油菜缽苗移栽機(jī)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)與試驗(yàn).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(jì)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(bǔ)作物生長期不足，節(jié)約種子成本，增產(chǎn)增收。油菜機(jī)械化移栽可降低勞動強(qiáng)度，提高移栽效率。本研究開展了油菜缽苗移栽機(jī)栽植機(jī)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)與參數(shù)匹配分析，并提出一種與栽植機(jī)構(gòu)配套使用的油菜缽苗移栽機(jī)插入式氣動取苗機(jī)構(gòu)。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(shí)期存在顯著性差異，但各品種在各時(shí)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(jī)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(yīng)性。
　　2)設(shè)計(jì)了一種油菜缽苗移栽機(jī)，以栽植機(jī)構(gòu)和取苗機(jī)構(gòu)為關(guān)鍵部件分析確定了油菜缽苗移栽機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理和工作過程，分析了滿足缽苗移栽的整機(jī)結(jié)構(gòu)參

3、數(shù)與性能參數(shù)。
　　3)建立了基于ADAMS的栽植機(jī)構(gòu)參數(shù)化模型，開展了栽植機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)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(shù)驗(yàn)證了理論栽植軌跡與實(shí)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(dāng)機(jī)組前進(jìn)速度為0.3m/s，栽植頻率為60株/min和栽植深度為80mm時(shí)，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(jī)械化移栽的要求。栽植機(jī)構(gòu)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(jī)組前進(jìn)速度和栽植頻率無關(guān)。作業(yè)參數(shù)匹配分析表明當(dāng)f/v為200的匹配組合時(shí)，栽植軌跡最優(yōu)，且隨機(jī)組前進(jìn)速度增加，滿足栽植性能的栽植頻率范圍呈正線性關(guān)系隨之增大。改變機(jī)組前進(jìn)速度和栽植頻率，栽植機(jī)構(gòu)可適應(yīng)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(jī)構(gòu)。比較分析了輸送帶式、苗杯式和氣動式三種取苗機(jī)構(gòu)，確定了插入式氣動取苗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案并開展了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成了該取苗機(jī)構(gòu)的驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過單片機(jī)控制二位五通換向電磁閥開合時(shí)間驅(qū)動各氣缸動作，實(shí)現(xiàn)取苗功能。取苗機(jī)構(gòu)單個(gè)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(jī)選型提供了理論參考。
　　5)建立了插入式

6、氣動取苗機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)模型及ADAMS參數(shù)化模型，分析了取苗機(jī)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對取苗軌跡的影響，并利用高速攝像技術(shù)提取實(shí)際取苗軌跡驗(yàn)證了理論分析的正確性。分析得出油菜缽苗移栽機(jī)插入式氣動取苗機(jī)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)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(dāng)取苗軌跡高度為80mm時(shí)，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(jī)取苗投苗要求。
　　6)開展了油菜缽苗移栽機(jī)栽植機(jī)構(gòu)田間掘穴試驗(yàn)以及插入式氣動取苗機(jī)構(gòu)取苗試驗(yàn)。最優(yōu)參數(shù)組合下栽植機(jī)構(gòu)田間試驗(yàn)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(jī)械化移栽要求。取苗機(jī)構(gòu)臺架試驗(yàn)表明，取苗成功率達(dá)93.0％,投苗成功率達(dá)89.5％,驗(yàn)證了