油菜缽苗移栽機關鍵部件設計與試驗.pdf

1、油菜既是油料作物，也是飼用作物，能源作物，蜜源作物和景觀作物，綜合經(jīng)濟效益高。中國90％以上油菜種植集中于長江流域冬油菜區(qū)，屬于兩熟或三熟制水旱輪作，茬口矛盾突出。育苗移栽可緩解茬口，彌補作物生長期不足，節(jié)約種子成本，增產(chǎn)增收。油菜機械化移栽可降低勞動強度，提高移栽效率。本研究開展了油菜缽苗移栽機栽植機構改進設計與參數(shù)匹配分析，并提出一種與栽植機構配套使用的油菜缽苗移栽機插入式氣動取苗機構。研究內(nèi)容如下:
　　1)開展了適栽期油菜

2、缽苗高度與栽植軌跡高度的匹配研究。適栽期不同油菜品種的缽苗高度在同一時期存在顯著性差異，但各品種在各時期的缽苗高度近似正態(tài)分布，集中在160mm～210mm范圍內(nèi)。確定了油菜缽苗移栽機栽植軌跡高度h為230mm，能滿足長江流域常用油菜品種缽苗移栽的要求，對各油菜品種有較好的適應性。
　　2)設計了一種油菜缽苗移栽機，以栽植機構和取苗機構為關鍵部件分析確定了油菜缽苗移栽機的結(jié)構組成、工作原理和工作過程，分析了滿足缽苗移栽的整機結(jié)構參

3、數(shù)與性能參數(shù)。
　　3)建立了基于ADAMS的栽植機構參數(shù)化模型，開展了栽植機構結(jié)構參數(shù)和作業(yè)參數(shù)的匹配分析，并結(jié)合高速攝像技術驗證了理論栽植軌跡與實際軌跡的一致性。研究表明，栽植臂DG長度為300mm，從動栽植臂CH長度為305mm，分別縮短了23.3％和25.6％，連桿GH長度為95mm。當機組前進速度為0.3m/s，栽植頻率為60株/min和栽植深度為80mm時，栽植軌跡入土出土偏差λ為1.3mm，豎直方向?qū)挾葁為10mm，

4、栽植階段鴨嘴栽植器偏角范圍為-9.8°～14.5°，接苗階段所占周期百分比為11.7％，栽植軌跡高度為225mm，滿足油菜缽苗機械化移栽的要求。栽植機構連桿GH長度對栽植過程有較大影響，鴨嘴栽植器姿態(tài)與機組前進速度和栽植頻率無關。作業(yè)參數(shù)匹配分析表明當f/v為200的匹配組合時，栽植軌跡最優(yōu)，且隨機組前進速度增加，滿足栽植性能的栽植頻率范圍呈正線性關系隨之增大。改變機組前進速度和栽植頻率，栽植機構可適應240mm～375mm的栽植株距。

5、
　　4)基于氣力驅(qū)動原理提出了一種插入式氣動取苗機構。比較分析了輸送帶式、苗杯式和氣動式三種取苗機構，確定了插入式氣動取苗機構的設計方案并開展了結(jié)構設計，完成了該取苗機構的驅(qū)動系統(tǒng)設計。通過單片機控制二位五通換向電磁閥開合時間驅(qū)動各氣缸動作，實現(xiàn)取苗功能。取苗機構單個氣動系統(tǒng)總耗氣量為1.378T-1(L/min)，6行氣動系統(tǒng)總耗氣量為3.708T-1(L/min)，為空氣壓縮機選型提供了理論參考。
　　5)建立了插入式

6、氣動取苗機構運動學模型及ADAMS參數(shù)化模型，分析了取苗機構主要結(jié)構參數(shù)對取苗軌跡的影響，并利用高速攝像技術提取實際取苗軌跡驗證了理論分析的正確性。分析得出油菜缽苗移栽機插入式氣動取苗機構主要結(jié)構參數(shù)最優(yōu)組合為:搖桿AD長度為220mm，支撐臂AC長度為170mm，旋轉(zhuǎn)臂DE長度為160mm，氣缸Ⅰ初始長度OE為413mm。該參數(shù)組合下，取苗階段取苗軌跡高度為130mm，當取苗軌跡高度為80mm時，取苗階段軌跡直線度偏差小于2mm，取苗

7、針偏角變化小于4°;投苗階段取苗針偏角小于1°，滿足油菜缽苗移栽機取苗投苗要求。
　　6)開展了油菜缽苗移栽機栽植機構田間掘穴試驗以及插入式氣動取苗機構取苗試驗。最優(yōu)參數(shù)組合下栽植機構田間試驗表明，穴深合格率為90.7％，變異系數(shù)為7.1％;穴口長度合格率為84％，變異系數(shù)為6.6％;株距合格率為100％，變異系數(shù)為15.7％，滿足油菜缽苗機械化移栽要求。取苗機構臺架試驗表明，取苗成功率達93.0％,投苗成功率達89.5％,驗證了