高速精量播种机阿基米德螺线型弧面双齿盘覆土装置设计与试验

针对现有重型精量播种机在高速作业时存在覆土装置影响播种均匀性、种沟内种子被“架空”等问题,基于阿基米德螺线切刃曲线与挤压式覆土原理相结合的思路,设计了一种阿基米德螺线型弧面双齿盘覆土装置,实现了覆土厚度适宜且均匀一致,降低覆土作业对播种均匀性影响的目的。本研究对覆土装置的结构参数、覆土量进行分析,确定了影响覆土效果的主要参数取值范围;利用EDEM离散元仿真技术建立了覆土装置-种子-土壤间的离散元模型,对关键参数进行仿真优化,确定弧面双齿盘的最优参数组合;通过田间试验对该装置的作业性能进行了验证。研究结果表明:影响弧面双齿盘作业性能的主要结构参数为阿基米德螺线型弧面双齿盘的中心间距、安装倾角、入土深度。当弧面双齿盘的中心间距为142.6mm、安装倾角为20°、入土深度为55mm时,该装置通过性能良好,覆土厚度均匀一致,平均厚度为47mm,合格粒距标准差、变异系数与空白对照组分别相差0.22mm、1.81个百分点,对播种均匀性影响小,满足精量播种的农艺要求。

组合式多功能大葱种植机的设计

大葱是我国广泛栽培的调味蔬菜及经济作物,在蔬菜产业发展中占有重要地位。针对传统的人工种植大葱的生产效率低、劳动强度高等问题,设计了多功能大葱种植机。该种植机通过挖土装置、传输装置、覆土装置、施肥装置、浇水装置、驱动装置和视觉识别装置,实现大葱种植的起垄、移栽、覆土、浇水、施肥和避障的功能。仿真结果表明,研究设计的大葱种植机结构合理,操作简单,可满足大葱的自动化移栽作业要求。

2BMYDF-2/4型大豆玉米密植分控施肥播种机设计与试验

为解决大豆玉米复合种植机械化水平不高、装备配套适应性差的问题,设计生产了2BMYDF-2/4型大豆玉米密植分控施肥播种机,能够一次完成旋耕破茬、开沟施肥、开种沟、播种、覆土、镇压等工序。首先根据复合种植农艺要求提出播种机整体设计方案,然后对破茬开沟及覆土镇压装置、四连杆仿形机构、指夹式排种器、传动结构等关键部件进行设计及参数优化,并确定关键参数,最后在聊城市东昌府区于集镇开展了播种试验。结果表明,在播施作业速度为6.4 km/h时,玉米、大豆粒距合格指数、重播指数、漏播指数、播种深度合格指数和种子破损率等指标分别为94.3%和86.4%、1.3%和6.2%、0.6%和2.4%、90.3%和90.7%、0.32%和0.26%,机具各项指标能够较好满足大豆玉米复合种植农艺要求。

阿基米德螺线型缺口圆盘破茬刀参数优化与试验!

免耕播种机是在地表残茬、秸秆、杂草覆盖条件下进行播种,作业环境差,易造成免耕播种机堵塞、播种深度不稳定等。基于东北玉米垄作免耕播种机的农业技术要求,为了解决破茬防堵、开沟稳定,减小破茬阻力,提高破茬开沟质量等问题,设计了阿基米德螺线型缺口圆盘破茬刀,确定了其结构特性和尺寸参数为:缺口数11,最大半径215 mm,起始半径175 mm,包角32.72°,并建立了它的运动方程。通过3种圆盘(螺线型缺口圆盘、光面圆盘、半圆型缺口圆盘)破茬刀对比试验,证明了螺线型缺口圆盘破茬刀的优越性。同时建立了螺线型缺口圆盘破茬刀的破茬阻力与破茬盘类型、机器配重、机器前进速度的二次回归数学模型。研究成果为破茬装置优化设计提供了理论基础。

舵轮式玉米免耕精量施肥播种机设计与试验

玉米播种过程中,由于种子与排种管、开沟器的碰撞和机组前进的共同作用,使得种子落地的位置随机,造成播种均匀性差问题,为此设计了舵轮式玉米免耕精量施肥播种机,主要由秸秆粉碎还田与苗带清整装置、舵轮勺盘式穴播器等组成。舵轮勺盘式穴播器由舵轮式穴播器和勺盘式排种器集成在一起,发挥勺盘式排种器精量取种和舵轮式穴播器定点投种的优势,实现玉米等株距精量播种。采用秸秆粉碎还田与苗带清整装置旋出施肥沟,由外槽轮排肥器完成施肥。通过田间试验表明:播种、施肥平均深度分别为52.1 mm、70.5 mm,出苗率达到95%,提高了播种质量,较好地满足了我国北方一年两熟区保护性耕作技术的需求。

2BJM-12型气吸式免耕精密播种机设计

随着保护性耕作技术的推广与应用,小型免耕播种机已经不能满足保护性耕作发展需求,且目前的免耕播种机存在功能单一、播种效果差等问题。针对以上问题,设计了2BJM-12型气吸式免耕精密播种机。为此,介绍了该播种机的总体设计方案、主要技术参数及关键部件的设计。该机采用地轮传动的作业方式,具有全免耕、高速、精密播种的特点,可一次性完成破茬碎土、侧深施肥、精量播种及镇压覆土等作业,可以满足保护性耕作技术的发展需要。

旱地钵苗移栽复式作业机栽植机构优化设计与试验

为节省工时,提高劳动效率,提出了一种旱地钵苗移栽复式作业机;并针对作业机栽植轨迹不理想导致钵苗栽植合格率低以及栽植器粘土堵塞导致漏苗率高的问题,优化设计了移栽复式作业机栽植机构。该机构由曲柄、平行摇杆、摆杆及夹指式栽植器构成,实现接苗、运苗、扶苗栽植和复位功能,使栽植轨迹和运动姿态满足栽植农艺要求。夹指式栽植器为敞开式结构,夹指在注水冲刷与闭合瞬间振动的作用下,解决了传统鸭嘴栽植器粘土堵塞的问题。建立栽植机构运动学模型,基于Visual Basic 6.0开发计算机辅助优化设计软件,多目标参数优化设计得出满足农艺要求的移栽运动轨迹和栽植机构参数;建立栽植机构三维模型,利用ADAMS运动学仿真分析,验证了栽植机构优化设计的合理性;样机田间试验表明,在钵苗高度约为15 cm、作业速度20 m/min工况下,钵苗栽植合格率达98.1%、漏苗率0.4%、株距变异系数4.3%、栽植深度合格率96.5%,满足旱地钵苗移栽要求。

马铃薯螺旋推进式排肥器研究与试验

为了解决马铃薯施肥量大和施肥不匀的技术难题,设计研发了螺旋推进式施肥装置,实现了根据播种机的作业速度以及株距变化调整施肥量的功能,兼可为玉米、大豆等其他作物进行施肥。样机试验,表明该机具具有施肥量大、性能先进、故障率低及安全可靠等特点。

玉米精量施水播种机的研制

研制了一种适合在干旱和半干旱地区种植玉米,又能同时施水、施肥的小型播种机。该机的特点是可以根据土壤墒情和农业技术要求,调节每穴施水量、施肥量和播种量;种子和肥料分开,避免了肥料烧苗;开沟器开出的种沟具有鼠道特征,实现了自动覆土,防止了土壤水分的蒸发。

YM-0913型育苗播种机应用试验

育苗播种机的播种质量直接影响着蔬菜的产量,播种质量高、运行稳定的育苗播种机是现代设施农业发展的需要。以YM-0913型育苗播种机为研究对象,进行了茄子、柿子椒的播种试验。结果表明,茄子播种单粒指数92.13%,漏播指数4.86%,重播指数3.01%;柿子椒播种单粒指数94.91%,漏播指数3.94%,重播指数1.16%。该机满足直径<5 mm的种子播种需要,通过更换不同规格的吸嘴,能够扩大蔬菜播种品种,在规模化的设施园区工厂化育苗中将具有广阔的应用前景。

秸秆粉碎后抛式多功能免耕播种机秸秆输送装置改进

针对秸秆粉碎后抛式多功能免耕播种机秸秆输送装置存在的功耗高、易堵塞的问题,设计并分析了抛送管道改进结构,在此基础上以比功耗和抛送速度为目标函数,运用Box-Benhnken的中心组合试验方法对洁区播种机秸秆输送装置的工作参数进行了试验研究,以抛送叶轮转速、喂入量和抛送管道截面积作为影响因素进行三因素三水平二次回归正交试验设计。建立了响应面数学模型,分析了各因素对作业质量的影响,同时,利用Design-Expert软件对影响因素进行了综合优化。试验结果表明:各因素对秸秆输送性能有较大影响,比功耗影响因素显著顺序依次为抛送叶轮转速、抛送管道截面积、喂入量;抛送速度影响因素显著顺序依次为抛送叶轮转速、抛送管道截面积、喂入量;最优参数组合为抛送转速2 270 r/min,喂入量1.3 kg/s,管道截面积507 cm^2,对应的比功耗和抛送速度分别为7 980 m^2/s^2、11.7 m/s,且各评价指标与其理论优化值的相对误差均小于5%。研究结果可为秸秆粉碎后抛式多功能免耕播种机秸秆输送装置的结构完善设计与参数优化提供依据。

穴盘苗高速移栽机吊杯式栽植器膜上成穴性能仿真与试验

吊杯式移栽机具有成穴、移栽一次性完成,可以覆膜作业等优点,已成为移栽作业中使用较多的移栽机械。吊杯式栽植器为吊杯式移栽机的主要作业部件,不同形状吊杯能影响移栽机的膜上成穴性能及栽植品质。借助离散元仿真软件EDEM及多体系统动力学分析软件RecurDyn,耦合仿真分析两种不同形状的吊杯在栽植频率为72株/(min·行)时的撕膜大小,仿真结果得出圆锥形吊杯的成穴性能优于锥形吊杯,锥形吊杯形成的膜口纵向尺寸为105.37 mm,圆锥形吊杯形成膜口纵向尺寸为101.26 mm;最后通过室内台架试验,检验两种不同形状吊杯的栽植机构的膜上成穴性能,并验证EDEM-RecurDyn耦合仿真结果的合理性。结果表明,仿真试验结果与台架试验结果趋势一致,锥形吊杯的膜口纵向尺寸约为130.58 mm,圆锥形吊杯的膜口纵向尺寸约为121.40 mm,证明所采用EDEM-RecurDyn耦合仿真研究吊杯式栽植器成穴特性的方法是可行的,就地膜的损伤程度而言,圆锥形吊杯的膜上成穴性能优于锥形吊杯。

气吸式穴盘精量播种机的设计

为适应辽宁省西北地区设施农业发展的需要,设计一款小型多功能气吸式穴盘精量播种机。介绍该机具的整体结构及工作原理,说明其在设计上的优点,论述主要部件的设计,并对机具进行性能试验,分析其经济效益与社会效益。

舵轮勺式组合穴播器的研究设计

针对精量播种的要求,设计了舵轮勺式组合穴播器。穴播器通过舵轮与勺轮的组合,缩短了种子向下的输送距离,提高了投种精度。入土成穴器采用动定两瓣结构,非打开状态常闭。入土成穴器达到一定深度在凸轮作用力下打开,将预先从导种轮中投下的种子播入土壤。

椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构动力学分析与试验

采用刚体复合运动微分方程和动力学方程组逐次求解的方法,对椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构进行动力学分析,建立其动力学模型和编写辅助分析软件,得到插秧过程中中心轮轴心、中间轮轴心、行星轮轴心及链条受力与行星架转角的关系,最后进行了试验验证,结果表明该分插机构比曲柄摇杆式分插机构具有更优的动力学特性。

三角链半杯勺式丘陵山区马铃薯精密播种机设计与试验

针对中国丘陵山区地形复杂、马铃薯机械化水平偏低、种植规模较小等问题,设计了一种可实现施肥、播种、开沟起垄、整形镇压一体化作业的三角链半杯勺式马铃薯精密播种机。将传统的链勺式马铃薯播种机的"上下"2个链轮的传动改为3个链轮的"三角形排列"的传动模式,增加了水平清种区,依靠重力清种,减少种薯的损伤,以及实现单粒精播的要求;将勺式取种装置改为半杯状取种装置,有效增加了取种数量,提高了取种的可靠性;通过分析计算确定了排肥系统、靴式开沟器、排种系统的工作参数,对于丘陵山区土地粘性大造成的起垄高度低、起垄不平整等问题,设计了一套开沟起垄、整形镇压装置。田间试验结果表明,当作业速度1. 9～2. 0 km/h时,粒距合格指数83. 26%,重播指数8. 36%,漏播指数8. 38%,变异系数22. 31%,垄高、垄底宽、垄面宽和垄距的稳定系数均在97%以上,性能指标符合国家标准要求。

2BG-2型垄作滚动圆盘式耕播机的试验研究

在东北地区垄作栽培制度下,高留茬或秸秆覆盖耕播是保护性耕作的主流模式[1]。为此,以承担农业部2004年保护性耕作技术创新课题—东北冷凉风沙区垄作保护性耕作技术的试验研究为契机,以辽宁省为试点,进行了东北垄作滚动圆盘式耕播机的技术创新。经2006-2007年春播田间试验,效果显著。通过对这种机型的工作部件与整机进行性能分析与试验研究,表明这种机型适于在东北地区垄作栽培制度下免耕播种作业推广应用。

链盘式投苗全自动插条机的研究

链盘式投苗全自动插条机的研制,可为丰产原料林插条作业提供一种新机型,以提高林业机械化装备整体水平。介绍了链盘式投苗全自动插条机整机及其主要机构的设计。

合作社组织、种植规模与农户测土配方施肥技术采纳行为——基于太湖、巢湖流域水稻种植户的调查

测土配方施肥技术根据土壤养分和作物需肥规律合理施肥,有效减少肥料流失,减少农业面源污染问题。合作社种植户、种植大户、小户对该技术的认知、态度和使用呈现不同的特征。本文在太湖、巢湖流域各选取一个合作社调查,通过农事管理记录的方式,发现合作社种植户因组织优势在用肥技术、知识方面更具优势,采纳测土配方施肥技术后,每生产1 000千克水稻所使用的N、P2O5、K2O相比不采纳测土配方施肥技术的非合作社种植户减少比例达39%、34.18%、17.51%,化肥减量显著。在巢湖流域的肥东县调查发现种植大户更倾向采纳测土配方施肥技术。相比而言,小户知晓和采纳土配方施肥技术的比例均偏低,不知道测土配方施肥技术是小户不采纳该技术的主要原因。在未来的测土配方施肥技术推广工作中,需要继续发挥合作社的组织优势;采取用户分类的思路,开展有针对性的宣传;建立高效的技术推广行政组织体系,设置相应绩效评价制度;配备充足的硬件设施系统和技术推广人员;政府与肥料生产企业及肥料销售商合作,构建通畅的肥料生产、供应和销售系统;推广初期对测土配方肥进行价格补贴;提高测土配方施肥技术的可操作性,使种植户易于接受和使用。

针对可降解膜鸭嘴式穴播器的结构设计与试验

针对目前新疆市场上农民普遍使用的2MB系列棉花铺膜播种机在可降解膜上打孔成穴时存在严重的连筋现象,设计了一种动嘴带切膜刃的新型鸭嘴。介绍了该鸭嘴式穴播器的结构及工作原理,结合农艺要求设计了穴播器的主要结构参数,并运用ANSYS软件对关键部件进行了应力分析。性能试验表明:新的鸭嘴结构不仅针对可降解地膜能够有效破膜、降低连筋率,而且满足播种农艺要求。