2BFGK-12型稻茬麦集秸旋耕施肥播种机设计与试验

针对长江中下游稻麦轮作区小麦播种作业时,存在抢季节耕种农机配套性差、土壤黏重以及秸秆还田难等问题,创制“稻茬麦秸秆行间集覆还田宽窄行种植”技术模式,此模式具有行间集秸、条带旋耕、集中施肥、洁区播种以及对行镇压等技术特征,通过建立秸秆行间集覆运动的力学模型,设计绞龙式秸秆行间集秸装置、开沟旋耕一体式装置、集中施肥装置、浮动覆土板以及对行镇压器等关键部件,研制一种稻茬麦洁区旋耕施肥播种机。田间试验结果表明,秸秆行间集覆还田与宽窄行种植结合有效提高稻茬麦种床整地质量,洁区洁净度87.69%,小麦窄行平均行距为148 mm,宽行行距平均为304 mm,行距变异系数为5.36%,平均播深为33 mm,播深合格率为95.76%,晾籽率为0.98%,碎土率为86.01%。施肥方式为耕前集中施肥,平均施肥深度为65 mm,施肥深度合格率为94.63%,均满足国家标准。厢沟平均深度为175 mm,沟面宽度为198 mm,满足排水要求。试验田实际产量为8 059.2 kg/hm^(2),高出平均产量20%以上,油耗较对比机型降低31.24%。为稻茬麦绿色低碳保护性耕作技术模式提供农机支撑,促进农机农艺高效快速融合。

宽幅水稻播种机精确埋深控制系统设计与试验

针对水田地面不平整导致的大型水稻播种机难以操控的问题,提出一种基于水田的水稻精确埋深控制系统。该系统由浮船传感器、电比例控制阀组、提升角位移传感器、控制装置组成。首先,设计一种基于浮船传感器的仿形控制系统,通过浮船传感器获取水田信息,并将其转化为PID控制参数。其次,通过PID控制电比例控制阀组,从而控制播种机的耕种深度。最后,由掩埋浮板对播种后水田的整形功能实现水稻精确埋深。试验结果表明:当播种机组行驶速度小于0.67 m/s时,宽幅播种机能够跟随浮船传感器浮动,且播种机开沟器不脱离水田表面的同时不陷入太深。当种子埋深平均值控制在20 mm±10 mm时,埋深合格率达96.7%,且降低拖拉机开芯式液压系统的液压油温度。

高茬黏重稻茬田油菜直播埋茬防堵深施肥复合装置研究

针对长江中下游稻油轮作区油菜直播作业时,因土壤黏重板结,地表前茬水稻留茬高、留存秸秆量大,导致旋耕部件易缠绕,秸秆埋覆率低,致使深施肥铲易挂草壅堵,作业厢面拖堆不平,难以实现深施肥作业。本文设计一种适应高茬黏重稻茬田的油菜直播埋茬防堵深施肥复合作业装置,确定埋茬防堵部件深旋弯刀、浅旋弯刀、防堵直刀和深施肥铲的结构参数及刀片和深施肥铲排列安装方式。利用EDEM仿真分析了机具作业后的秸秆埋覆、空间分布及颗粒肥料深施后的分布深度,结果表明:作业速度为2.5 km/h、耕作深度为150 mm、埋茬防堵部件刀辊转速为345 r/min时,秸秆埋覆率为86.53%、施肥深度为83~106 mm。开展了油菜直播机4种田间作业工况验证试验,结果表明:埋茬防堵深施肥复合作业装置田间作业性能良好,实现了肥料深施,秸秆埋覆率为86.69%~90.35%、厢面平整度为16.48~22.65 mm、施肥深度为87.4~109.5 mm、碎土率为81.24%~92.13%。

基于机器视觉的水稻印刷播种机成种率检测

水稻印刷播种是实现稻种精确定位和均匀播种的有效方法之一。由于机械振动、播种纸走速、稻种输送等环节影响,播种纸的某些胶点上可能会粘附多个水稻种子,影响播种质量。为此,提出基于机器视觉的水稻印刷播种机成种率检测方法。首先,利用工业CCD摄像机采集播种纸正面图像信息;其次,利用红绿色差提取种子的颜色信息,采用Otsu阈值分割等形态学处理方法实现种子与背景的分离,并利用开运算实现轻微粘连稻种的分离;然后,利用面积阈值方式去除噪点,从而实现水稻种子数量的统计;最后,根据粘连稻种总面积与每个稻种平均面积的比值对紧密粘连的稻种进行处理,从而修正水稻种子的数量。研究结果表明,该成种率检测方法是有效的,能够从播种纸的胶点上获取水稻种子数量信息,检测的成种率范围介于88.84%~92.05%。

超级稻精量穴盘播种机排土器设计与试验研究

针对新型超级稻精量穴盘育秧播种机对穴盘穴孔排覆土的要求,设计了2种排土器,双向4螺旋外槽轮式排土器和带式排土器。在保证每小时450盘(相应的秧盘输送速度为0.075m/s)的生产率情况下,做了不同土壤含水率、不同土壤颗粒尺寸、不同排土间隙对排土效果影响的试验研究。结果表明,对于双向4螺旋外槽轮式排土器,播过5mm筛和过3mm筛的土壤颗粒时,排土间隙分别为3和1mm为宜;对于带式排土器则分别为6～7和5mm左右为宜。2种排土器,均是播过3mm筛的小颗粒土壤的播土均匀性和播土质量要好于播过5mm筛的大颗粒土壤。对于相同颗粒尺寸的土壤,高含水率(13%左右,湿基)的土壤播土质量要好于低含水率(5.72%,湿基)的播土质量,更主要的是可以改善工作环境。在保证不增加高湿土壤处理难度的前提下,建议采用小颗粒湿土进行播土作业。所设计的2种排土器均能满足超级稻穴盘育秧的播土要求,但需要注意对带式排土器的张紧平衡调节,且要避免大于排土间隙的土壤颗粒进入带式排土器中。排土器的播土均匀性可以采用播土高度均值的多重比较检验方法进行评价。

水稻育秧播种机钵体苗底土压实装置

设计了一种能实现水稻精密育秧播种机钵体软、硬秧盘穴孔底土压实的通用装置,该装置以AT89C51单片机为控制系统核心,采用步进电动机和送盘行程开关实现秧盘供送,以及限位行程开关和对准接近开关实现秧盘穴孔与压实辊指对准,压实辊指与秧盘穴孔内底土相互作用完成底土压实。通过系统的试验研究,确定了该装置的最佳工作参数。压实试验表明,该系统能满足秧盘穴孔底土压实的工作要求,实现了穴孔与压实辊指的精确对准和底土压实,当生产率在500盘/h、提前角对应弧长为1 mm时,对准率为98%,满足钵体苗穴孔底土压实的技术要求;育秧试验表明,增加穴孔底土压实深度,可提高秧苗素质,保持土壤根系坚实不散,有利于栽插作业,压实深度为6 mm时效果最佳。

使用CAXA与Pro/E的渐开线椭圆齿轮三维建模与运动仿真

根据椭圆齿轮传动理论,分析了轮齿在节曲线上分布的特点,依据齿形折算法原理,以一个实例阐述了联合应用CAXA与Pro/E对椭圆齿轮进行三维实体建模。在此基础上构建了椭圆齿轮副运动仿真模型,实现了椭圆齿轮三维传动仿真,为进一步建立高速插秧机行星椭圆轮系分插机构仿真模型奠定了基础。

2BM―12型旱作水稻铺膜铺管播种机的研制

为彻底打破“水稻水作”的种植模式，创造性的将膜下滴灌技术与水稻种植成功结合，提出水稻膜下滴灌技术：并根据其农艺要求，研制出一种水稻铺膜铺管播种机。将水稻旱作铺膜、铺管、种行覆土一体机械作业相结合．解决了水稻不易大规模机械化生产的难题。田间试验表明：播种密度（4．50～5．25）x10^5穴hm^2，播种深度2～3cm，穴粒数合格率≥90％，种行覆土率／〉94％。该机能够适应西北干旱区水稻种植农艺要求．有助于推动西北干旱半干旱地区水稻膜下滴灌技术的快速发展。

水稻直播机漏播检测装置设计

为监测水稻直播机工作过程中的漏播,以AT89C52单片机作为智能控制核心,利用光电检测技术,开发一套水稻直播机漏播检测装置。设计了新型差角滚动式精密排种器的结构,完成了漏播检测控制系统方案设计,给出了系统硬件电路接线图及C语言程序设计流程图,通过模拟实现了漏播检测的声光报警。该漏播检测装置在实际使用中漏播检测效果好、工作可靠,可推广应用于其它耕播农业生产中。

水稻膜下滴灌种植与播种机的研究开发

在优化滴灌水稻种植密度的基础上,提出了水稻膜下滴灌直播技术。同时,根据农艺与农机相结合的要求,研制出了水稻膜下滴灌播种机。通过大面积田间生产考核表明:旱作水稻膜上打孔直播技术,能够大幅减少人工消耗,出苗整齐。生产实践表明,研制的水稻膜下滴灌播种机空穴率≤3%;穴粒数合格率≥85%;膜孔覆土率≥95%;每公顷穴数达到465 000～495 000穴。该机能适应我国干旱区水稻高密度种植农艺技术要求,可为我国干旱区生产稻米提供技术支持。

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。

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。

基于LMS Virtual.lab水稻插秧机变速箱的动力学特性仿真

【目的】研究并改善水稻插秧机变速箱动力总成结构.【方法】结合虚拟样机与动态仿真技术,借助UG和LMS Virtual.lab软件,根据水稻插秧机变速器的拓扑结构及运动关系,建立关于变速箱的多体动力学仿真模型.通过对变速箱齿轮轴系及变速箱壳体的局部柔性化处理,分析了关于变速箱刚柔耦合的多体动力学特性;利用BDF算法获取了虚拟样机在各挡位下参与扭矩传递的仿真速度与理论值的拟合情况,齿轮系统啮合力的频谱特性以及各轴在各阶振动频率下的应力应变分布情况.【结果】在箱体结构设计时要注意,在壳体与壳体的连接部位和壳体与轴承的连接部位适当加强结构强度,同时在固定点位置以及壳体非连接部位可以适当降低结构强度以节省材料.【结论】成功实现水稻插秧机变速箱的动力学建模与仿真.

水稻高速精量秧盘播种机研究与试验

水稻秧盘播种机是水稻工厂化育苗的关键设备,其性能对育秧质量、插秧效果有较大影响。介绍水稻高速精量秧盘播种机的结构,分析影响播种性能的因素。播种性能试验结果表明:机具的播种性能可满足生产实际要求。

淮安地区机插稻田杂草发生规律

采用走访与定点调查相结合的方式调查了淮安12个乡镇部分大农户机插秧田杂草发生及防除情况,并结合在淮阴区刘老庄乡海明高效农业合作社开展的机插秧田杂草发生规律调查,发现当地机插秧田杂草主要以禾本、阔叶、以及莎草科杂草为主,其中禾本杂草主要以稗(Echinochloa crusgalli(L.)Beauv)为主,阔叶类杂草中节节菜(Rotala indica(Willd.)Koehne)为优势种群,异型莎草(Cyperus difformis L)为机插秧田恶性莎草;机插秧田杂草存在2个出草高峰,分别是整地后的6~9 d和15 d左右。

气力式水稻旱直播机气力系统负压特性试验

以风机转速、排种盘转速和播种行数为试验因素,对气力式水稻旱直播机气力系统进行排种器负压影响因素的台架试验研究。结果表明,排种器负压随风机转速的增大而增大,随排种器数量的增多而减小;排种盘转速对排种器负压影响不显著;各行排量一致性变异系数为2.10%~5.04%,气力系统排种器的排种量稳定性还有待进一步提高。分别建立气力系统的风机特性模型和排种器负压特性模型,决定系数在0.92以上,模型验证相对误差分别为-15.92%~12.12%和-2.70%~5.40%。

基于DSP的无线通信系统在遥控插秧机中的应用

介绍了一种基于DSP的无线通信系统在遥控插秧机中的应用。讨论了该系统的构成和工作原理、系统的硬件设计和软件设计。系统实验结果表明,该系统稳定可靠,能够进行有效通信。为遥控插秧机的实现提供了可行依据,并且具有广阔的应用前景。

培育和发展机插秧服务组织的探索

介绍了常州市水稻种植机械化所取得的长足发展以及现有机插秧服务组织的主要形式;重点强调机插秧服务组织对促进水稻种植机械化的显著作用;最后,对加快发展机插秧服务组织提出了几点思考。

水稻穴直播机提高效率与技术改进

以水稻穴直播机为对象,通过产品使用与用户沟通,发现产品存在的问题,一是穴播机播种部质量过大,与机头配合度不足,操作不灵敏;二是高速作业时,种子播后的成穴性不稳定。通过技术改进,在机具质量、挂接配置、仿行浮箱、播种型孔数等方面做了设计改进,提高了整机作业性能和种植质量。

稻茬麦覆秸还田播种机均匀抛撒机理分析与机构优化

针对传统稻茬麦机播设备费工费时、效率低下的问题,对稻茬麦覆秸还田播种机均匀抛撒机构的作业机理进行了研究,并进行了抛撒作业的原理分析、作业过程的受力分析。在EDEM中构建了粉碎后水稻秸秆的模型,对其抛撒过程的运动进行了仿真分析、运动特性研究、运动速度变化和轨迹分析。在仿真分析和理论分析基础上,利用Design-Expert软件开展响应面分析,以抛撒作业幅宽合格率Y_(1)、抛撒不均匀度Y_(2)作为稻茬麦覆秸还田播种机抛撒叶轮机构作业的评价指标,以抛撒叶轮杆齿形打散叶片数、抛撒叶轮倾斜角、抛撒叶轮回转轴转速作为试验因素,对机具均匀抛撒叶轮机构进行优化试验。软件优化的最佳机具参数为:抛撒叶轮杆齿形打散叶片数为4排、抛撒叶轮倾斜角为向上倾斜15°、抛撒叶轮回转轴转速为1195 r/min,此时抛撒作业幅宽合格率和抛撒不均匀度的优化值分别为80.79%和9.24%,在此基础上进行了田间验证试验,调整到最佳参数时,抛撒作业幅宽合格率和抛撒不均匀度的实际作业平均值分别为80.84%和9.32%,满足作业要求,误差小、符合预期结果,说明仿真试验结果可靠且机具作业效果良好。