蔬菜栽植機栽植機理分析及試驗研究.pdf

1、本文從我國蔬菜機械化栽植生產(chǎn)實際和課題研究內(nèi)容出發(fā)，通過調(diào)查分析、理論分析和試驗研究對蔬菜機械化栽植生產(chǎn)的意義、栽植機的工作原理、撓性圓盤式栽植器基本參數(shù)的優(yōu)化等方面，進行了深入系統(tǒng)的理論分析、計算機仿真和優(yōu)化計算，為圓盤式栽植機關(guān)鍵部件的設(shè)計和改進提供了試驗數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)。 文中論述了國內(nèi)外蔬菜栽植機發(fā)展?fàn)顩r，對日本、美國栽植機的發(fā)展進行了重點論述；在分析蔬菜栽植機械化生產(chǎn)過程中所用機具種類和特性基礎(chǔ)上，重點論述了不同栽植機構(gòu)

2、的工作特點和結(jié)構(gòu)特性及我國研制的主要機型，進而論述了我國蔬菜栽植機械研究的現(xiàn)狀及所存在的問題，并提出了我國蔬菜栽植機械研究和發(fā)展應(yīng)面向于小規(guī)模生產(chǎn)的菜農(nóng)，以小型半自動化、通用性機型為主。 在對撓性圓盤式栽植機工作過程深入了解的基礎(chǔ)上，對撓性圓盤式栽植機的栽植機理進行了系統(tǒng)的分析，建立了圓盤上任一點的運動方程，引入栽植機工作特性系數(shù)λ=Rω/V，針對λ=1、λ＜1、λ＞1三種情況，并考慮溝內(nèi)的土壤回流問題，從理論上分析了落苗后對秧

3、苗直立狀況的影響，得出絕對零速投苗不利于秧苗的直立，λ＞1是投苗的最佳條件。依據(jù)撓性圓盤栽植器的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)：兩圓盤中心的水平距離L，圓盤的水平傾角β、垂直傾角γ、圓盤的半徑R，運用數(shù)學(xué)方法，建立了兩圓盤夾持角與撓性圓盤栽植器的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)間的數(shù)學(xué)方程式，理論分析得到圓盤的水平傾角、垂直傾角對夾持角和圓盤夾持位置影響顯著。 運用Pro/e的基本造型模塊對整機進行了零部件的建模及裝配設(shè)計。運用ADAMS/View模塊進行撓性圓盤栽

4、植器的虛擬設(shè)計與動力學(xué)仿真，分析了撓性圓盤栽植器的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)對秧苗質(zhì)心轉(zhuǎn)角和圓盤夾持力的影響，分析了兩種工作特性系數(shù)對圓盤上點的運動軌跡和秧苗質(zhì)心的運動軌跡的影響，得到了撓性圓盤栽植器的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的最優(yōu)取值范圍，為栽植機構(gòu)的改進和設(shè)計提供了理論依據(jù)。 栽植機工作過程中，圓盤的結(jié)構(gòu)參數(shù)、開溝器的型式、開溝器開溝深度、開溝器與苗體落地位置關(guān)系均影響栽植質(zhì)量，因此這些參數(shù)的組合顯得尤為重要。以辣椒、茄子、黃瓜的缽苗為栽植對象，進行

5、撓性圓盤式栽植機栽植生產(chǎn)試驗研究。以直立度、株距變異系數(shù)、平均覆土深度、覆土深度變異系數(shù)為試驗指標(biāo)，機組前進速度、開溝器型式為試驗因素進行單因素試驗，分析了各因素對試驗指標(biāo)的影響趨勢；以株距合格率、平均覆土深度、傷苗率為試驗指標(biāo)，圓盤的傾角、開溝器的型式、開溝器的水平位置為試驗因素，進行三因素二水平的正交試驗，對試驗結(jié)果進行極差和方差分析，得到各因素對試驗指標(biāo)影響的顯著性水平、各試驗指標(biāo)的最佳因素水平組合和綜合評價的最佳水平組合；以直立

6、度、平均覆土深度、株距合格率、株距變異系數(shù)為試驗指標(biāo)，撓性圓盤的水平傾角、垂直傾角、機組前進速度、開溝器深度位置、水平位置為試驗因素，進行二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計試驗，對試驗結(jié)果進行回歸分析，建立了試驗指標(biāo)與因素間的數(shù)學(xué)模型，運用降維方法，對建立的模型進行單因素和雙因素影響效應(yīng)分析，并以秧苗直立度為目標(biāo)函數(shù)，平均覆土深度、株距合格率、株距變異系數(shù)為約束條件，用優(yōu)化的方法確定了影響因素的取值范圍。當(dāng)圓盤軸的水平傾角取102°～106°，垂直傾

7、角取82°～86°，開溝器水平位置取317mm～337mm，深度位置取20mm～60mm范圍時，各項試驗指標(biāo)均獲得較優(yōu)值。 以番茄的裸根苗為栽植對象，進行撓性圓盤式栽植器栽植裸根苗的試驗研究。以直立率、株距合格率為試驗指標(biāo)，撓性圓盤的水平傾角、垂直傾角、機組前進速度、開溝器深度位置、水平位置為試驗因素，進行二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計試驗，建立了試驗指標(biāo)與因素間的數(shù)學(xué)模型，對建立的模型進行單因素和雙因素對試驗指標(biāo)的影響效應(yīng)分析。試驗結(jié)果