【摘要】：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(guó)90%以上油菜種植集中于長(zhǎng)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(zhǎng)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(dòng)強(qiáng)度,提高移栽效率。本研究開(kāi)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(dòng)取苗機(jī)構(gòu)。研究?jī)?nèi)容如下:1)開(kāi)展了適栽期油菜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(zhǎng)江流域常用油菜品種缽苗移栽的要求,對(duì)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(guò)程,分析了滿足缽苗移栽的整機(jī)結(jié)構(gòu)參數(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(kāi)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(zhǎng)度為300mm,從動(dòng)栽植臂CH長(zhǎng)度為305mm,分別縮短了23.3%和25.6%,連桿GH長(zhǎng)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,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(zhǎng)度對(duì)栽植過(guò)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(wú)關(guān)。作業(yè)參數(shù)匹配分析表明當(dāng)f/ν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。4)基于氣力驅(qū)動(dòng)原理提出了一種插入式氣動(dòng)取苗機(jī)構(gòu)。比較分析了輸送帶式、苗杯式和氣動(dòng)式三種取苗機(jī)構(gòu),確定了插入式氣動(dòng)取苗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案并開(kāi)展了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),完成了該取苗機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)單片機(jī)控制二位五通換向電磁閥開(kāi)合時(shí)間驅(qū)動(dòng)各氣缸動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)取苗功能。取苗機(jī)構(gòu)單個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)總耗氣量為1.378T-1(L/min),6行氣動(dòng)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)建立了插入式氣動(dòng)取苗機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)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(duì)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(dòng)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(zhǎng)度為220mm,支撐臂AC長(zhǎng)度為170mm,旋轉(zhuǎn)臂DE長(zhǎng)度為160mm,氣缸Ⅰ初始長(zhǎng)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(kāi)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(dòng)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(zhǎng)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(tái)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)證了該取苗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性。
【圖文】：

鉗夾式移栽機(jī)

吊籃式移栽機(jī)由人工放苗，通過(guò)偏心圓盤(pán)帶動(dòng)栽植器運(yùn)動(dòng)完成移栽作業(yè)，其結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。該移栽機(jī)適合膜上打孔，傷苗率低，但作業(yè)效率不高[32]。相關(guān)機(jī)型有2ZL-2型聯(lián)合栽植機(jī)等[33,34]。撓性圓盤(pán)式移栽機(jī)由人工放苗，輸送帶送苗，當(dāng)栽植器到達(dá)相應(yīng)位置時(shí)，秧苗落入溝中完成移栽，其結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。該移栽機(jī)不受秧苗數(shù)量限制，株距適應(yīng)性較好，但機(jī)具耐用性較差。相關(guān)機(jī)型有2ZT-2型甜菜移栽機(jī)等[35,36]。導(dǎo)苗管式移栽機(jī)由喂苗機(jī)構(gòu)間歇向?qū)绻芡睹纾砻珉S導(dǎo)苗管進(jìn)入苗溝中，并覆土完成移栽，其結(jié)構(gòu)如圖 1-4 所示。該移栽機(jī)傷苗率低
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S223.9

【參考文獻(xiàn)】

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4 王英;陳建能;趙雄;孫新城;;非圓齒輪行星輪系傳動(dòng)的栽植機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化與試驗(yàn)[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2015年09期

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6 俞高紅;廖振飄;徐樂(lè)輝;趙朋;武傳宇;;大株距行星輪系蔬菜缽苗栽植機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2015年07期

7 張永霞;趙鋒;張紅玲;;中國(guó)油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、問(wèn)題及對(duì)策分析[J];世界農(nóng)業(yè);2015年04期

8 陳建能;章鵬華;王英;夏旭東;蔣程強(qiáng);;旋轉(zhuǎn)式缽苗栽植機(jī)構(gòu)多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化與試驗(yàn)[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2015年05期

9 陳建能;夏旭東;王英;嚴(yán)江軍;章鵬華;;缽苗在鴨嘴式栽植機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)微分方程及應(yīng)用試驗(yàn)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2015年03期

10 王寶元;張鵬飛;鈔紅曉;邵小軍;洪麗娜;;炮口振動(dòng)位移高速數(shù)字?jǐn)z像法測(cè)試技術(shù)研究[J];測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào);2014年05期

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2 黃海東;舒彩霞;段宏兵;廖慶喜;田波平;;我國(guó)油菜機(jī)械化播種技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[A];紀(jì)念中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)成立30周年暨中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)（CSAE 2009）論文集[C];2009年

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2 劉明峰;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)[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 張敏;擬合齒輪五桿水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：2544774