油菜缽苗移栽機(jī)雙五桿栽植機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn).pdf

1、中國90％以上油菜種植集中于長江流域冬油菜區(qū)，前茬作物以水稻為主，通常是稻-油、稻-稻-油兩熟或三熟制的水旱輪作種植模式，茬口矛盾突出。生產(chǎn)中廣泛采用直播與移栽等多種方式，一般采用移栽方式，精耕細(xì)作，可實(shí)現(xiàn)高產(chǎn);特別是三熟制區(qū)域，為充分利用冬前光溫條件，彌補(bǔ)全年復(fù)種作物生長期不足，保證油菜產(chǎn)量，需在前茬作物成熟前先進(jìn)行田間育苗后移栽種植?，F(xiàn)有油菜移栽機(jī)功能單一，對(duì)耕整地要求較高，機(jī)械化移栽作業(yè)前需拖拉機(jī)多次下地耕整，易造成土壤板結(jié)，且部

2、分機(jī)型對(duì)長江流域黏重土壤適應(yīng)性較差，以致于現(xiàn)有油菜移栽機(jī)械推廣困難。論文結(jié)合目前油菜直播機(jī)械化程度逐年提高，油菜精量聯(lián)合直播機(jī)在長江流域進(jìn)入大面積推廣應(yīng)用階段的現(xiàn)狀，提出一種掛接于油菜精量聯(lián)合直播機(jī)上使用的多功能復(fù)式作業(yè)油菜缽苗移栽機(jī)。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴開展了油菜適栽期機(jī)械化移栽植株形態(tài)特征測(cè)試分析與研究。應(yīng)用LA-S系列植物圖像分析儀進(jìn)行了適應(yīng)于油菜機(jī)械化移栽植株形態(tài)特征（苗長、苗幅寬、株形錐角、根長和根直徑）的系統(tǒng)測(cè)

3、試研究，根據(jù)測(cè)試結(jié)果分析確定了油菜缽苗移栽機(jī)鴨嘴式栽植器部分結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)合理設(shè)計(jì)區(qū)間。研究結(jié)果表明:不同油菜品種苗長、苗幅寬、株形錐角和根長差異顯著;油菜苗播種后28～40d適栽期內(nèi)植株形態(tài)特征服從正態(tài)或偏態(tài)分布;所構(gòu)建的播種后28～40d適栽期內(nèi)植株形態(tài)特征生長模型表明，不同油菜品種植株苗長、苗幅寬、根長和根直徑等特征隨生長時(shí)間增加呈正線性關(guān)系，平均相關(guān)系數(shù)為0.9736;株型錐角呈負(fù)線性關(guān)系，平均相關(guān)系數(shù)為0.9818。研究表

4、明，油菜移栽應(yīng)優(yōu)選適應(yīng)機(jī)械化移栽品種，并根據(jù)植株發(fā)育形態(tài)調(diào)整油菜苗移栽時(shí)間，實(shí)現(xiàn)油菜機(jī)械化移栽農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合。該研究為油菜缽苗移栽機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其參數(shù)匹配研究提供依據(jù)。
　?、圃O(shè)計(jì)了一種作為副機(jī)架直接掛接于油菜精量聯(lián)合直播機(jī)的油菜缽苗移栽機(jī)，實(shí)現(xiàn)一次完成旋耕、施肥、開畦溝、移栽等作業(yè)環(huán)節(jié)。分析闡述了油菜缽苗移栽機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)、工作原理和工作過程，確定了整機(jī)技術(shù)參數(shù)及性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。
　?、茄兄屏艘环N油菜缽苗移栽機(jī)栽植機(jī)構(gòu)。分析確定了雙

5、五桿栽植機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，建立了基于Pro/E的雙五桿栽植機(jī)構(gòu)三維實(shí)體參數(shù)化仿真模型，得出了較優(yōu)連桿尺寸參數(shù)組合;在此組合下雙五桿栽植機(jī)構(gòu)入土軌跡和出土軌跡具有較好的垂直度和重合度，栽植形成穴口較小，栽植株距為300mm，栽植軌跡高度為426.5mm，滿足油菜移栽農(nóng)藝要求;同時(shí)，開展了凸輪同步控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確定了栽植凸輪上滾子接觸點(diǎn)與分苗凸輪上滾子接觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)相位角差為144°，并開展了分苗和栽植同步分析。
　　⑷開展了油菜缽苗移栽機(jī)雙

6、五桿栽植機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性和軌跡分析，構(gòu)建了該機(jī)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，借助Matlab軟件開展了多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型求解和參數(shù)分析，并結(jié)合高速攝像技術(shù)開展了該機(jī)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型與實(shí)際軌跡一致性驗(yàn)證。結(jié)果表明:機(jī)組前進(jìn)速度為0.3m/s，栽植頻率為60株/min時(shí)，栽植株距為300mm，栽植軌跡高度為300mm;栽植深度在60-100mm之間時(shí)，栽植形成穴口小于0.91mm;栽植軌跡高度在200mm以下時(shí)，栽植軌跡豎直方向?qū)挾葹?2.8mm;

7、栽植階段鴨嘴器擺動(dòng)角度在-2.3°至2.3°之間變化，栽植軌跡最低點(diǎn)鴨嘴器水平方向速度為0.04m/s，接近零速栽植;接苗階段鴨嘴器擺動(dòng)角度在-2.4°至2.2°之間變化，鴨嘴器下降速度低于0.7 m/s，滿足油菜移栽要求，為移栽機(jī)設(shè)計(jì)中栽植機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)確定提供了依據(jù)，并為實(shí)現(xiàn)特定功能軌跡的多桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了有效途徑。
　?、商镩g試驗(yàn)驗(yàn)證了油菜缽苗移栽機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性。試驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)移栽機(jī)前進(jìn)速度為0.95 km/h，