近年來,傳統(tǒng)耕作方式引起的水土流失、揚塵和沙塵暴天氣頻發(fā)、生態(tài)惡化等環(huán)境問題越來越引起人們的重視,保護性耕作技術是解決這些問題的重要措施之一。本文在分析國內(nèi)外保護性耕作的基礎上,針對我國水稻種植中用工多、人工成本高、南方稻區(qū)土壤含水率高、秸稈量大韌性強等問題,將保護性耕作技術和水稻精量直播技術相結合,借鑒保護性耕作中條帶旋耕理念,提出了一種雙列正置驅動缺口圓盤破茬技術,研制了水稻免耕精量旱穴直播機,對水稻免耕精量旱穴直播機的關鍵技術及部件進行了深入研究,包括測定了土壤相關參數(shù),對南方稻區(qū)水稻根茬復合體剪切特性進行了測量和分析,在對三種破茬圓盤進行離散元仿真和土槽試驗的基礎上,設計了一種集雙列正置驅動缺口圓盤破茬裝置,平行四桿仿形機構、型孔輪式排種器和彈性地輪驅動于一體的水稻免耕精量旱穴直播機,進行了田間性能試驗和生產(chǎn)試驗,取得的主要研究成果如下:（1）根據(jù)南方稻區(qū)保護性耕作技術的要求,對南方稻區(qū)的土壤物理特性進行了測定,采用自制的剪切試驗裝置對水稻根茬-土壤復合體進行了剪切特性試驗,試驗結果表明:極限剪切應力與復合體的含水率呈二次多項式函數(shù)關系;與土壤容重呈冪函數(shù)關系;與根茬-土壤復合... 

【文章頁數(shù)】：205 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 前言
    1.1 研究背景和意義
    1.2 我國水稻種植機械化現(xiàn)狀
    1.3 國內(nèi)外水稻機械化直播技術發(fā)展及現(xiàn)狀
    1.4 國內(nèi)外保護性耕作技術及機具的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.1 國外保護性耕作技術和機具的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 國內(nèi)保護性耕作技術和機具的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.3 保護性耕作技術在我國南方稻區(qū)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.4 保護性耕作技術在南方地區(qū)存在的問題
        1.4.5 機械化保護性耕作的作用和意義
    1.5 本課題的研究內(nèi)容及方法
        1.5.1 主要研究內(nèi)容
        1.5.2 研究方法與技術路線
    1.6 本章小結
第2章 水稻茬地土壤參數(shù)測定及水稻根茬-土壤復合體剪切特性試驗研究
    2.1 研究區(qū)域自然概況
    2.2 水稻茬地土壤參數(shù)測定
        2.2.1 土壤顆粒大小的測定
        2.2.2 土壤含水率測定
        2.2.3 土壤容重
        2.2.4 土壤顆粒密度
        2.2.5 土壤孔隙率
        2.2.6 土壤內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦系數(shù)的測定
        2.2.7 土壤液塑限測定
        2.2.8 土壤堅實度
        2.2.9 結果與分析
    2.3 水稻秸稈參數(shù)測定及切斷試驗
        2.3.1 水稻秸稈參數(shù)測定
        2.3.2 水稻秸稈切斷轉速試驗
    2.4 水稻根茬-土壤復合體結構特征及剪切特性試驗研究
        2.4.1 水稻根茬的外觀形態(tài)以及結構特征
        2.4.2 試驗材料與試驗方法及裝置
            2.4.2.1 試驗材料及試驗方法
            2.4.2.2 試驗設備與裝置
            2.4.2.3 剪切極限測定
            2.4.2.4 試驗方法
        2.4.3 試驗設計
            2.4.3.1 單因素試驗設計
            2.4.3.2 正交試驗設計
        2.4.4 試驗結果與分析
            2.4.4.1 根土復合體含水率因素試驗
            2.4.4.2 根土復合體的土壤容重因素試驗
            2.4.4.3 水稻根茬直徑對極限切割力的影響
            2.4.4.4 切割位置對極限剪切應力的影響
            2.4.4.5 剪切速度對極限剪切應力的影響
            2.4.4.6 切刃刃角對極限剪切應力的影響
            2.4.4.7 切刀形狀對極限剪切應力的影響
            2.4.4.8 正交試驗結果與分析
    2.5 本章小結
第3章 并列正置驅動缺口圓盤破茬防堵裝置的設計與試驗
    3.1 國內(nèi)外免耕播種機具破茬裝置的研究現(xiàn)狀
        3.1.1 免耕播種機發(fā)生堵塞的形式
        3.1.2 國外免耕機具防堵方案和防堵裝置
        3.1.3 國內(nèi)免耕機具防堵方案和防堵裝置
    3.2 水稻茬地破茬防堵裝置的設計與工作原理
        3.2.1 破茬裝置的初步選型和設計
        3.2.2 刀片運動分析
        3.2.3 驅動破茬防堵裝置的功耗模型及其影響因素
            3.2.3.1 建立目標函數(shù)
            3.2.3.2 破茬裝置功率計算
    3.3 破茬裝置的離散元仿真分析
        3.3.1 離散元方法在土壤切削中的應用
        3.3.2 驅動破茬裝置的離散元模型
    3.4 三種不同種類的圓盤破茬開溝性能土槽試驗
        3.4.1 試驗設備
        3.4.2 試驗設計
        3.4.3 結果與分析
    3.5 稻茬地破茬裝置的改進設計與參數(shù)優(yōu)化
        3.5.1 驅動圓盤尺寸設計
        3.5.2 切割類型
        3.5.3 砍切與砍滑切
        3.5.4 圓盤刀滑切角的分析與設計
        3.5.5 驅動圓盤刀安裝角度設計與分析及有限元分析
    3.6 本章小結
第4章 水稻免耕精量旱穴直播機整機設計
    4.1 稻茬地水稻免耕精量穴旱穴直播機的設計依據(jù)
        4.1.1 免耕栽培的農(nóng)藝要求
        4.1.2 免耕播種機工作要求
        4.1.3 水稻免耕精量旱穴直播機設計原則
    4.2 水稻免耕精量旱穴直播機工作原理與整機結構
        4.2.1 整機結構
        4.2.2 工作原理
        4.2.3 主要技術參數(shù)
        4.2.4 關鍵部件設計
        4.2.5 傳動設計
    4.3 水稻免耕精量旱穴直播機開溝播種裝置的選型與設計
        4.3.1 播種機開溝器概述
        4.3.2 開溝器工作原理和結構設計
    4.4 仿形機構設計
        4.4.1 仿形機構方案的確定
        4.4.2 水稻免耕精量旱穴播機平行四桿仿形機構
        4.4.3 四連桿機構參數(shù)的確定
    4.5 本章小結
第5章 水稻免耕精量旱穴直播機田間性能試驗和生產(chǎn)試驗
    5.1 水稻免耕精量旱穴直播機田間性能試驗
        5.1.1 試驗地塊情況
        5.1.2 破茬性能試驗
        5.1.3 開溝性能試驗
        5.1.4 排種器性能試驗
        5.1.5 地輪滑移率試驗
    5.2 水稻機械免耕精量直播對水稻生長發(fā)育的影響
        5.2.1 試驗材料與設計
        5.2.2 調(diào)查的項目和方法
        5.2.3 試驗數(shù)據(jù)和分析
    5.3 水稻免耕精量旱穴直播機的田間生產(chǎn)試驗
        5.3.1 廣東增城教學科研基地
        5.3.2 廣東惠州博羅水稻種植基地
        5.3.3 湖南省益陽市大通湖區(qū)千山紅農(nóng)場
        5.3.4 經(jīng)濟效益分析
    5.4 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
        6.3.1 機械免耕直播水稻的經(jīng)驗總結
        6.3.2 機械免耕水稻直播在生產(chǎn)應該注意的問題
        6.3.3 研究的不足和建議
致謝
參考文獻
附錄 攻讀碩博學位期間科研活動和發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3729743