插秧机分插机构设计与试验

针对水稻覆膜栽培机械作业过程中存在分插机构直接插秧造成秧苗根系损伤或开孔装置结构复杂造成同步性差、漏插等问题,设计了一种切膜开孔、分秧栽植配合精准的一体式高速水稻膜上插秧机分插机构。通过分析其结构特点和工作原理,建立分插机构运动学模型,基于Visual Basic 6. 0软件编写了计算机辅助分析与优化软件,优化得到满足水稻覆膜栽培农艺要求的结构参数和秧针尖点和切膜开孔刀尖点轨迹,优化结果为:取秧角16. 01°、推秧角62. 43°、膜上开孔长度44. 31 mm、膜孔与穴口偏差5. 02 mm、栽植位置21. 63 mm;将三维建模仿真与高速摄像试验相结合,对比分析可知,仿真轨迹、试验轨迹与理论轨迹基本一致,验证了分插机构设计的正确性和合理性;土槽试验结果表明,在速比特征系数λ=1. 57时,分插机构能够依次完成切膜开孔与栽植动作,膜上穴口长度和栽植位置的实测值与理论值偏差均小于4 mm,符合水稻膜上探出开孔式分插机构设计要求。     

梯形防渗渠道塑膜铺衬机的试验

借助均匀设计理论和软件对防渗渠道塑膜铺衬机进行了试验研究。提出了渠道塑膜铺衬效果的评价方法,分析了机器前进速度、展膜刷后倾角、展膜刷高度对铺膜效果的影响规律,并对设计参数进行了优化,证明主动同步放膜、展膜刷随动展膜的铺膜机构适于渠道空间铺膜作业。     

浅盆型立式种盘模型第三方程序驱动系列化设计

为了给零部件参数化及系列化设计提供便捷准确的解决方案,研究了第三方程序驱动CATIA参数化模型的设计方法。以一种浅盆型立式排种盘为研究对象,在对其特征结构进行分析的基础上,提取该排种盘直径、折边倾角和铆钉孔中心距等特征参数,建立了参数间关联关系,并进行了参数化建模。同时,运用VB语言编写排种盘模型参数驱动程序,建立参数化模型与人机界面接口,实现在人机界面中通过修改排种盘驱动参数对模型特征结构进行控制。仿真驱动表明:该方法能够快速、准确地实现零部件的参数化及系列化设计,为农业装备数字化资源库中模型资源的创建及修改提供了一种方法。