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實際和課題研究內容出發(fā)，通過調查分析、理論分析和試驗研究對蔬菜機械化栽植生產的意義、栽植機的工作原理、撓性圓盤式栽植器基本參數的優(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，為圓盤式栽植機關鍵部件的設計和改進提供了試驗數據和理論基礎。 文中論述了國內外蔬菜栽植機發(fā)展狀況，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過程中所用機具種類和特性基礎上，重點論述了不同栽植機構

2、的工作特點和結構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)展應面向于小規(guī)模生產的菜農，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λ=Rω/V，針對λ=1、λ＜1、λ＞1三種情況，并考慮溝內的土壤回流問題，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。依據撓性圓盤栽植器的基本結構參數：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，運用數學方法，建立了兩圓盤夾持角與撓性圓盤栽植器的基本結構參數間的數學方程式，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計。運用ADAMS/View模塊進行撓性圓盤栽

4、植器的虛擬設計與動力學仿真，分析了撓性圓盤栽植器的基本結構參數對秧苗質心轉角和圓盤夾持力的影響，分析了兩種工作特性系數對圓盤上點的運動軌跡和秧苗質心的運動軌跡的影響，得到了撓性圓盤栽植器的基本結構參數的最優(yōu)取值范圍，為栽植機構的改進和設計提供了理論依據。 栽植機工作過程中，圓盤的結構參數、開溝器的型式、開溝器開溝深度、開溝器與苗體落地位置關系均影響栽植質量，因此這些參數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試驗研究。以直立度、株距變異系數、平均覆土深度、覆土深度變異系數為試驗指標，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，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，對試驗結果進行極差和方差分析，得到各因素對試驗指標影響的顯著性水平、各試驗指標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、株距變異系數為試驗指標，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，進行二次通用旋轉組合設計試驗，對試驗結果進行回歸分析，建立了試驗指標與因素間的數學模型，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分析，并以秧苗直立度為目標函數，平均覆土深度、株距合格率、株距變異系數為約束條件，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，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，進行二次通用旋轉組合設計試驗，建立了試驗指標與因素間的數學模型，對建立的模型進行單因素和雙因素對試驗指標的影響效應分析。試驗結果