山东省大蒜播种机械性能测定及发展探讨

近年来,缺乏适合中国大蒜主产区的大蒜生产装备是制约中国大蒜生产的主要因素。为推进我国大蒜机械化进程,了解大蒜播种机械性能现状,对我国大蒜第一主产区山东省典型的大蒜播种机械进行性能测定。结果表明:正芽率平均为90.0%;大蒜正芽播种机、平芽播种机平均播深合格率为91.6%、92.0%;大蒜正芽播种机、平芽播种机平均重播率为5.3%、5.5%,平均空穴率为1.0%、3.2%。悬挂式播种机的作业速度要高于自走式播种机,但作业性能要低于自走式播种机,配备旋耕装置可以提高悬挂式正芽播种机的作业效果;手扶式的大蒜平芽播种机作业效果高于悬挂式大蒜平芽播种机。未来应进一步提高正芽播种机的正芽率与作业速度,提高正芽播种机的与平芽播种机的作业性能,在适宜地区配套应用平芽播种机。

自动定向大蒜播种机的设计与试验

针对现有大蒜播种机难以满足蒜种"鳞芽朝上、直立栽种"农艺要求的问题,该文设计了一种大蒜自动定向播种机。该播种机主要由底盘、机架、种箱、取种装置、蒜种定向装置、插播装置、气动控制系统和镇压轮组成。采用链勺式取种方式完成单粒取种,利用三级锥形料斗实现蒜种鳞芽定向,通过鸭嘴式插播器实现直立栽种。设计了各关键部件结构,通过试验研究探明了影响取种效果和鳞芽定向效果的主要因素,确定了合理工作参数组合。以兰陵大蒜为试验对象,取种试验表明,当播种机行进速度0.10 m/s、振动机构振动作用力15 N、十字轮转速20 r/min时,单粒取种率为93.50%,多粒率为2.30%,漏取率为4.20%,综合取种效果最优;蒜种定向试验表明,当3级料斗尖锥半顶角依次为45°、40°和30°时,料斗安装间距100 mm、料斗打开间隔时间0.4 s时的鳞芽朝上率为94.44%,综合定向效果最优。大蒜播种机田间试验结果表明,上述参数组合下鳞芽朝上率为89.2%,重播率为3.2%,漏播率为2.0%,播种效率为500～650 m^2/h,满足大蒜播种农艺需求。该文研究结果为推动大蒜播种机械化和自动化发展提供参考。

智能机械臂在大蒜播种机中的应用

近几年,大蒜因其独特的功效越来越受到人们的青睐,但我国大蒜播种仍是传统的人工播种,严重阻碍了大蒜种植面积的规模化生产。我国研究大蒜播种机已有近40年,但截至目前尚无大规模推广应用的机型,主要原因是过去纯机械的结构设计不能解决大蒜种子入土的正立问题。随着机器人技术的发展,其效率、准确性和可控性高的优点在工业领域中日渐被瞩目。为此,将机器人技术应用于大蒜播种机,实现大蒜播种的自动化作业,从而能准确地控制大蒜播种的株距、行距、播深等重要农艺参数,并且还能对播种面积、作业时环境的温湿度进行统计和测量,为农艺专家提供更准确、高效的基础数据。该设计能保证大蒜种子鳞芽朝上,并且种植深度一致、株距行距均匀,保证了大蒜的发芽率、蒜形和产量,实现了大蒜播种的自动化,对提高劳动生产率、降低劳动强度、增加农民收入具有重要意义。

插穴式自动定向大蒜播种机的设计研究

为了提高大蒜播种机在播种过程中蒜瓣的直立度及鳞芽向上的概率,保证株距均匀,设计了一种新型的大蒜播种机。通过对关键部件的结构设计与参数分析,确定了主要部件结构。经过试验验证,此大蒜播种机的锥形螺旋导种管能够使大蒜落土后鳞芽向上的合格率达到96%,压穴锥能够使直立度达到98%,并能保证株距均匀。

振动筛排种器在大蒜播种机中的应用

在我国,大蒜的广泛种植使得大蒜种植机械的研发具有巨大的市场前景,且目前国内没有非常完善的大蒜播种机械,大蒜仍然依靠人工手工种植。为此,基于振动筛和排种器两种常见的机械设备,通过组合与改进,设计出大蒜直立精密筛选装置,为大蒜栽植的机电一体化设备的研发奠定了基础。

大蒜播种机装盘系统蒜瓣定向识别算法的研究

利用数字图像处理技术,研究适合于大蒜蒜瓣定向识别的专用算法,并通过MATLAB编程实现对大蒜蒜瓣的定位和识别。结果表明,该程序能够很好地识别出大蒜蒜瓣朝向,解决大蒜自动播种机无法自主识别蒜瓣朝向的问题。

基于工作目标区图的大蒜播种机器人的路径规划

[目的]实现大蒜播种机器人作业效率和精确度最优化。[方法]基于工作目标区图的农业机器人导航跟踪原理设置大蒜播种机器人作业的路径规划,经试验验证其可行性。[结果]根据工作目标区图,给出大蒜播种机器人作业路径规划方程。采用由32位单片机控制的4轮机器人完成作业,选用激光待感器测距,采样周期为1 kHz/ms。经多次试验实测,证实机器人的0.4 m/s速度行驶,其最大横向偏差为0.038 m,说明其精度较高。[结论]该作业方案原始数据处理简洁、运算快,节约系统资源,跟踪速度快,精度高、种植效果好。

大蒜播种机虚拟样机设计

大蒜播种机存在研制困难、利用率不高等问题,在农业机械中发展较晚且技术不很成熟。然而,由于对大蒜需求量的不断增长,集约化种植大蒜已是大势所趋。制约大蒜集约化种植的一个因素就是大蒜播种机械的发展落后。在该类农业机械的传统设计过程中,由于前期设计阶段缺乏足够的试验样机,难免存在缺陷,而基于SolidWorks的虚拟样机技术则提供了一条有效的途径。为此,依托SolidWorks三维软件及其他相关技术,实现了机架、排种机构、镇压机构、种箱及传动机构的设计,并建立了其三维模型,最终实现了大蒜播种机的总体装配。

大蒜播种深度智能调控研究

为提高当前大蒜播种机的播种效率与大蒜的出芽率,实现大蒜增产目标,从决定大蒜出芽率的关键装置出发,在理解大蒜播种原理及主要构造的基础上,通过对大蒜播种机的播种装置硬件结构及部件进行了选型及优化。其中,软件控制程序的智能调节与实时控制,实现了播种深度整体控制;加入多通道联合的神经网络智能算法,利用PLC控制原理实现了软件程序与控制算法的高度衔接。同时,进行性能试验,结果表明:对大蒜播种深度进行智能调控可行,播种深度合格率与播种深度稳定性较智能调控前显著提升,播种深度变异系数大幅度减低。

大蒜播种机种植机构的设计

为了满足大蒜在栽植过程中保持蒜瓣鳞芽朝上垂直入土且蒜瓣弓背面朝向一致的农艺要求,该文根据蒜瓣的外形特征,设计了一种大蒜播种机种植机构并对该机构进行详细的理论分析,运用Solidworks软件对该机构进行建模并通过3D打印机打印出零件,然后组建试验台对该种植机构进行试验。试验数据显示采用该种植机构不但可以确保大蒜弓背面朝向一致,而且播种机前进速度的变化对蒜瓣垂直度的影响较小。该文为大蒜种植机械种植机构的设计提供了一种设计方法,为研究大蒜播种机和同类机具提供了参考。

大蒜播种机调向导种机构研究与试验

大蒜鳞芽向上种植是制约大蒜机械化种植的难点,针对蒜牙向上种植工艺要求设计了一种大蒜播种机,并对保证工艺的螺旋状导种管和锥形漏斗接盘关键结构进行了研究,确定了组合导种装置的结构参数。利用Design-Expert软件,以蒜瓣向上种植合格率K为试验测试指标,上下螺旋管口水平距离L、螺旋管高度H、漏斗面倾斜角a为试验因素,采用Box-Behnken二次回归正交组合试验,取得最优结构参数组合。通过田间实验,结果与实验结果基本一致,表明该设备符合大蒜种植标准要求,为研究大蒜播种机同类机械提供了技术参考。

旋耕式大蒜播种机关键部件优化及性能试验

为了提高旋耕式大蒜播种机对新疆大蒜种植模式的适应性,依据新疆蒜种外形尺寸优化蒜种勺参数,提高取种单粒率,降低空穴率及重播率。选择机具性能的主要因素(机具作业速度、大蒜种子外形尺寸、鳞芽长度),采用单因素试验分析进行田间试验,分析不同参数对大蒜播种机正芽率、空穴率、重播率的影响,得出各因素影响程度,为后期机具优化提供理论依据。

牵引式大蒜播种机的设计

针对当前我国大蒜种植机械存在的单粒取种率低、蒜种鳞芽朝上直立播种率低等问题,综合考虑大蒜的种植模式和农艺要求,设计了牵引式大蒜播种机。该机利用提种爪单粒提种及弹簧扶正的原理,有效改善了播种机单粒取种、蒜种鳞芽朝上、漏播及重播的问题,且结构简单、操作方便。田间性能试验表明:该机纯作业生产率为0.1hm^2/h,鳞芽朝上率92.1%,播种深度合格率92.04%,重播率6.4%,漏播率2.1%,满足大蒜播种的技术要求。

大蒜播种机关键部件设计及试验研究

针对目前大蒜种植中存在的机械化程度低、人工成本高、大蒜播种机排种装置中高速运行时振动较大容易造成漏种等问题,设计出一种排种装置可调节的、单粒取种和播种的新型大蒜播种机械,能够通过改变型孔调节长度适应不同尺寸蒜种。通过对大蒜播种机排种机构进行设计,确定大蒜播种机样机的设计方案、关键零部件的设计及参数确定,并完成虚拟零件设计及整机装配建模,确定了不同品种蒜种排种时排种器的最佳调节尺寸。通过大田试验对大蒜播种机的田间播种进行验证,对漏种、重种等情况进行分析,结果表明:手工点种每人每天只播约0.013hm^(2),而机械化播种每天能够完成近1.33hm^(2),效率约为人工的100倍;机械播种可保证株距、行距及深度,均匀度好、出芽整齐,不会互相影响,大蒜总体产量较高;实现了单粒取种播种合格指数皆大于80%,满足我国精密播种要求。整机可以较好地实现大蒜的机械化种植,斜倾一定角度、平躺和直立种植大蒜均可较好地发芽生长。

大蒜播种机地轮及铺管覆膜机构改进设计与试验

地轮作为确保大蒜播种单粒取种、鳞芽调向和直立下栽的关键机构,其滑移率大小直接影响大蒜播种机的播种性能,针对引进的原大蒜播种机在新疆大蒜种植区地轮滑移率过大,造成漏播的问题,对地轮进行理论分析,研究影响地轮性能的因素,重新设计地轮直径和宽度分别为600 mm和100 mm的直齿型地轮,并结合新疆大蒜种植区气候、土壤性能和农艺要求,在原大蒜播种机基础上,增设铺管覆膜机构,对改进后的铺管覆膜大蒜精量播种一体机的播种性能、地轮滑移率、铺管覆膜性能进行了试验,结果表明,该研究能改善原大蒜播种机在新疆种植区的播种性能,在铺管覆膜大蒜精量播种一体机作业速度为2 km/h时,其正芽率为91.4%,重复率为1.1%,空穴率为3.2%,滑移率为4.9%,同时铺管覆膜各项性能指标达到了相关技术指标要求。

基于有限元的大蒜播种机机架轻量化设计

针对大蒜播种机械普遍存在结构偏重、强度富余的情况,以课题组研制的六行大蒜播种机机架为优化对象,基于有限元仿真,进行以减重、减振为目标的优化设计。首先,根据机架的原始结构和受载特性,确定3个设计变量:外侧板厚度、前梁截面边长以及后梁肋板厚度。以初始尺寸为基准,取4个级别,共建立64个几何模型。其次,对这些模型分别进行静力学分析、模态分析、谐响应分析以及随机振动分析,获得设计变量的变化对结构等效应力、固有频率以及动力学响应的影响趋势,并拟合成曲线方程。最后,基于遗传算法,进行以减重、减振为目标的优化设计,得到全局最优解。结果表明,优化后的机架在满足静强度的前提下,减重27.36%,谐响应最大位移降低3.07%,而随机振动的最大位移响应降幅不大。

大蒜播种机械应用现状分析及展望

大蒜不仅是一种经济作物,还是一种调味品,而且有较高的食用价值和药用价值,因此,大蒜的种植技术对于我国农业的发展至关重要。我国的大蒜机械播种技术存在很多弊端,而且受到我国农业发展条件的限制,大多数的机械播种技术还停留在实验室或者试验田的状态,并没有得到大规模推广。大蒜播种的关键点是鳞瓣直立和取种问题,无论是人工还是机械播种,都很难保证高效率的播种过程,农业科学家必须针对这些要点,不断的进行科学实验,才能保证大蒜机械播种的技术优化。

我国大蒜播种机械应用现状分析及未来发展展望

在我国大部分地区,大蒜种植还是以手工栽种为主,生产效率低,劳动强度大,每个成年劳动力每天仅能播种130m2左右,雇佣种植成本较高,且在农忙季节经常出现短工的现象。随着现代科学技术水平的不断提升,出现了大蒜种植播种机,机械化的播种方式,突破了传统大蒜播种方式,大大提高了大蒜种植的效率,使得大蒜种植在播种环节可以从繁杂的人工播种工作中解放出来,释放劳动力,减轻种植成本。通过研究我国大蒜播种机械应用现状,探究大蒜播种机械在大蒜种植中推广和应用的发展前景。

大蒜播种机研究现状及发展趋势分析

随着科技和经济的发展,我国作为世界上重要的大蒜生产国和出口国,对大蒜的播种效率和机械化生产技术提出了更高的要求,因此要通过更加智能化、自动化的播种技术保证鳞芽方向和直立播种来提高产量和生产效率。本文对大蒜播种机的国内外研究现状和发展中存在的问题进行了总结,并对其发展趋势进行了展望。