新型大蒜播种机关键技术研究

大蒜种植时要求鳞芽朝上,直立播种,但这种农艺种植特点制约了大蒜机械化的发展。为此,文章设计了带有矫正机构的新型大蒜直立播种机。该机器主要由机架、槽轮机构、传动装置、取蒜装置、矫正装置、种植装置和播蒜爪等零部件组成,利用排种机构通过非平行式取蒜爪取出蒜种箱中的蒜种,落入矫正漏斗。通过管道落入种植机机构,种植机构顶部带有凸轮机构可以将连接种植斗的管道和种植爪都同时压入土里,从而实现蒜瓣的机械化种植,解决种蒜的难题。     

多层矫正式大蒜播种机矫正机构性能分析

在大蒜播种过程中,为了保证播种质量和大蒜产量,要求蒜瓣入土后鳞芽朝上。目前,我国机械化大蒜播种技术很难满足该项要求,许多蒜农仍一直采用手工种植的方式完成大蒜播种作业,播种效率较低。为解决上述问题,提出了一种大蒜精准播种机构,通过多层矫正装置实现蒜瓣垂直入土鳞芽朝上。首先测量获得大蒜蒜瓣的外形尺寸,通过试验设计确定取种勺和校正装置等关键零部件的尺寸,运用三维软件Solid Works对该机构进行建模,并基于ADAMS软件对主要矫正部件进行运动仿真获得大蒜播种过程中的蒜瓣运动轨迹曲线,分析结果表明:该机构能够满足大蒜种植的农艺要求,达到了机械化播种中蒜瓣入土鳞芽朝上的目的。     

牵引式大蒜播种机的设计

针对当前我国大蒜种植机械存在的单粒取种率低、蒜种鳞芽朝上直立播种率低等问题,综合考虑大蒜的种植模式和农艺要求,设计了牵引式大蒜播种机。该机利用提种爪单粒提种及弹簧扶正的原理,有效改善了播种机单粒取种、蒜种鳞芽朝上、漏播及重播的问题,且结构简单、操作方便。田间性能试验表明:该机纯作业生产率为0.1hm~2/h,鳞芽朝上率92.1%,播种深度合格率92.04%,重播率6.4%,漏播率2.1%,满足大蒜播种的技术要求。     

可保持式大蒜种带播种机的设计

在大蒜种植过程中,为了保证出苗率和提高大蒜产量,蒜种入土后必须鳞芽向上,这在机械化播种技术实现上难度较大,针对这一问题提出了可保持式大蒜种带播种机的设计。可通过大蒜种带播种机构实现和保持大蒜种带上的蒜瓣鳞芽向上入土,用可降解种带膜定向包裹和固定蒜种,使蒜种间距一致,姿态一致。包裹蒜种的种带缠绕成种带卷放置在播种机种带盘上,播种时通过可保持式定向播种装置使大蒜种带按照各滚轮所设定的轨道运动,实现定向和精量播种。基于动力学仿真软件对主要播种机构和种带方向保持机构进行运动分析,获得种带播种过程中蒜瓣的运动轨迹曲线。分析结果表明,该种带播种机能够满足大蒜种植的农艺要求,实现播种过程中保持蒜种鳞芽直立向上入土的功能。     

弧形鸭嘴式大蒜正芽播种机设计与试验

为解决大蒜正芽播种问题,设计了弧形鸭嘴式型大蒜正芽播种机,主要由单粒取种装置、鳞芽方向控制装置、直立下栽装置、传动系统以及机架、地轮等部分组成,可一次完成取种、换向、直立栽种和镇压作业。根据大蒜鳞芽外形尺寸参数,对播种机关键零部件进行了优化设计,设计了符合大蒜鳞芽外形尺寸分布的大、中、小3级取种勺;设计了弧形开口换向器,使芽尖弯曲大蒜鳞芽芽尖尽可能露出换向器;设计了中间轴随驱动圆盘同时旋转的直立下栽机构,实现11行下栽鸭嘴同时稳定作业,与弧形换向器配合实现芽尖不小于6mm大蒜鳞芽的正芽。以苍山四六瓣蒜和金乡杂交蒜为试验对象,进行田间播种性能试验,结果表明：行走速度在0.14~0.19m/s范围内,金乡杂交蒜的正芽率达到85%左右,苍山四六瓣蒜的正芽率达到90%左右,单粒率均达到93%以上,整体满足大蒜播种农艺要求。     

倾斜圆盘式大蒜播种试验装置的设计与试验

针对目前我国大蒜播种机的研究现状,在对现有的大蒜播种装置深入研究的基础上,设计了倾斜圆盘式大蒜播种机的排种装置,重点阐述了大蒜播种机排种试验台的结构和工作原理,对关键的部件进行计算设计,研制了形状类似蒜种的取种窝。通过采用转盘倾斜取种,反复试验,利用正交试验来确定落种时取种盘倾斜的最优角度和最优工作转速,使得蒜种在自身重力的作用下,能够更好地通过导种管下种,实现蒜种的种植要求,为研究大蒜播种机械提供理论依据。     

大蒜种体形态分析及植株收获性能试验研究

以实现大蒜的机械化种植和收获为目标,用统计分析的方法研究了大蒜种体的形态特征。结果表明:蒜种的质量与蒜种的长、宽和高存在着正相关的关系,即蒜种的质量越高相应的蒜种的长、宽、高越大,反之亦然。同时,根据统计数据建立了蒜种的三维模型,为大蒜播种机取种装置的设计提供基础数据。针对大蒜的机械化收获需求,研究了收获期大蒜植株的力学性能,为挖拔式大蒜联合收获机的设计提供参数依据。     

大蒜种植机分插机构优化设计及运动仿真

为了满足大蒜种植的农艺要求,对大蒜种植机的分插机构进行了优化设计。以蒜爪运动的设计轨迹与理论轨迹最近为目标函数,建立分插机构最优化设计模型,利用Matlab进行最优化求解,求出分插机构的各个参数。然后利用优化参数在Adams中建立分插机构的虚拟样机模型,进行运动学仿真。仿真结果表明:优化后分插机构的轨迹、速度、加速度满足了大蒜的种植要求,为大蒜种植机的研制提供了理论依据。     

一种大蒜栽植器的研制

大蒜的直立种植是实现大蒜种植机械化的关键之一。为此,根据芽尖向上立直种植的需求,设计了一种用于大蒜种植机上的大蒜栽植器。该大蒜栽植器为鸭嘴式结构,采用凸轮机构双侧均匀打开,蒜种在种植时侧向受力均匀,满足了大蒜立直种植的要求。为此,阐述了大蒜栽植器的结构组成、工作原理及关键零部件的设计及关键参数的确定计算,并对大蒜栽植器的工作性能进行了分析。该大蒜种植机立直率高、结构简单紧凑,其结构原理也适用于需立直种植的秧苗的栽植。     

蒜种种植方位对大蒜生长发育及产量的影响

为研究蒜种种植方位对大蒜生长发育及产量的影响,为大蒜机械化种植装备的研发应用及其直立种植性能指标的确定提供依据,以杂交红蒜为试验对象,对蒜种种植方位进行单因素田间完全随机区组试验研究。结果表明:芽尖向上30°以上种植的大蒜在蒜薹长度和蒜头产量与水平种植差异不显著,但出苗早,出苗齐整,植株高大,建议芽尖向上30°以上作为衡量大蒜种植机械直立种植的指标。芽尖向下种植的大蒜出苗晚,出苗不齐整,与水平种植相比,出苗率低4%,蒜薹长度短6.9%~15.2%,蒜头产量减产8.4%~15.1%,蒜头的横径较小,大小不一致,形状不规则,立直种植时应尽量避免芽尖向下种植。     

蒜种定向技术与装置研究现状

大蒜播种时要求"根下尖上、直立栽种",在我国大蒜产业中,播种环节的机械化程度远远低于耕整地、收获、深加工等环节,蒜种定向技术发展不成熟成为制约大蒜机械化播种的关键因素。概述国内外蒜种定向装置及其技术的研究现状,总结当前蒜种定向主要类型、特点及应用,提出蒜种定向装置发展过程中存在的问题,为大蒜播种机械研制和优化提供参考。     

大蒜芽端筛选及直立种植方案探究

我国作为世界大蒜主要生产国,目前的种植方式以人工为主,大蒜种植业机械化发展缓慢。随着对大蒜种植技术的深入研究,芽端朝上的直立种植方式逐渐成为必要的农艺要求。为保证大蒜的品相质量并提高种植效率,针对如何实现大蒜芽端方向筛选和保证种植的直立度,通过对大蒜的繁殖方式、种植农艺及外形几何等方面进行分析,提出了一种芽端方向筛选方案和3种不同的直立种植方案,并展开装置设计、方案优劣分析及可行性验证,旨在为我国大蒜播种机的优化提供参考。     

连续种植式大蒜立直种植装置性能分析

针对连续式大蒜立直种植装置种植蒜种的过程中由栽植器水平分速度不断变化引起的立植率低的问题,对立直种植性能进行了深入分析,为大蒜种植机的立直种植装置设计及优化提供了理论依据。为此,阐述了实现栽植器连续立直种植运动的机构及其工作原理,分析了栽植器运动速比λ1时种植过程中的运动轨迹及速度变化规律。通过栽植器在不同位置、不同打开方式及栽植器成穴剖面形状的对比分析可知:栽植器在第一零速点a和最低点之间靠近最低点向前单侧打开且栽植器鸭嘴后侧为垂直形状时,栽植器成穴形状最理想,其入土阻力较小、栽植器的后侧对蒜种有扶正作用,有利于蒜种的立直种植。     

WZ-4型大蒜种植机械的概述及研究

介绍了大蒜的食用价值、需求及种植情况,体现农民对大蒜种植机械化与自动化的迫切需求。基于对国内外大蒜种植机型的研究,通过对比国内外大蒜种植机的结构、分析各种大蒜种植机种植时的优缺点、对大蒜外型的研究及各种试验,以有效解决大蒜的单粒取种及直立种植为目的,设计了一种大蒜种植机,并对大蒜种植机的关键部位及整机进行了仿真及试验。     

大蒜直立筛选方法探究及其装置设计

大蒜形状不规则、粒大易磨损、粒多易堵塞是阻碍大蒜直立筛选与种植的关键问题。为此,通过对大蒜的品种特征、形状特征与尺寸特征等方面进行分析,寻找出大蒜芽端与根部的差异,从而为直立筛选方法的设计提供理论依据。为满足大蒜直立种植的特殊农艺要求,保证大蒜的品相质量并提高种植效率,本文提出了倾斜分隔槽排种法、触碰开关筛选法和平衡碗筛选法,并进行装置设计与各方案优劣分析,为我国大蒜播种机的优化提供参考。     

振动筛排种器在大蒜播种机中的应用

在我国,大蒜的广泛种植使得大蒜种植机械的研发具有巨大的市场前景,且目前国内没有非常完善的大蒜播种机械,大蒜仍然依靠人工手工种植。为此,基于振动筛和排种器两种常见的机械设备,通过组合与改进,设计出大蒜直立精密筛选装置,为大蒜栽植的机电一体化设备的研发奠定了基础。     

大蒜种植机定向装置的发展现状分析

由于大蒜种植时需要满足芽上根下、立直种植的农艺要求,大蒜种植前需要对蒜种定向排序,因此,大蒜定向技术在大蒜种植机械化中十分关键。国内外学者对其进行了大量的研究。在此背景下,主要阐述国内外常见的大蒜定向方式与定向装置,并给出大蒜定向装置未来的发展趋势,希望能够对大蒜定向装置的发展起到引导作用。     

大蒜直立种植装置设计与试验

针对大蒜播种机中蒜瓣直立栽种的研究难点,利用平行四连杆机构平行原理研究设计一种结构简单、制造成本低、作业效果好的大蒜直立种植装置。该装置由次圆盘、主圆盘、成穴器、镇压轮、机架、输种器、种子箱等结构组成,主要对其蒜瓣直立机构、成穴器及成穴器开启机构等关键部件进行设计。经设计种植圆盘半径为250 mm,两种植圆盘偏心距及间距均为50 mm,成穴器穴深为50 mm,成穴器穴距为140 mm,成穴器穴宽为35.9 mm,成穴器入土角为53°,装置前进速度比为1.25。利用Pro/E5.0对装置进行运动仿真,结果表明种植一棵大蒜时间为0.9 s,人工排序完全能跟上。针对大蒜垂直落下状态及整机性能进行试验,结果表明:92.6%的蒜瓣下落后保持垂直,种植平均合格率为88.2%、平均漏播率为3.4%、平均重播率为8.4%,综合性能指标均达到设计标准。     

大蒜播种机械化研究进展分析

我国大蒜种植机械化与产量不成正比,大蒜播种机械化程度落后于小麦、玉米.蒜种定向技术、直立下栽技术落后于其它国家,本文概述了国内外大蒜播种机械化技术的研究现状,总结当前大蒜播种机具主要类型、特点及应用情况,提出大蒜播种机在使用过程中存在的问题,为大蒜播种机的设计和优化提供参考.     

基于机器视觉的蒜种识别夹取试验台设计与试验

为实现大蒜的定向精确播种,提出一种基于机器视觉的蒜种精准识别与夹取方法,并设计蒜种识别夹取试验台,采用机器视觉方式确定蒜种的位置、朝向,使用机械臂夹取蒜种。采用阈值分割的方法分割蒜种和背景,对图像进行去噪,提取蒜种轮廓,根据识别像素点计算蒜种质心、朝向,经过识别训练和参数优化,确定识别阈值为110,识别成功率达到95%以上,平均识别时间0.06s。以金乡白皮蒜蒜种为试验对象,分析确定装置性能的指标为夹取成功率,影响因素为传送带速度、蒜种尺寸、种子夹取高度,通过三因素三水平正交试验分析,运用Design Expert软件对装置的关键结构参数进行优化,建立夹取成功率和各因素的回归模型,模型系数R₂²为0.9433。试验结果表明：当传送带速度0.11m/s、种子夹取高度3.5mm、选取投影尺寸510～540mm²时,夹取成功率为93.73%。研究结果可为蒜种分级和大蒜的定向播种提供一定的参考。