Design of clamping-pot-type planetary gear train transplanting mechanism for rice wide-narrow-row planting

To design a clamping-pot-type wide-narrow-row pot seedling transplanting(WPST)mechanism with desired spatial beak-shaped trajectory and working posture,a new design method of planetary gear train transplanting mechanism(PGTM)with non-circular gears based on several key spatial poses(position and posture)was proposed.The PGTM was simplified to a spatial open-loop chain with two-revolute(2R)joints.The geometric constraint equations containing only the structural parameters of the chain were then established on the basis of the three key spatial poses,and the homotopy algorithm was used to obtain all the required parameters of the mechanism.In accordance with the parameters obtained,the relative angular displacement relation between the planet carrier and the transplanting arm was optimized,the trajectory of the mechanism was replayed,and the total transmission ratio was determined.The degree of freedom of the spatial 2R mechanism was reduced by attaching to the unequal gear pair,and the transmission ratio was distributed in accordance with the gear type to realize the design of a non-circular gear pitch curve.Lastly,a clamping-pot-type PGTM for rice WPST driven by the combination of planar non-circular and non-conical gears was designed,and virtual simulation and prototype test were conducted.Results showed that the simulation and prototype test trajectories were consistent with the desired trajectory.Under the operating speeds of 50 r/min and 90 r/min,the success rates of seedling picking were 95.32%and 90.15%,respectively,which verified the feasibility of the theoretical method.This method could provide a reference for the design of a spatial PGTM with nonuniform transmission.

取秧侧向零偏移的空间轨迹再生稻分插机构设计与试验

为了解决现有空间行星轮系式分插机构在再生稻宽窄行机械化种植取秧过程中出现侧向偏移量和侧向偏转角的技术难题,本文提出一种具有局部平面轨迹特性的空间轨迹不等速行星轮系机构,并开展基于取秧口和机构回转中心位置约束下的宽窄行分插机构综合研究。构建了基于关键位姿点(取秧起始点、取秧结束点、推秧点)的空间轮系机构运动综合模型,利用关键位姿点求解机构杆长参数与空间交错轴信息,并通过优选二杆相对角位移参数实现机构传动比分配。将不完全非圆齿轮副引入空间行星轮系机构,利用间歇机构锁止弧约束行星轴,实现机构取秧过程侧向零偏移量、侧向零偏转角的平面轨迹段。通过仿真分析与机构样机试验验证了机构实际作业性能与理论设计相一致,结果表明:分插机构取秧侧向零偏移量,取秧侧向零偏转角,推秧侧向总偏移量为50.24 mm、取秧角为5.18°、推秧角为71.56°、推秧侧向角为16.26°、插秧穴口宽度为22.43 mm、轨迹高度为289.76 mm,满足预期设计要求。最后通过田间试验验证,分插机构可实现等行距取秧口和既定机构回转中心下宽行(40 cm)与窄行(20 cm)间隔机插,满足再生稻宽窄行种植要求。

种植模式与密度互作对高粱冠层结构及生产潜能的影响

以辽宁省农业科学院高粱研究所选育品种辽糯22为材料,设置等行距种植与宽窄行种植两种种植模式,97 500株/hm2、10 500株/hm2、11 250株/hm2、12 000株/hm2等4个种植密度,测定分析农艺性状、冠层结构特征、干物质积累、产量及产量构成因素等指标。结果表明,提高种植密度增加了籽粒产量,降低了单穗粒重和千粒重,增加了高粱株高,降低了茎粗、穗长、茎叶夹角和叶片垂直率,与等行距种植相比,宽窄行种植模式叶片空间分布更合理,干物质积累和产量具有明显优势。

小麦“窄行宽幅”播种技术研究

为增加小麦单位面积产量,改造“窄行窄幅”小麦播种机开沟器进行“窄行宽幅”小麦播种生产实验,并布置小区实验,研究15cm行距内,随播幅增加小麦的产量变化。结果表明,“窄行窄幅”小麦播种机开沟器改造为“窄行宽幅”开沟器后,播幅平均宽度由2.6、2.9cm增加到了7.6cm,种子带占地面积平均增加176%。有限行距内,在一定播种量范围,随着播幅增加小麦单位面积产量增加,“窄行宽幅”播种比“窄行窄幅”播种的单位面积产量增加11.3%~17.3%,15cm行距内,播幅9cm和播幅12cm的单位面积产量之间差异不显著。研究发现,“窄行宽幅”播种产量增加的原因是,种子带占地面积增加,单株占地面积增加,大株数量及比例增加,小株数量及比例减少,且小株单株产量提高。固定行距、增加播幅,或者固定播幅、减小行距都是优化小麦播种的途径。在小麦机械播种时代,需要密切结合机械农艺,进一步完善行距及播幅研究,对“窄行窄幅”小麦播种机进行改良。

水稻宽窄行与均匀行栽培模式对比试验研究

为满足灯塔市水稻生产的需求,对东荒农场开展宽窄行栽培模式与传统均匀行栽培模式对比试验。研究表明,与传统均匀行栽培模式相比,辽梗香1号和盐梗219水稻品种应用宽窄行栽培模式增产超过10%,说明水稻宽窄行栽培模式较均匀行栽培模式更适合当地水稻栽培,可以达到增产增收的目的。

不均匀种植模式对辽宁省玉米产量的影响

为提升辽宁省玉米产量,从优化玉米群体结构和改善群体通风透光条件入手,针对玉米田间种植方式开展研究试验。示范宽窄行栽培、大垄双行栽培、比空栽培等不均匀种植模式,为构建密植高产玉米群体和挖掘玉米增产潜力提供依据。

宽窄行种植对高粱光合特性、产量和品质的影响

以辽粘3号为试验材料,在宽窄行种植条件下(宽行60 cm、窄行40 cm),设置3个种植密度105000株/hm^(2)(WL),112500株/hm^(2)(WM),120000株/hm^(2)(WH),等行距种植(50 cm,种植密度120000株/hm^(2))为CK,研究不同种植密度条件下宽窄行种植对高粱光合特性、农艺特性、产量和品质的影响。结果表明,不同处理叶片SPAD值综合得分和光合特性综合得分顺序为WL>WM>WH>CK。不同处理的株高、穗长、穗粒重和千粒重存在差异(P<0.05),其中WL处理的株高最高、穗长最长、穗粒重和千粒重最大。WL处理的产量与其他处理差异显著(P<0.05),两年平均产量8444.96 kg/hm^(2)。与CK相比,宽窄行种植可明显提高籽粒的单宁含量、淀粉含量和脂肪含量,但对蛋白质含量的影响较弱,WL、WM和WH处理的各品质指标差异不显著。相较于等行距种植,宽窄行种植可改善高粱叶片的光合性能,影响农艺性状和产量,在种植密度105000株/hm+2的条件下,辽粘3号宽窄行种植可在关中西部地区获得较大的产量优势。

垄型对高密度栽培烤烟生长和产质量的影响

为探讨宽窄行和大垄双行下高密度对烤烟产质量的影响,以烤烟品种云烟99为材料,设置了3个垄型(传统单行垄、宽窄行、大垄双行)、2个密度(常规密度1.65万株/hm^(2)和高密度2.25万株/hm^(2))共6个处理,分别为单行常规密度(CK)、单行高密度(T1)、宽窄行常规密度(T2)、宽窄行高密度(T3)、大垄双行常规密度(T4)、大垄双行高密度(T5),研究了不同处理对烤烟农艺性状、发病率、烤后烟叶经济性状和化学成分的影响。结果表明:垄型对旺长期的株高和茎围的影响较大,对圆顶期的株高、茎围、最大叶宽和最大叶面积具有显著的影响,3种垄型烤烟的叶面积系数均随着密度的增加而显著增加;在常规密度下,与CK相比,宽窄行和大垄双行处理能促进烟株生长,增加叶片、茎秆和根的干物质积累,减轻烟草黑胫病的发生程度,提高还原糖和总糖含量,协调烟叶化学成分,对提高烤烟的经济效益有一定的作用;在高密度下,宽窄行和大垄双行处理的烟草黑胫病发病更严重,总糖和还原糖含量较高,烟叶品质较好,但其产量和产值分别下降了237.00 kg/hm^(2)、17140.35元/hm^(2)和243.00 kg/hm^(2)、16061.70元/hm^(2)。综合各处理产量与产值情况表现为T2>T4>CK>T1>T3>T5,即宽窄行常规密度种植模式更适宜在汉中烟区推广。

宽窄行对汉中烟区高密度烤烟生长和产质量的影响

以云烟99为材料,结合汉中市西乡县的气候环境和耕作制度,设置了传统等行距常规密度栽培模式(CK)、传统等行距高密度栽培模式(T_(1))、宽窄行高密度栽培模式(T_(2))3个处理,研究了不同处理烤烟的农艺性状、干物质积累、外观质量、化学成分、产质量以及烤后烟经济效益的差异。结果表明:3个处理的农艺性状和干鲜重整体表现为CK>T_(2)>T_(1),T_(2)处理在一定程度上能缓解高密度栽培导致的烟株瘦弱长势的影响,高密度处理T_(1)和T_(2)会使单株鲜重和干物质积累减少,干重降低,其中T_(1)处理的降低效果显著;烟叶部位对3个处理的外观质量影响较大,中部叶外观质量最好,下部叶外观质量较差,上部叶外观质量较好;上部叶和中部叶化学成分的变化规律相似,T_(1)和T_(2)处理均具有糖高碱低的特点,化学成分的协调性均在适宜范围内;T_(1)和T_(2)处理的产量均高于CK,分别比CK提高了8.89%和14.81%,T_(1)和T_(2)处理的产值分别比CK提高了3.50%和16.84%。综上,T_(2)处理的综合效益最好,适宜在汉中烟区推广应用。

不同种植模式及种植密度对玉米生长的影响

为考察不同种植模式和种植密度对玉米株高、茎粗、叶片叶绿素相对含量(SPAD值)、产量等指标的影响,开展了田间试验。试验共设置6个处理,包括2种种植密度、3种种植模式(等行距、宽窄行、大等行距),以常规密度等行距处理为对照(CK)。结果表明:提高种植密度会降低玉米的茎粗、提高玉米的产量,其中增密等行距、增密宽窄行、增密大等行距处理的玉米产量分别比CK处理的提高25.0%、26.2%、12.3%;宽窄行种植模式可以减轻种植密度增加给玉米生长带来的不利影响。

霍城县小麦宽窄行与常规种植模式试验对比

针对粮食高产需求,明确小麦行距配置形式对小麦产量的影响,采取2BFX-24型号的24行悬挂式谷物种肥分离播种机,探究适宜的小麦行距配置形式,通过对比试验显示,采用宽窄行种植增产39.59 kg/667 m^(2),增收107元/667 m^(2),相比普通种植模式小麦宽窄行种植可在不增加投入的情况下,使小麦产量有所提升,因此宽窄行种植具有更好的经济收益。

钵苗宽窄行机插同步侧深施肥对水稻产量及经济效益的影响

本试验以水稻钵苗宽窄机插秧为载体,在贵州不同海拔、不同水稻生态区,开展水稻钵苗宽窄行机插同步侧深施肥、水稻钵苗宽窄行机插传统施普肥、水稻钵苗宽窄行机插一次性人工撒施缓释肥,三种不同施肥方式对比试验,探索钵苗宽窄行机插同步侧深施肥对水稻产及经济效益的影响。结果表明,钵苗宽窄行机插同步侧深施缓释肥水平均增产5~12 kg/667 m^(2),平均增收60~80元/667 m^(2),经济效益最好,建议开展试验示范推广。

大垄宽窄行免耕种植对土壤水分和玉米产量的影响

为了解决东北玉米小垄原垄免耕播种机具易掉入垄沟的问题,发挥宽窄行优势,加强农机农艺结合,该文提出了大垄宽窄行错茬免耕播种的作业思路。于2007-2009年在辽宁省苏家屯区垄作保护性耕作建立试验区,研究了大垄宽窄行免耕种植对土壤体积质量、土壤含水率、作物生长及水分利用效率的影响。试验结果表明:大垄宽窄行免耕种植模式能够改善土壤结构,增加土壤蓄水保水能力,其中在出苗期提高土壤水分9.39%～11.03%;与均行小垄免耕种植模式相比,大垄宽窄行免耕种植模式改善了玉米群体结构,促进了个体发育,增加了叶面积指数和干物质积累,作物产量提高了6.70%～9.49%,土壤水分利用效率提高了4.96%～8.56%,是东北地区一种较为理想的保护性耕作模式。

玉米宽窄行交替休闲保护性耕作的根系和光分布特征研究

为探明宽窄行交替休闲种植玉米产量变化的原因,在2007—2008年设置大田试验,比较研究了宽窄行和均匀垄两种耕作方式下玉米光合有效辐射和根系分布等指标的变化动态。结果表明：深松后（6月25日—9月20日）,宽窄行处理的土壤紧实度低于均匀垄处理,降低25.17%~52.04%,在0~45 cm不同土层间平均降低14.08%~53.16%,差异最大值出现在11~20 cm土层。在0~45 cm土层,均匀垄处理的根系干重在乳熟期和成熟期显著高于宽窄行处理,分别高13.47%和29.62%;但在根系垂直分布中,宽窄行比均匀垄处理显著增加了根系在深层土壤所占的比例,在15~30 cm土层,宽窄行和均匀垄处理在吐丝期、乳熟期和成熟期根系分布比例分别为6.59%、8.21%、9.00%和5.21%、7.48%、5.42%,在30~45 cm土层分别为2.30%、2.61%、3.24%和1.62%、2.53%、2.09%;不同品种和当年的降雨情况均会影响宽窄行模式下根系的生长。均匀垄处理中部透光率整体上低于宽窄行处理,6月18日、7月24日、8月29日宽窄行底部透光率分别比均匀垄处理高16.12%、5.15%、4.95%,差异达显著水平。因此,提高种植密度将有利于宽窄行处理截获更多的光合有效辐射,从而提高群体的光能利用率。

种植方式、密度、施肥量对玉米产量和肥料利用率的影响

采用裂区设计研究了种植方式、种植密度及施肥量对玉米产量的影响。结果表明:等行距种植的玉米产量均高于宽窄行种植;种植密度60000株/hm2的产量高于45000株/hm2;施肥增产作用明显,但施肥处理间产量差异不显著。种植方式和密度影响肥料效益和利用率。

步行式偏心—变位齿轮行星轮系宽窄行分插机构运动分析

为实现水稻宽窄行插秧,该文将偏心-变位齿轮行星轮系应用于步行式水稻插秧机分插机构中,并设计专用传动箱以满足水稻宽窄行插秧时秧针轨迹和姿态要求。分析了其结构特点和工作原理,建立了该机构运动学分析模型,编写了计算机辅助分析、仿真及优化程序,得到一组满足步行式宽窄行插秧的机构参数,建立了三维虚拟仿真模型,并在ADAMS中进行了虚拟试验,同时研制了样机并进行田间试验。试验结果表明宽行行距为403mm,窄行行距为197mm。虚拟试验和田间试验表明该分插机构满足步行式水稻插秧机宽窄行插秧的农艺要求。

宽窄行栽培对玉米生长发育及产量的影响

通过不同宽窄行栽培对玉米的产量动态进行分析。结果表明:宽窄行栽培有效改善了玉米的群体结构,改善了冠层的微环境,增加了中部冠层的透光率,促进个体生长发育,增加其LAI和干物质积累。宽窄行种植方式增加穗位叶的初始量子效率,使叶片能有效地利用弱光,改善玉米叶片的光合性能,最终提高玉米产量。

玉米宽窄行交替休闲种植根系分布规律研究

通过根钻法研究了宽窄行种植模式下玉米根系干重和空间分布。结果表明:在不同生育时期宽窄行深松处理根系干重高于宽窄行未深松处理,且在吐丝期和乳熟期达到显著水平。

玉米宽窄行交替休闲保护性耕种的土壤水分变化规律研究

通过采用玉米宽窄行种植、行间深松作业,结合不同方式秸秆还田的试验研究,明确了玉米宽窄交替休闲种植土壤水分变化的量化指标及在不同深松深度与宽度条件下土壤水分变化规律。试验结果表明,在吉林省中部地区,采用玉米宽窄行种植,行间进行深松作业,建立了土壤水库,可有效蓄积夏秋降雨。

种植方式对夏大豆鼓粒期叶片光合能力及籽粒灌浆特性的影响

选用黑河45号大豆为试验材料,在5.5×10~5株·hm^(-2)密度下,设置等行距:30 cm(A)、40 cm(B)、60 cm(C)和宽窄行:"15 cm+30 cm"(D)、"15 cm+15 cm+60 cm"(E)5种种植方式处理,研究不同种植方式下夏大豆鼓粒期叶片光合能力及籽粒灌浆特性。结果表明,宽窄行处理的蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)、叶面积指数(LAI)、光合势(LAD)比等行距处理分别增加16.92%~72.22%,12.50%~69.23%,7.73%~34.80%,1.13%~33.88%,5.87%~47.70%。宽窄行处理的籽粒阶段积累量、灌浆速率、灌浆持续时间平均值也高于等行距处理平均值。宽窄行处理的产量均高于等行距处理,宽窄行处理的平均产量比等行距处理的平均值增产24.51%。因此,宽窄行是促进复播大豆产量提高的最佳种植方式之一。