棉花铺膜播种机设计研究

根据棉花种植的农艺要求,设计一种2BJ-2/12型铺膜播种机。应用三维设计软件SolidWorks构建铺膜播种机三维模型,完成铺膜、播种主要零部件设计及其相关参数分析,计算铺膜机构相关工作参数,分析穴播器工作过程,从而为棉花铺膜播种机设计与优化提供技术方案。

玉米全膜覆盖双垄沟播机直插式播种装置设计与仿真

设计了旱地玉米全膜覆盖双垄沟播机直插式玉米播种装置,采用凸轮和曲柄组合机构控制成穴器,实现播种时间段成穴器水平绝对速度为零。在ADAMS/View中用相对轨迹曲线生成实体的方法设计了凸轮,对直插式播种装置进行仿真分析,测试了成穴器的位移、速度、加速度,结果表明该装置满足设计要求。

棉花铺膜播种机导航路线图像检测方法

研究了棉花铺膜播种机田间作业时导航路线和田端的图像检测算法。针对自然环境下的棉花播种作业图像,采用Daubechies小波变换对处理区域进行平滑滤波;针对第1帧图像,寻找图像处理区域的垂直累计直方图的波谷,以此为基础,通过寻找局部窗口累计直方图波谷的方法,从图像底端逐行向上寻找各行候补点;对于非第1帧图像,采用当前帧与前帧导航路线相关联的方法分段寻找候补点群;最后基于过已知点Hough变换拟合出导航路线。实验证明,采用的算法可以快速、准确地检测出棉花铺膜播种作业时的导航路线及棉田田端,平均每帧图像处理时间为72.02 ms,满足铺膜播种机实际播种作业的需求。

2BQHM-2型花生覆膜穴播机的设计与试验

【目的】较好地实现花生膜上成穴、播种作业.【方法】针对花生覆膜穴播机存在的技术问题,进行2BQHM-2型气吸式花生覆膜穴播机优化设计与制造;对其关键工作部件结构及作业参数进行理论分析,然后利用UG设计分析软件完成组成部件的优化设计;通过虚拟样机技术对该机进行虚拟装配,并对成穴过程进行运动仿真分析,检验各组成部件设计的合理性及使用效果.【结果和结论】典型地区花生垄作覆膜播种田间作业性能试验表明,该机工作性能较为稳定,各部件作业顺畅,各项作业指标均能较好地达到技术要求,其作业效果与虚拟仿真测试结果相符,研究结果为覆膜穴播机的进一步优化设计提供了理论依据及技术参考.

棉花双膜覆盖精量播种机的研制

为弥补传统精量播种模式存在的不足、减少作业环节和人工消耗,在分析膜上、膜下穴播优缺点的基础上,根据双膜覆盖精量播种技术的农艺要求,研制出一种棉花双膜覆盖精量播种机。通过田间对比试验,表明双膜覆盖精量播种较常规穴播出苗早2～3d,出苗率≥94%,苗株齐壮。20万hm2的生产实践表明,研制的2BMSJ-12双膜覆盖精量播种机空穴率≤3%,穴粒数合格率≥85%;窄行最小行距为9cm,能适应新疆棉花密植种植农艺要求,有助于推进新疆棉花生产全程机械化进程。

垂直插入式小麦覆膜穴播机的研究

针对滚轮式小麦覆膜穴播机存在的问题 ,设计了垂直插入式小麦覆膜穴播机。运用平行四杆机构原理 ,实现了成穴器——鸭嘴的直立接种、垂直入土和出土 ;采用地轮传动实现了鸭嘴插入土壤后的接近水平零位移运动 ;鸭嘴采用了定点强制开启投种。理论分析和试验表明 ,该机成穴播种机构设计合理 ,穴粒数合格率较高 ,无空穴 ,成穴器不堵土 ,不挑膜 ,穴孔合理 。

气吸式膜上精量播种装置排种过程的仿真研究

对 2 BQM- 2型气吸式精量铺膜播种机的膜上开穴、取种、投种过程及其工作机理进行了分析 ,建立了种子运动轨迹的数学模型 ,在此基础上运用计算机仿真技术 ,动态模拟了膜上穴播的工作过程 ,找出了机组前进速度、投种角、接种漏斗偏置角变化时对种子投种精确度的影响规律 ,优化了相关设计参数 。

花生覆膜穴播机成穴机构研究

针对我国花生覆膜穴播机大都采用先播种后铺膜的传统作业方式,对土壤扰动大,不利于土壤保墒问题,设计了一种适合先铺膜后播种的小型花生穴播机的回转式成穴机构。对该机构的运动过程进行分析得到了成穴机构的穴宽、穴距和成穴深度的表达式;采用计算机模拟方法分析曲柄半径、机器前进速度和曲柄转速对成穴机构工作性能的影响,优化后的设计参数为:传动比6.5,曲柄半径4.5 cm,播种机前进速度0.25 m/s(λ=1.95),此时成穴深度约4.5 cm,穴宽约3 cm,穴距约14.42 cm,满足花生穴播的农艺要求。与目前广泛使用的轮式鸭嘴成穴器相比,其结构简单、膜孔小。

滚轮式小麦覆膜穴播机的分析与评价

对滚轮式小麦覆膜穴播机的成穴机理进行了理论分析，通过对该类穴播机结构、成穴器运动轨迹、穴孔形成过程及其形状的分析，结合实际作业情况，提出了其存在的穴距不一致、易于造成空穴、挑膜严重、种孔覆土不良等问题，为新型直插式覆膜穴播机的研究提供了依据。

联合作业穴播机的设计

针对目前穴播机械的现状,设计了一种新型的联合作业穴播机,能够集土壤整平、覆膜、打穴播种、膜上覆土于一体。穴播器、整平机构、覆膜机构均具有创新性,并分析了其具体的结构设计方案。实验表明,该机作业性能良好,各项作业指标均符合标准要求,适用范围广泛,可满足棉花、花生、玉米、小麦等大粒和小粒种子的播种作业,成穴器后开式设计有效地解决了传统穴播机械的堵土问题。

膜下滴灌水稻穴直播机研究

根据水稻膜下滴灌穴直播的农艺要求,分别设计了不同种植模式下适用的膜下滴灌水稻播种机,并对关键部件滚筒式穴播器和覆土装置进行分析;通过正交试验确定了影响其播种性能的因素依次为成穴鸭嘴长度、滚筒式穴播器的滚筒直径和行走速度,影响其覆土性能的因素依次为导土板螺旋升角、覆土滚筒直径和行走速度。在较优参数组合鸭嘴长度28 mm、穴播滚筒半径180 mm、覆土滚筒螺旋升角35°、覆土滚筒直径360 mm、播种机行走速度0.65 m/s时,膜下滴灌水稻播种机播种深度合格率为92.6%,穴粒合格率为94.7%,覆土合格率为91.2%,空穴率为1.8%,平均产量达10 500 kg/hm2,该播种机能满足膜下滴灌水稻播种的技术要求。

旱作马铃薯微垄覆膜侧播机的设计与试验

旱作马铃薯微垄覆膜侧播技术是采用一膜两垄、一垄两行来播种的农艺方法,目前尚没有与之配套的农机可以作业。为了提高其机械化水平,研制了旱作马铃薯微垄覆膜侧播机,其主要由机架、施肥装置、播种装置、行走装置、传动装置、取土整形装置、铺膜装置、压膜装置及覆土装置等组成。田间试验表明:该机具能够一次性完成农艺方法的多道工序,满足设计要求。

覆膜穴播机三刚一柔成穴机构的设计及仿真

针对我国覆膜玉米穴播机采用的平行四杆成穴机构作业时垂直入土扰动大、撕膜严重的问题,设计了三刚一柔成穴机构,主要将平行四杆机构从动杆换装为弹簧阻尼杆。基于Adams建立三刚一柔成穴机构和平行四杆机构仿真模型,并在相同条件下进行仿真,结果表明:三刚一柔成穴机构的成穴杆在x轴水平方向较平行四杆机构位移变化较小且平滑,在y轴垂直方向趋势一致;三刚一柔成穴机构的成穴杆对前后土型均有扰动,但扰动力均较小,而平行四杆机构只对前边的土壤有扰动,但扰动力是三刚一柔机构的9.4倍。因此,所设计的三刚一柔成穴机构较平行四杆机构对土壤扰动小,有利于种子发芽,成穴杆不受力时又可恢复至垂直入土的状态,对地膜破坏较小。

多功能小麦覆膜穴播机的设计

设计了一种新型的覆膜穴播机,能够集土壤整平、覆膜、打穴播种、膜上覆土于一体,实现联合作业。其关键部件穴播器、仿形整平器、排种系统和覆土机构均具有创新性,并分析了其具体的结构设计方案。试验表明,该机作业性能良好,各项作业指标均符合标准要求,能够适用于小麦等小粒种子的播种作业,解决了传统轮式播种机的堵土问题。

太阳能充电式多功能花生覆膜播种机的研究

我国是世界上最大的花生出口国之一,但存在花生播种机械装置机械化水平低、装备适应性差、农机农艺脱节等问题。为此,进行了太阳能充电式小型多功能覆膜花生播种机的研究。该装置采用太阳能电池板实现储能作为播种机的输出动力,利用曲柄滑块机构构建插播播种装置,实现播种的精量控制。试验表明,样机能够一次性完成施肥、喷药、覆膜、覆土盖膜等多种作业,空穴率0%。该产品的多项参数可调,还可以更换作业器具用于其它农作物的播种,具有很好的市场前景,极具推广价值。

四川丘陵旱地玉米穴灌覆膜施肥播种机设计与参数优化

四川丘陵地区冬干春旱,玉米播种时需浇水造墒、覆膜防旱,生产中常因缺水、水资源浪费严重、工序繁多等问题,严重制约玉米生产。研究设计一款集开沟施肥、精量播种、精准穴灌、盖土覆膜于一体的穴灌覆膜施肥播种机。通过盆栽试验确定土壤水分含量为13%(±0.5%)、15%(±0.5%)和17%(±0.5%)时,最低穴灌量分别为0.20、0.16和0.14 L时玉米可获得较高出苗率并保证苗期正常生长。结合推广玉米-大豆带状套作模式确定水箱容积为0.4 m3,播种机主要由水箱、肥箱、穴播排肥器、种箱、精量玉米播种盘、开沟器、智能穴喷控制器、地膜轮等核心构件组成。播种时,智能穴喷控制器接受精量玉米播种盘排种红外传感信号,通过间歇性通电和通电时间精确控制灌水位置和灌水量。大田试验表明,样机播种符合农业部制定播种机质量评价技术规范,样机灌水量为每公顷4.5 m3,常规灌溉用水为每公顷22.5 m3。与常规灌溉不覆膜机播相比,样机水分利用率提高31.03%,产量提高30.13%。研究结果可为四川丘陵旱地播种机研制和应用提供参考。

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。

2MBY-1行间覆膜播种机的设计与试验

与膜内栽培相比,行间覆膜栽培以其明显的增温保墒效果和操作简便、残膜容易回收等优点越来越引起人们的重视,播种面积也逐年扩大。为此,以玉米行间铺膜播种机为研究对象,针对现有机具播种过程存在的漏播和重播现象较为严重、破膜率较高、覆膜边缘不规整影响出苗率等问题,利用三维建模虚拟仿真手段,对其进行了设计,并进行了播种试验研究。试验表明,所设计的行间覆膜种机较好地满足了农艺要求。

多功能棉花覆膜播种机的设计与试验

针对棉花生产用工量大,种植管理复杂,机械化程度较低等问题,设计一台2BM—2型棉花覆膜播种机,该机结构紧凑,操作方便,安全高效,一次进地即可完成开沟、施肥、播种、覆膜、镇压以及覆土等作业功能。对机架进行有限元仿真分析,仿真结果表明,机架最大应力为55.32MPa,最大位移为1.35mm,变形量较小,满足刚度要求。田间试验结果表明:排种合格指数为89.3%,重播指数为8.1%,漏播指数为2.6%,合格粒距变异系数为27.5%,各项指标优于农业行业标准。

地膜上直插穴播式党参种子播种机设计与试验

针对覆膜条件下党参育苗过程中的无机械化问题,设计一种基于电机驱动且可更换式取籽装置,可实现不同株距和深度作业要求,可一次完成精量取籽,实现直插穴播等工序的多功能穴播直插式党参种子播种机。并运用ADAMS对机具的直插式成穴装置进行运动仿真,分析在前进速度一定(0.15 m/s)和曲柄转速一定时(30 r/min),成穴杆上一点的垂直位移、垂直速度、水平位移,结果显示这一点垂直速度曲线测得成穴杆在入土段(0.2~0.64 s)与出土段(1.2~1.64 s)垂直速度等速运动速度为0.15 m/s,且入土段与播种机前进速度一致,方向相反,实现绝对速度为零,满足直插式设计要求。运用SolidWorks Motion对机具模型进行运动仿真实验,分析当车速一定时(0.15 m/s),机具在不同曲柄转速的成穴杆最低点的运动轨迹,得出曲柄的转速在30~240 r/min时,可使播种机正常有序工作。运用MATLAB对曲柄转速与理论株距和仿真株距进行曲线拟合,分别得出二者之间的关系式,同时验证该机具理论株距S_(1)和仿真株距S_(2)非常接近。同时田间试验表明,电驱动直插穴播式党参种子播种机作业时有序平稳,播种后穴粒数合格率为98.2%,播种深度合格率为95.1%,行距合格率98.7%,空穴率为0.8%,膜下播种深度合格率为94.8%,孔穴错位率为0.6%,地膜采光面机械破损程度为48.6 mm/m^(2),符合NY/T987—2006《铺膜穴播机作业质量》标准评价指标要求。