【正文】 體建模 20 零件 20 播土裝置總裝圖 21 5 結(jié)論 22 參考文獻(xiàn) 23 致謝 25 1 緒論 課題背景 水稻的生產(chǎn)情況及意義在世界糧食安全中占有極其重要的地位的糧食作物是水稻。亞洲是世界最大的水稻種植區(qū)，世界水稻總產(chǎn)量的92％來自于亞洲，美國是北美的主要水稻生產(chǎn)國，歐洲最大的水稻生產(chǎn)國是意大利。中國是世界上最大的水稻生產(chǎn)國，水稻年平均種植面積約3000萬公頃，占全國谷物種植面積的30％左右，世界水稻種植面積的20％左右；水稻也是我國最主要的糧食作物之一，稻谷總產(chǎn)量近2億噸，占全國糧食總產(chǎn)的40％，占世界稻谷總產(chǎn)的35％，／公頃，我國有近60%的人以稻米為主食，～，同時水稻深加工產(chǎn)業(yè)也日益興起，例如一種高檔營養(yǎng)保健食用油是由米糠油加工而成的，在美國市場上價格是橄欖油的3倍，而且其中還富含人體所需的多種維生素、工業(yè)用原料及飼料，進(jìn)行多種產(chǎn)品精深加工，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，加工后的副產(chǎn)品的價值已引起世界各國的重視，因此水稻生產(chǎn)在推動世界的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面占有重要地位。 水稻是我國種植面積最大、單產(chǎn)量高、總產(chǎn)最多的糧食作物，水稻生產(chǎn)在我國糧食生產(chǎn)中占有極其重要的地位。加快發(fā)展水稻生產(chǎn)的機(jī)械化，減輕水稻生產(chǎn)的勞動強(qiáng)度，降低生產(chǎn)成本，增加產(chǎn)量和收益，是提高水稻綜合生產(chǎn)能力，保障我國糧食安全的一項(xiàng)戰(zhàn)略措施，對推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和社會主義新農(nóng)村建設(shè)具有重要意義。目前，美國、意大利、日本、韓國的水稻生產(chǎn)機(jī)械化水平均已達(dá)到97%以上，實(shí)現(xiàn)了水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化。國內(nèi)外的實(shí)踐證明，水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)： 1)效率高 ；機(jī)拋效率是人拋的25倍，是人力插秧的120倍；機(jī)直播人均生產(chǎn)率比手插高30倍；聯(lián)合機(jī)械化收獲作業(yè)效率是人工的40～60倍。 2)省工節(jié)本 水稻機(jī)械直播比人工栽插可節(jié)省成本約750元/公頃；機(jī)械栽插比人工手插平均節(jié)約成本450元/公頃左右；機(jī)械收獲較人工收獲節(jié)省成本300元/公頃。 3)減少損失、增產(chǎn)增收 聯(lián)合機(jī)械化收獲總損失率低于5%，比人工收獲減少損失8%左右；％，提高單產(chǎn)375公斤/公頃以上；低溫干燥可減少霉?fàn)€損失4%以上。 4)提高稻米品質(zhì) 水稻機(jī)械化能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，按照農(nóng)藝技術(shù)要求精確控制各環(huán)節(jié)作業(yè)質(zhì)量，為無公害米、綠色大米、有機(jī)米生產(chǎn)提供保障。 因此，大力推進(jìn)水稻生產(chǎn)機(jī)械化，是解決水稻生產(chǎn)勞動力短缺問題，抵御自然災(zāi)害的影響，增強(qiáng)水稻生產(chǎn)防災(zāi)減災(zāi)能力，保障水稻生產(chǎn)增產(chǎn)增收，穩(wěn)定水稻生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)節(jié)本增效，提高水稻生產(chǎn)的勞動生產(chǎn)率和水稻綜合生產(chǎn)能力，保證糧食安全，增加農(nóng)民收入的現(xiàn)實(shí)之需，迫切之舉。發(fā)展水稻生產(chǎn)機(jī)械化，改善農(nóng)民生產(chǎn)條件，提高農(nóng)民生活質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)村勞動力向二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，是加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程，促進(jìn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展，推動水稻主產(chǎn)區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和社會主義新農(nóng)村建設(shè)的必然要求。近年來，我國水稻生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展很快，到 2007 年水稻總體水平約為 %左右，總體趨勢是南方比北方低，農(nóng)村比農(nóng)墾低，黑龍江墾區(qū)水稻綜合機(jī)械化水平達(dá) 84%。但與三大谷物比較偏低(小麥生產(chǎn)機(jī)械化水平已達(dá) 81％，玉米生產(chǎn)綜合機(jī)械化水平為 40%)，其中種植和烘干機(jī)械化水平明顯偏低，從 2004 年以來。根據(jù)全國水稻生產(chǎn)機(jī)械化十年發(fā)展規(guī)劃(2006 年～2015 年)的目標(biāo)：水稻優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)機(jī)械化水平達(dá)到 70％以上，基本解決種植與收獲兩個環(huán)節(jié)機(jī)械化問題，有條件的地方應(yīng)率先實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化，而且到2020 年全國基本實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化，為了實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，水稻種植機(jī)械化需要大力發(fā)展。 水稻生產(chǎn)機(jī)械化現(xiàn)狀及目標(biāo)年份整地水平種植水平田間管理水平收獲水平烘干水平總體水平2004——%————————2005——%——%————2006——————%————200760%8%50%35%10%%201070%20%——55%——50%201585%45%——80%——70% 水稻的主要種植模式及分布區(qū)域進(jìn)入20世紀(jì)中期，隨著世界水稻種植業(yè)的發(fā)展，水稻種植機(jī)械化取得了長足的進(jìn)步，種植模式日趨多樣化，直播與育苗移栽成為水稻種植機(jī)械化的兩種主要形式。 直播是美國、澳大利亞、意大利以及其它一些歐洲國家水稻種植的主要形式，它具有作業(yè)效率高，勞動強(qiáng)度低，生產(chǎn)作業(yè)成本低，尤其是節(jié)省水資源等顯著特點(diǎn)，因此適合于大規(guī)模種植。 育苗移栽是亞洲水稻種植的主要形式，主要包括插秧、拋秧等方法。日本水稻插秧機(jī)械科技水平一直走在世界的前列，20世紀(jì)80年代，日本全國基本形成了統(tǒng)一的水稻栽培模式，育秧、插秧機(jī)械已實(shí)現(xiàn)了系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，到1990年水稻種植機(jī)械化水平達(dá)到98%。韓國起步較晚，但機(jī)械化發(fā)展迅速，已有趕超日本的趨勢，1996年機(jī)插面積達(dá)種植面積的97%，泰國也已基本實(shí)現(xiàn)插秧機(jī)械化。 在種植模式上雖然國外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家均實(shí)現(xiàn)了單一的機(jī)械化模式，如美國、澳大利亞、意大利實(shí)現(xiàn)了直播機(jī)械化，日本、韓國選擇了以機(jī)械插秧為主的移栽機(jī)械化；而我國則由于稻作區(qū)域及其相應(yīng)的種植制度差異，沒有統(tǒng)一種植模式，種植模式處于多樣化。如新疆、寧夏、上海、浙江以直播為主，內(nèi)蒙、黑龍江、吉林、遼寧等省以機(jī)械插秧為主，機(jī)插秧面積在60%左右，而湖北、江蘇等省有較大的拋秧面積。 我國水稻各種植模式的種植面積情況水稻種植模式直播拋秧插秧種植面積14%26%60%由于我國人多地少，田塊小，多熟制生產(chǎn)，受傳統(tǒng)精耕細(xì)作的影響，目前大部分稻區(qū)仍然采用人工種植技術(shù)，移栽所育秧苗絕大部分是通過人工經(jīng)驗(yàn)撒播，秧盤育秧播種的機(jī)械化水平基本為零。為此，在水稻種植模式以育苗移栽為主體的基礎(chǔ)上，提出了水稻種植機(jī)械化的發(fā)展重點(diǎn)將以機(jī)械插秧為主，在適宜地區(qū)發(fā)展精少量機(jī)械直播和缽體苗機(jī)械有序移栽、拋栽，水稻機(jī)械化育秧將以精密播種技術(shù)為基礎(chǔ)，采取軟(硬)盤育秧等田間低成本秧盤育秧技術(shù)，在育秧季節(jié)氣溫較低的北方稻區(qū)采用簡易設(shè)施(棚盤)育秧技術(shù)，有條件的地區(qū)發(fā)展育秧中心，開展工廠化育秧的規(guī)?；?wù)。 水稻種植技術(shù)的多樣性我國不僅水稻的種植模式多樣，而且各地適宜種植的水稻品種也有很大差異，浙江、江蘇、湖南等省是國內(nèi)擁有水稻品種較多的省份，按照水稻品種的不同可歸為三類：常規(guī)稻、雜交稻、超級稻。在精密播種時，受水稻發(fā)芽率λ 影響，不同水稻品種的秧盤育秧播種量要求也不一樣，其播量φ 與成秧率ρ 的關(guān)系一般為 φ = λρ。 不同水稻品種秧盤育秧播種的精度要求水稻品種常規(guī)稻雜交稻超級稻播種量Φ粒/穴（或取秧面積）5～82～42177。1成秧數(shù)ρ株/穴（或取秧面積）3～62～31～2 所設(shè)計的播土裝置的目的與意義水稻工廠化育秧是水稻機(jī)械化生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，主要包括播床土、播種、覆表土、噴水和壓實(shí)等工藝過程，而播種作業(yè)一直被認(rèn)為是育秧生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，多年以來，人們對播種作業(yè)進(jìn)行了不斷地研究和完善，播種精度得到了不斷地提高。但是，播床土和覆表土作業(yè)在育秧生產(chǎn)中也很重要，床土和表土的厚度會影響秧苗質(zhì)量。隨著水稻育秧技術(shù)的不斷提高，不僅對播種作業(yè)提出了更高的要求，對播床土和覆表土的技術(shù)要求也越來越高，保證播覆土厚度及其均勻度已成為保證秧苗質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。 在傳統(tǒng)的育苗生產(chǎn)中，由于稻種的需求量比較大，播種的數(shù)量較多，且所用秧盤的穴坑較大，對播床土和覆表土的要求不十分嚴(yán)格，但是，如果播土厚度不均勻，將會導(dǎo)致秧苗不齊，秧苗質(zhì)量降低。我國現(xiàn)有的播土裝置播土厚度均勻性不高，且容易堵塞而排土量不穩(wěn)定，不能滿足水稻育秧的要求。 為此，本文的研究內(nèi)容，主要目的是提高播土厚度均勻度。 播土裝置國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀播土裝置是育秧設(shè)備的重要組成部分，主要由土箱、排土結(jié)構(gòu)、傳動結(jié)構(gòu)、土量控制裝置、土壤導(dǎo)流結(jié)構(gòu)等部分構(gòu)成，而排土結(jié)構(gòu)是播播土裝置的核心部分，根據(jù)排土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為平皮帶式、槽輪式（直槽輪和螺旋槽輪）、大直徑波紋滾筒、刮板式等排土結(jié)構(gòu)以及泥漿鋪土裝置。 國外研究現(xiàn)狀國外育秧用播土裝置通常采用平皮帶式、平皮帶與槽輪混合式排土結(jié)構(gòu)。如日本久保田株式會社生產(chǎn)的 SR500A 型育秧播種機(jī)、韓國國際育秧播種機(jī)，它們播播土裝置均采用的是平皮帶式排土結(jié)構(gòu)，日本田中瑞樹等人研制的播種機(jī)的播播土裝置采用的是平皮帶和槽輪混合式排土結(jié)構(gòu)，土箱中的土壤通過槽輪定量排到平皮帶上，再通過平皮帶將土壤送入秧盤中，通過改變槽輪的轉(zhuǎn)速改變播播土量，另外還可以減小平皮帶所承受的土壤重力，避免了平皮帶過度拉長。機(jī)架上有導(dǎo)向輪，秧盤放在導(dǎo)向輪上，導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)動，帶動秧盤平穩(wěn)地向前移動。 國內(nèi)的播土裝置通常采用平皮帶式、直槽輪式排土結(jié)構(gòu)（圖 ），其中采用平皮帶式排土結(jié)構(gòu)較多。圖 直槽輪橫斷面示意圖 國內(nèi)研究現(xiàn)狀黑龍江農(nóng)墾興隆機(jī)械廠與省農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)業(yè)工程研究所聯(lián)合研制的2BPS300 型水稻育秧播種機(jī)，哈爾濱市農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所張晉棟、楊曉明等人研制的 2BDY500型水稻育秧盤播種機(jī)，趙軍、王智敏等人研制的2BYLS320 型水稻秧盤聯(lián)合播種機(jī)，以及廣東省科利亞公司生產(chǎn)的育秧系統(tǒng)，它們的播土裝置都采用的是平皮帶式排土結(jié)構(gòu)