自动移栽机取苗与栽植装置的设计与优化

发布时间：2020-05-18 18:30

【摘要】：旱地自动移栽技术是移栽领域主要的研究方向,自动移栽能够解决用工荒和栽植深度不一致的问题,且能提高生产效率,节约移栽时间。取苗与栽植装置的研究,可实现穴盘苗移栽过程的高度自动化,移栽装备的可靠性,移栽质量都将得到实际性的提高,对实现农业生产中农机与农艺融合的发展具有重大意义。本文对自动移栽机取苗与栽植装置进行了设计与优化,主要包括以下几个方面:(1)方案设计:在对取苗与栽植装置研究时,进行了取苗与栽植装置的功能需求的分析研究,提出了取苗与栽植装置的总体设计方案,分析了取苗与栽植两个装置要实现的功能,确定了采取行星齿轮连杆式取苗装置和多杆式鸭嘴栽植装置。(2)取苗分析:设计了一种行星齿轮连杆式取苗装置,利用机械原理对取苗装置建立了机构简图,采用矢量法建立了取苗装置的运动学模型并对运动学模型求解,获得取苗装置末端执行机构的速度、加速度和轨迹方程,并利用VB6.0进行参数化设计,确定了行星架的长度LOA=38mm,连杆AB的长度LAB=38mm。(3)栽植分析:设计连杆式鸭嘴栽植装置,采用矢量法建立了栽植装置的运动学模型并对运动学模型求解,求得鸭嘴末端轨迹方程,并利用VB6.0优化连杆机构尺寸,求得行星架的长度LOA=62mm,连杆AB的长度LAB=62mm,杆件BJ的长度LBJ=120mm,杆件JP的长度LJP=191mm为最佳设计尺寸。(4)仿真分析:在SolidWorks2014中建立了取苗与栽植装置的零件模型,并应用该软件进行取苗与栽植装置的虚拟装配和干涉检查。在ADAMS2013中对取苗装置的运动轨迹和栽植装置的运动轨迹进行了仿真分析,其取苗与栽植的轨迹都满足设计要求,着重研究了取苗装置以60r/min工作时,行星齿轮啮合力的变化情况,其啮合力理论计值在x、y方向为577.5N和580.7N,仿真值在x、y方向为578.6N和572.6N。(5)试验研究:当移栽机以0.68km/h前进时,取苗与栽植频率为52株/min时,辣椒苗的立苗合格率为96.3%,种植合格率为93.3%,取苗成功率为97.6%,投苗成功率为96.2%。
【图文】：

移栽机,烟草,穴盘苗

自动移栽机取苗与栽植装置的设计与优化其作业对象为穴盘苗，其工作部件要求实现的目标多而复杂，各部件的配合优化设计难度大[8-9]。半自动型的水稻移栽机是最早的移栽装备，由人工完成取苗和投苗，仅栽植由机械来完成，随着科技的发展，首先实现了水稻插秧机全自动化。但是在旱地移栽机上，还是由取苗装置完成取苗，送苗装置完成送苗，栽植装置完成栽植，在全自动旱地移栽机上应用到了各式各样的机构，其主要分为两大类，一类是纯机械传动的自动移栽机，一类是机电液气共同配合作用下的全自动旱地移栽机[10-12]。国外的半自动穴盘苗移栽机通常是人工取苗和送苗，取出的穴盘苗放入一个下端封闭、缓慢做圆周运动圆筒中，当圆筒运动至栽植装置鸭嘴上方，圆筒底部打开，穴盘苗落入栽植装置中，栽植装置将穴盘苗植入地里，两侧土壤自然回填，后边紧跟覆土器和镇压轮，，如图 1-1 所示的井关烟草移栽机[13]。该机为自走式移栽机，汽油发动机提供动力，株距在一定范围内实现可调，适用多种作物。

移栽机,意大利,圆盘,秧苗

秧苗留在土壤中，扶苗器扶住穴盘苗，后边紧跟覆土器与镇压轮，保证秧苗的直立度，如图1-2 所示。图 1-2 意大利切克基·马格利 NADRI 移栽机Fig.1-2 Italy Checchi Magli NADRI transplanter柔性圆盘栽植器[15]，一对柔性圆盘在工作时，取苗时人工将苗放入圆盘，圆盘向下
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S223.9

【参考文献】