油菜缽苗移栽機苗床整理及配套裝置設計與試驗.pdf

1、油菜廣泛應用于食用油業(yè)、風景旅游業(yè)和工業(yè)材料業(yè)。長江中下游作為我國冬油菜主要產(chǎn)區(qū)，主要為一年兩熟或一年三熟種植模式，茬口矛盾緊，機械化移栽是油菜主要種植方式之一。針對長江中下游土壤粘重，苗缽沒有平整苗床帶底層、直立度無法保證，取苗、育苗技術與移栽設備難以匹配的問題，本課題結(jié)合國內(nèi)外移栽技術及土壤耕作機械，特別是移栽機缽苗苗床整理相關裝置，開展立式旋耕刀片和開溝、覆土裝置結(jié)合設計和氣動取苗裝置工作參數(shù)優(yōu)選的研究。根據(jù)理論基礎設計立式刀片幾

2、何尺寸，采用ADAMS、MATLAB等仿真軟件優(yōu)化刀片結(jié)構(gòu)參數(shù)、開溝覆土裝置工作參數(shù)相結(jié)合的方法，進行溝型仿真分析，為移栽機栽植裝置開出合理溝型，以降低栽植器作業(yè)時的沖擊載荷并保證缽苗栽植直立度。設計試制一套移栽機樣機，包括氣動取苗、苗床整理裝置、覆土裝置和其他輔助系統(tǒng)。本課題為油菜缽苗移栽機苗床整理及配套裝置設計研究提供一定的參考依據(jù)，對油菜缽苗移栽機的開發(fā)具有指導意義。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)開展了苗床整理裝置旋耕

3、性能分析、旋耕刀片切土拋土模型研究、各類型輔助開溝裝置開溝方式對比，結(jié)合苗缽幾何尺寸，提出了以動力驅(qū)動耙立式旋耕裝置進行旋耕開溝作業(yè)、船形鏟式開溝犁輔助開溝相結(jié)合的油菜缽苗苗床整理方式，確定其工作原理和工作過程，試制了對應的苗床整理裝置。結(jié)合氣動取苗裝置，設計了與其配套的油菜缽苗移栽機架，分析確定了立式旋耕刀片主要結(jié)構(gòu)與工作參數(shù)。分析得出，基于等速螺旋曲線設計刀片正切刃，曲線方程為R=2.10*θ，在其θ∈(90°，135°)處設計正切

4、刃，刀片整體長度為200mm，彎折角取90°，刀片間距為140mm。
　　(2)采用ADAMS對刀片進行運動學仿真，描繪刀片刃口軌跡，獲取軌跡坐標參數(shù)，導入MATLAB對參數(shù)進行擬合的方式，得到刀片所開溝型溝壁輪廓，結(jié)合油菜苗缽幾何尺寸，確定船形鏟式開溝犁上邊寬140mm，下邊寬80mm，高120mm，后側(cè)板長度為100mm;同時開展了立式旋耕刀片、船形鏟式開溝犁組合的系列田間試驗及其田間溝型斷面的測量，應用MATLAB進行的曲面

5、擬合表明，苗床整理裝置滿足油菜缽苗移栽苗床的要求。
　　(3)根據(jù)氣動取苗裝置取苗要求，對取苗過程的取苗、送苗、脫苗三個階段開展了力學分析，得到了取苗裝置能有效實施取苗功能的理論依據(jù)。并分析得出影響取苗成功率的主要因素為取苗針與苗缽基質(zhì)間摩擦力f、苗缽脫落高度L、苗缽與苗缽間摩擦力fb、苗缽與放苗盤間摩擦力fp、氣缸伸縮速度v。
　　(4)根據(jù)影響氣動取苗裝置取苗成功率的因素，進行了苗缽摩擦因素、取苗針-苗缽基質(zhì)間摩擦力、苗

6、缽基質(zhì)跌落破損率及優(yōu)選參數(shù)組合臺架試驗。試驗得出，當取苗針與苗缽基質(zhì)間摩擦力不小于3.67N時取苗裝置可有效實施取苗功能;在苗缽平均含水率為35.6％條件下，取苗針材質(zhì)為不銹鋼，直徑4mm,插入苗缽基質(zhì)深度20mm，苗缽脫落高度取340mm作為優(yōu)選參數(shù)組合;臺架試驗表明，將優(yōu)選參數(shù)組合作為工作參數(shù)，取苗頻率為20株/min時，取苗成功率達92％。
　　(5)整合苗床整理裝置、氣動取苗裝置、機械傳動系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)，研制了移栽機樣