六行同步小区条播机的研制

根据我国田间小区育种种植模式的特点,研制了六行同步小区条播机。该机由排种装置、投种装置、抬起装置、覆土装置、开沟装置、悬挂装置及电控装置等组成,可以进行6行同步播种,并能保证小区和小区之间不混种。在机器研制过程中,通过对电控系统和部分关键装置配合工作的分析,将带盘组合周期自净时序控制排种技术、相位导向种盒整体提升技术分别应用到排种装置及抬起装置上,实现播种作业异行异种、异区异种连续播种作业,使播种操作自动化、智能化;将弹性回转限位杆控种盒同步投种技术应用到投种装置上,降低了劳动量、提高了播种质量和效率。田间试验表明:该机排种装置的转速最大为0.34rad/s,皮带打滑率趋近于0,排种孔直径至少6.7mm,可提高播种精度、排种均匀性,降低伤种率、漏种率,满足小区条播机的播种作业要求。     

小麦小区株行播种机犁铧式开沟器设计与试验

通过研究国内外小麦小区育种开沟器现状,结合小麦株行育种农艺需求和小麦株行播种机的特点,针对小麦小区株行育种播种机开沟器开沟深浅不一致、落种不均匀的问题,利用仿生学原理及逆向工程技术对开沟铲尖进行了设计,并参照犁体曲面设计方法对开沟器分土曲板进行设计。为检验株行播种机犁铧式开沟器设计结构的合理性,对小麦株行播种机进行了田间试验,结果表明四行间播深总体合格率为95%,且落种均匀性变异系数无明显差异,验证了株行播种机的实际作业性能,确定了株行播种机整体结构的可靠性。     

负压式生鲜食品包装机设计与试验

针对目前国内人工包装生鲜食品劳动强度大、生产效率低等问题,设计了一种负压式生鲜食品包装机。该包装机由横封装置、切断机构、送膜机构和纵封装置等构成,能够一次性完成物料的输送、封膜包装作业,可适用多种规格生鲜食品的包装。通过FLUENT对后吸风盒流场分析,采用截面参数lA和lB分别为25 mm和64 mm的直角盒型,并经过试验确定后吸风盒吸风口静压为32 Pa。张膜输送带通过调整偏心滚筒,保证上部输送带和下部输送带之间有足够的压力。样机试验表明:包装机对于生鲜食品的包装速度为49.4包/min,包装率为99.4%,鼓包率为5%,基于负压式原理的负压式生鲜食品包装机达到了生鲜食品包装作业要求。     

步行式插秧机共轭凸轮推秧装置的反求设计及仿真

针对步行式插秧机上传统推秧装置存在的推秧结束时间提前或滞后问题,提出了基于共轭凸轮的推秧装置.根据步行式插秧机椭圆齿轮行星系驱动机构及插秧农艺要求构造了推秧杆的运动学曲线,建立了该推秧装置反求模型,并基于Visual Basic 6.0编写了其反求设计及仿真软件,反求得到一组满足农艺要求的较优参数.根据这组参数对该推秧装置进行结构设计,建立了三维模型并进行虚拟样机仿真,结果表明该装置能很好地满足步行式插秧机的作业要求,而且推秧结束时间准确.     

农机条播作业监控系统功能设计和实现

条播作业是农业粮食生产过程中的核心环节,条播作业质量的高低直接决定着粮食的产量和质量。为了满足不同用户和不同应用场景的使用需求,解决条播机作业效率低的问题,笔者设计了一套农机条播作业监控系统,对其功能及发展趋势进行了详细探讨并进行了实地测试。测试结果表明,该条播机和条播作业监控系统的功能达到了设计要求,在当前粮食生产集约化、机械化的背景下,能够为粮食生产保收增收提供基础保障,节约大量的人工成本,也有助于提高我国粮食自给自足水平,维护国家粮食安全,为后续条播机构及其监控系统的研究提供参考。     

小麦小区离心式锥形排种装置设计与仿真分析

目前,我国小麦小区株行播种作业以人工为主,作业效果差,影响小麦小区株行育种试验准确性。因此,为解决我国小麦小区株行播种易混杂,均匀性差等问题,设计一种适用于我国小麦小区株行播种机排种装置。该装置采用离心式锥形体排种器排种,利用电磁阀控制矩形叉带动圆柱套环和存种套筒,促使小麦颗粒沿锥形体倾斜表面下滑并随锥形体圆铜盘转动一圈均匀分散到锥形体圆铜盘的扇形排种口,完成分种作业;分种后的小麦颗粒通过落种管自由落到高速旋转离心分配头上并被均匀甩到离心分种管内落到地面,完成播种作业。为验证锥体分种装置和离心排种装置的最佳参数组合,利用EDEM软件对分种阶段和排种阶段进行离散元仿真。仿真结果表明,本装置设计参数为最优参数组合,确定了所设计分种装置和排种装置的合理性。     

PLC在滚刷式秧苗去叶装置控制系统中的实现

针对茄科蔬菜自动嫁接机自动夹持秧苗时夹口处叶子干扰夹持导致夹持失败的问题,提出了一种滚刷式秧苗去叶装置,利用旋转的滚刷去除秧苗叶子。介绍了该滚刷式秧苗去叶装置的工作原理、机构组成、控制系统硬件设计和执行机构动作的PLC编程。样机实验结果表明,基于PLC控制的滚刷式秧苗去叶装置作业生产率可达到2 000~2 500株/h,完全满足现有嫁接机对秧苗喂入量的要求。     

小麦小区条播机电控排种系统设计与试验

针对小麦小区条播机排种系统智能化水平低的问题,本文基于差分定位原理设计了一套小麦小区条播机电控排种系统。该系统主要由北斗差分定位系统、STM32F4主控系统、锥体格盘驱动系统、离心分种驱动系统和人机交互系统等组成,主控系统采集北斗差分定位信息计算锥体格盘匹配转速,控制格盘电机和分种电机运转,并显示作业信息。通过正交试验法优选了离心分种器结构参数,建立了播种机车速和锥体格盘转速控制模型。试验结果表明：各行排量一致性变异系数为5.69%,均匀性变异系数为20.77%,验证了本电控排种系统的可行性。     

穴盘苗移栽机取送苗装置设计与试验

育苗移栽是农作物增产增收的一项有效措施,为了提高穴盘苗移栽的可靠性和作业效率,对穴盘苗移栽机的取送苗装置进行优化设计和试验研究。对取苗机构和送苗机构进行力学分析与结构设计,确定其最优结构和参数。土槽试验结果表明:移栽机取苗速度为40株/min时,取苗成功率为97.21%,穴盘苗平均基质损失率为7.97%,栽植成功率为95.40%,作业可靠性达到92.74%。移栽机移栽作业各项指标满足农艺要求,可为小型移栽机的设计提供理论参考。     

窄行密植西洋参精密播种机设计与试验

针对现有条播或大行株距穴播机难以满足西洋参窄行密植精密播种农艺要求、西洋参机械化种植缺乏适用播种机械的问题,设计了一种采用多行并联气力针式排种装置和行星轮点播式导种装置的窄行密植西洋参精密播种机。阐述了播种机及排种装置结构原理与整机传动方案,重点设计了行星轮点播式全约束导种装置,通过机构分析确定了行星轮系的结构参数;通过卸种过程理论分析和高速摄影试验,明确了卸种轨迹影响因素和卸种水平位移,确定了导种装置插播器接种口尺寸和合适卸种正压;通过导种轨迹理论与仿真分析,明确了插播器运动规律和低位零速投种条件,确定了导种装置投种控制凸轮轮廓。播种机田间试验结果表明,当吸种负压为-4.5 kPa、卸种正压为3.0 kPa、作业速度为0.54 km/h时,设计的播种机穴粒数合格率为86.2%,重播率为4.4%,空穴率为9.4%,播深合格率为92.8%,穴距合格率为93.9%,满足西洋参播种农艺要求。     

多杆件横向推草装置设计与分析

立体固沙设备可实现秸秆沙障自动铺筑，横向推草装置是草方格横向铺设装置中重要的组成部分。针对草方格铺设装置所要完成的任务，设计一套既适合工作环境，又能完成推草任务的新型机构。利用计算机仿真技术，运用惯性力平衡原理对推草机构的翻草板进行改进设计，并用Adams软件对推草机构进行动力学仿真，结果表明，优化后的结构比优化前在受力上得到了改善。样机试验结果表明，该装置满足强度和设计功能要求。      

玉米植株抗倒性测量装置设计与试验

针对现有玉米植株抗倒性测量装置的人工施力速度不稳定且未能垂直于植株进行测量,致使测量结果误差较大的问题,设计一种以电机驱动的玉米植株抗倒性测量装置。该装置可快速测量玉米茎秆从直立到不同倒伏角度时所能承受的最大力矩。通过对玉米倒伏时的受力进行分析,建立植株力学模型,提出评价玉米抗倒性的指标。进行装置检测角度精确性试验,结果表明：该装置检测角度与实际角度的偏差为1°,满足检测要求。进行装置加载速度稳定性试验,结果表明：所设计装置的测量角度随时间变化平稳,验证了装置加载速度的稳定性。分别以最大抗推力矩和最大抗拉力为指标,对不同玉米品种和种植密度进行了推、拉倒伏田间试验。结果表明：在密度75000株/hm2时,最大抗推力矩和最大抗拉力与倒伏率的相关系数分别为-0.971、-0.873。在密度105000株/hm2时,最大抗推力矩、最大抗拉力与倒伏率相关系数分别为-0.991、-0.927。结果表明,以最大抗推力矩作为评价抗倒伏能力指标优于最大抗拉力。在田间试验基础上,以最大抗推力矩为试验指标进一步开展装置可靠性验证试验,试验结果与现有研究结论一致。     

一种可均匀供料的甘蔗种箱

目前国内甘蔗种植机普遍缺少供种装置,靠排种器在种箱内取种,易造成种块卡滞、断播等问题.为此,基于物料斗提式输送原理,设计了一种具有均匀供料功能的甘蔗种箱,通过斗提式升运装置和旋转式推料装置的配合,使甘蔗种块均匀顺序进入连接的排种器内,保证了单位时间内供种数量与排种数量的相对一致,且种块之间相对分散,实现了甘蔗的机械化精...     

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。     

红花丝采摘装置的凸轮机构运动失真研究

针对红花丝采摘装置漏采的问题,对其采摘装置进行动力学分析。研究表明:凸轮机构的运动失真是导致采摘性能降低主要因素,表现为凸轮与推杆顶端出现局部脱离,造成冲击振动,带动安装在推杆上的动齿与主轴上的定齿振动,导致红花丝夹不紧,出现漏采现象。为此,建立了推杆在弹簧作用下的动力学模型,利用MatLab软件对推杆在弹簧作用下动力学模型进行了分析,调整该模型参数,使凸轮回程型线产生对推杆的支持力始终小于弹簧的弹力,保证凸轮与推杆始终接触,消除动齿与定齿的振动,降低红花丝采摘装置漏采率,改善红花丝采摘装置的运动性能。同时,对凸轮升程型线进行设计,通过Creo软件仿真,推杆运动平稳,通过高速摄像验证设计理论的正确性,提高了红花丝采摘装置的采净率。     

双辊秸秆还田旋耕机试验

阐述了粉碎刀辊正转、旋耕刀辊反转的双辊秸秆还田机结构特点和作业机理.基于土槽试验台设计了室内旋耕耕作部件试验装置.室内试验结果表明,双辊作业模式具有良好的植被性能和相对较低功耗,其应用于双辊秸秆还田旋耕机是可行的.研制了双辊秸秆还田旋耕机并进行了玉米秸秆还田性能试验,试验结果表明双辊秸秆还田旋耕机可一次完成直立玉米秸秆还田、旋耕碎土等联合作业,秸秆粉碎合格率、根茬破碎率、植被覆盖率、碎土率等可达90％以上.     

螺旋运动式自动割胶装置设计与试验

针对人工割胶劳动强度大,工作效率低,人工成本高且胶工紧缺等问题,设计了一种螺旋运动式自动割胶装置。通过分析割胶轨迹与割胶刀作业状态下的受力情况,获得螺旋化轨迹方程,设计仿割胶轨迹螺旋轨道与齿轨;利用ADAMS软件对3种不同齿形的传动轴与螺旋齿轨的传动稳定性进行仿真分析,确定螺旋传动机构的结构和工作参数,基于柔性连接方式设计贴树仿形割胶机构。以传动轴转速、耗皮厚度与橡胶树直径为试验因素,以割胶深度和割面平滑度合格率为试验指标,进行正交试验。结果表明：割胶装置在传动轴转速12.00 r/min时,对不同直径橡胶树具有最优的割胶效果,其割胶深度平均合格率为89.60%,割面平滑度平均合格率为91.19%;其中,对直径为200 mm的橡胶树进行耗皮厚度2 mm的割胶作业时割胶效果最佳,其割胶深度平均合格率达到93.93%,割面平滑度平均合格率达到94.32%,满足割胶作业要求。     

土壤分流式宽苗带小麦少耕播种机设计与试验

为实现长江中下游农业区宽苗带小麦少耕播种需求,本研究结合区域小麦种植农艺特点,设计一种土壤分流式宽苗带小麦少耕播种机.通过对表土盖种装置结构与抛土运动学分析,设计耕抛刀辊结构参数,得到覆盖种带运动学条件;通过对沟土匀摊装置结构及螺旋叶片作用下土壤受力与速度分析,设计沟土匀摊装置结构参数,明确影响播种深度与其稳定性关键因...     

植物培养瓶自动排序装置优化设计与试验

针对组培苗继代培养过程中培养瓶需要人工输入输出、占用大量劳力的问题,采用运动方向相反的2条输送带与设置在其上的导流板、导流块、分流块相配合的结构方案,设计出一种培养瓶的自动排序装置。导流输送带速度v1、分流输送带速度v2、导流板倾角α和导流块楔角β是影响排序速度和运行可靠度的主要因素,当v1=0.25 m/s、v2=0.4 m/s、α=47°、β=35°时,排序装置具有较高的排序速度和良好的运行可靠度。试验结果表明:该装置能实现组培生产中常用的不同大小、形状的培养瓶的自动排序作业,瓶体运行可靠度大于94%;对瓶底直径相同、形状不同的培养瓶,各种瓶体的排序速度基本相等,但对重心低、质量小的瓶体排序效果更好;对形状相同、大小不同的培养瓶,大瓶体比小瓶体具有更好的运行可靠性。     

气吹式播种机气室结构对流场性能的影响分析

通过对国内外育苗播种机供种方式的研究,设计了一种基于气吹式供种的新方案,并对种箱气室进行了理论分析研究,包括种箱气室内部流场数学模型研究。同时,设计了3种结构形状的气室,运用Fluent软件平台,分别在不同高度,不同宽度、不同入口速度情况下进行正交数值模拟实验,找出各因素对种箱气室出口流场均匀性和出口速度的影响规律及结果,显示种箱气室的入口速度和气室宽度对实验结果有显著性影响,种箱气室结构形状是气室出口速度的大小及流场均匀性为主要影响因素。仿真实验结果为后期样机的制作及其试验提供了有效的理论基础。