【正文】 在制作畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我曾經(jīng)向老師們和同學(xué)們請教過不少的問題，老師們的熱情解答和同學(xué)們的熱心幫助才使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能較為順利的完成。在此特向?qū)熂跋嚓P(guān)人員表示衷心的感謝。 圖 振動(dòng)式精密播種裝置 結(jié)論 24 6 結(jié)論 本論文在綜述了國內(nèi)外水稻精密播種設(shè)備的工作原理及播種技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，圍繞水稻工廠化育秧播種流水線的排種器技術(shù)為研究對(duì)象，進(jìn)行了深入研究，采用振動(dòng)原理對(duì)振動(dòng)式精密播種裝置進(jìn)行了詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究，為進(jìn)一步成功研制更加完備的超級(jí)稻秧盤育秧精 密播種機(jī)奠定了良好基礎(chǔ)。 振動(dòng)式精密播種裝置三維設(shè)計(jì) 21 圖 勺式外槽輪 定量供種器結(jié)構(gòu)三維設(shè)計(jì)圖 定量供種器結(jié)構(gòu)如 (圖 )。 形槽板 圖 V 形播種盤結(jié)構(gòu)簡圖 采用梯形篩分板的原因是供種箱排種口的寬度和排種盤出口寬度均與秧盤播寬 B 秧 相等，為了防止供種箱排出的種子撒落于盤外，設(shè)計(jì)了后寬前窄結(jié)構(gòu)的梯形篩分板，起到接種和集種的作用，減少了兩側(cè)的彈跳溢種，另外也減小篩分板兩側(cè)壁對(duì)種子的摩擦阻力，使兩側(cè)的種子盡量分散前行，可保證前進(jìn)速度的均一性。由振動(dòng)板簧把排種盤懸吊在支架內(nèi)側(cè)，調(diào)整支架的安裝角度，可保證排種盤與水平面夾角 α1 在4176。與以往外槽輪供種箱不同的是振動(dòng)板支撐起種箱內(nèi)種子，使堆積在外槽輪充種區(qū)內(nèi)的種量比較小，僅是反 “S”形尾部部分，不是整個(gè)種 箱內(nèi)的種子，因此充種區(qū)內(nèi)的種子比較蓬松，也降低了外槽輪刮擦種子的強(qiáng)度，盡量避免了傷芽。 176。在定量供種試驗(yàn)基礎(chǔ)上，基于 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立定量供種模型。 電磁振動(dòng)器 對(duì)播種器的振動(dòng)，以往大部分都采用電磁振動(dòng)器來實(shí)現(xiàn) ，因受電壓頻率限制 (一般為 0～ 50Hz)，在實(shí)際使用過程中，頻率變化范圍比較小，多用于低頻場合，單個(gè)電磁鐵的往復(fù)振動(dòng)的產(chǎn)生，還需配備能使其復(fù)位的彈性機(jī)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)略顯復(fù)雜 (圖 )，雖然振幅和頻率可以調(diào)節(jié)，但電路設(shè)計(jì)較復(fù)雜，易受到干擾，影響振動(dòng)效果。 水稻秧盤育秧精密播種機(jī)總體配置 11 振動(dòng)器 圖 振動(dòng)式精密播種裝置結(jié)構(gòu)示意圖 振動(dòng)式排種器設(shè)計(jì) 12 3 氣動(dòng)振盤基本理論及振動(dòng)器選取 氣動(dòng)振盤排種的基本理論 如 (圖 )所示 ,采用勺式外槽輪供種存在脈動(dòng)，不太適合直接播種或者充種。氣動(dòng)振盤有V 形播種盤和充種平盤兩種形式，由氣動(dòng)振動(dòng)器產(chǎn)生振動(dòng)，對(duì)定量供種器排出的脈動(dòng)種子進(jìn)行篩分除雜，形成均勻分布的種子流，在保證水稻種子沿氣動(dòng)振盤運(yùn)動(dòng)條件下，重點(diǎn)進(jìn)行氣動(dòng)振盤排種速度優(yōu)化，同時(shí)給出種子流對(duì)播種均勻性的影響規(guī)律，確定不同種子流和供種量的排種氣動(dòng)振動(dòng)器壓強(qiáng)。 研究目標(biāo)與研究內(nèi)容 研究目標(biāo) 我國幅員遼闊，各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，秧盤育秧的條件差異較大，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)因地制宜選擇水稻育秧播種技術(shù)與裝備，針對(duì)不同水稻品種的育秧工藝要求，研制適當(dāng)?shù)难肀P育秧播種機(jī)。 用于插秧的毯狀盤技術(shù)研究方面，早期一直使用大田撒播育秧技術(shù)，現(xiàn)在主要使用毯狀盤排布于秧池內(nèi)，便于起秧和運(yùn)輸，秧毯比較規(guī)范，其形式主要為 600mm300mm國家標(biāo)準(zhǔn)毯狀盤。 70 年代后期，日本學(xué)者來我國傳播此項(xiàng)育秧技術(shù)，在其影響下 ,中國農(nóng)科院和廣東省農(nóng)科院先后引進(jìn)此項(xiàng)技術(shù)?？傊?，吸盤式的主流水線還是間歇作業(yè)，在保證充分吸種和吸盤穩(wěn)定攜種過程中，通常雙工位生產(chǎn)效率僅為 300盤 /h，生產(chǎn)效率不算高。 1．機(jī)械式播種裝置 緒論 5 水稻秧盤育秧機(jī)械式播種器主要以槽輪式、窩眼輪式、型孔式或凸頭式為核心工作部件，槽輪式屬于條播 (見圖 )，窩眼輪式 (見圖 )或型孔式 (日本三菱重工業(yè)株式會(huì)社的雙工位型孔式播種器 )屬于穴播，凸頭式 (見圖 )屬于撒播，從結(jié)構(gòu)形式可以看出，機(jī)械式播種器具有機(jī)構(gòu)簡單，造價(jià)低，生產(chǎn)率高等特點(diǎn)，但為保證充分充種，種槽的結(jié) 構(gòu)尺寸相對(duì)都比較大，播種量可達(dá) 2～ 7 粒 /穴 (或取秧面積 )，對(duì)播種量控制不算嚴(yán)格，而且傷種現(xiàn)象也比較嚴(yán)重，針對(duì)常規(guī)水稻的大排量育秧播種效果較為理想，也是國內(nèi)外應(yīng)用較廣的一類播種器。 2) 投種位置的準(zhǔn)確性 超級(jí)稻秧盤育秧播種技術(shù)不僅要求取種精量，而且還必須要求被取種子能準(zhǔn)確地投放到相對(duì)應(yīng)的秧盤穴孔內(nèi)，避免因竄穴而影響播種均勻性，精確控制秧盤位置，保證同步對(duì)中投種是研究的又一技術(shù)難點(diǎn)。為此，在水稻種植模式以育苗移栽為主體的基礎(chǔ)上，國家 “十一五 ”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目將 “水稻機(jī)械化技術(shù)研究與示范 (2021BAD28B01)”作為 “現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)和機(jī)械化耕作技術(shù)研究與示范 ”的關(guān)鍵課題之一，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。 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。Application of CATIA software, the establishment of a scoop ration and suppling device and the vibration of metering disc threedimensional modeling of parts and the assembly together。 結(jié)合水稻機(jī)械化種植的農(nóng)藝要求，在分析國內(nèi)外水稻秧盤育秧播種流水線特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，著重從精量取種、準(zhǔn)確播種等關(guān)鍵技術(shù)方面進(jìn)行了深入研究。 through the key technology research and application of design suitable for Tray Nursing Seedlings of rice precision seeding of the vibrating tray nursing seedlings of rice precision seeding device. The main results are as follows:Firstly, this paper introduces the position and working principle of the rice seedling factory seeding assembly, and to determine the vibration row the overall structure。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(dòng)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(duì)推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)具有重要意義。 近年來，我國水稻生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展很快，到 2021 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%。 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。 目前機(jī)械化種植技術(shù)在我國常規(guī)稻、雜交稻上有一定的應(yīng)用，但在超級(jí)稻方面尚處于探索階段，而國外還沒有出現(xiàn)超級(jí)稻機(jī)械化種植技術(shù)及裝備，極大限制了超級(jí)稻大面緒論 4 積推廣應(yīng)用的速度。1 粒 /穴 (或取秧面積 )； ② 生產(chǎn)率大于 450 盤 /小時(shí)； ③ 播種合格率大于 85%； ④ 播種空穴率小于 3%。 1 換向閥 2 氣源 3 吸針 4 氣室 5 球半徑 圖 吸針式吸種部 件結(jié)構(gòu)示意圖 緒論 7 水稻吸盤式播種器國內(nèi)外研究的比較多，對(duì)吸盤式播種器的結(jié)構(gòu)形式及其上的穴孔形狀、大小、小孔數(shù)量和孔徑的研究也多樣。水稻是 我國最主要的糧食作物之一，是單產(chǎn)（平均 ，即 414kg/）和總產(chǎn)都最高的作物，總產(chǎn)量近 2 億 t，占全國糧食總產(chǎn)的 40%，占世界稻谷總產(chǎn)的 35%，位居世界第一。 1985 年，黑龍江省牡丹江塑料三廠又生產(chǎn)了聚氯乙烯壓塑 406 孔育秧硬盤。 以傳統(tǒng)機(jī)械式播種器為核心技術(shù)的水稻育秧流水線，雖然具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低，能連續(xù)生產(chǎn)，效率高的特點(diǎn)，但由于其用種量大和落種隨機(jī)性大，播種均勻 性差，機(jī)械磨擦和擠壓作用易傷種等特點(diǎn)都是不可避免的缺陷，不易滿足超級(jí)雜交稻機(jī)播作業(yè)的精播、不傷種的農(nóng)藝要求，只能適用于常規(guī)稻和雜交稻的播種育秧作業(yè)。 圖 水稻秧盤育秧精密播種流水線總體結(jié)構(gòu)示意圖 振動(dòng)式精密播種裝置結(jié)構(gòu)及工作原理 振動(dòng)式精密播種裝置包括定量供種器和氣動(dòng)振盤。 如(圖 )所示。 為滿足均勻播種或穩(wěn)定充種的需要，本研究將采用簡諧直線振動(dòng)形式的氣 動(dòng)振盤系統(tǒng)，使水稻種子產(chǎn)生沿盤面下滑或拋擲運(yùn)動(dòng)。 振動(dòng)式排種器設(shè)計(jì) 15 a) 0 ≤ sinω t≤1 b) ? 1 ≤sinωt≤0 圖 種子在排種盤上的受力 如 (圖 )所示，在 xoy 坐標(biāo)系中，振動(dòng)體沿 x 方向和 y 方向的分位移方程為 Sx=ACosδ1sinωt， Sy=Asinδ1sinωt （ ） 式中： δ1 為振動(dòng)方向角， 對(duì)上式求導(dǎo)得速度方程為 Vx=AωCosδ1Cosωt， Vy=Aωsinδ1Cosωt， （ ） 同理加速度方程為 αx=Aω2Cosδ1sinωt， αy=Aω2sinδ1sinωt， （ ） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 4 振動(dòng)式精密播種裝置 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為滿足超級(jí)稻精量播種、少傷種的技術(shù)要求，本章將采用振動(dòng)原理對(duì)振動(dòng)式精密播種裝置 的基本理論及工作性能進(jìn)行研究和分析。 176。 2）橡膠彈性板 設(shè)于箱體內(nèi)的橡膠彈性板的前部貼附在勺式外槽輪的左右兩側(cè)和后方，其前方開口(圖 )，寬度與秧盤播寬 B 秧 相等，控制著外槽輪的充種區(qū)域，同時(shí)與外槽輪接觸，使其隨外槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)，促進(jìn)外槽輪充種。 r ≥b 3b≥r≥ ≥L+r≥ (ΔL+L+r)/π=D α=π/11 β=90176?！?10176。 圖 橡膠彈性板 勺式外槽輪的三維設(shè)計(jì)圖 外槽輪用于排種，外槽輪的周圈均布著勺形種槽，其截面為 “直線段 +圓弧線 ”構(gòu)成的“勺形流線 ”，在調(diào)節(jié)門柔性清種的作用下，槽輪的轉(zhuǎn)向有利于種子沿著勺形流線滑動(dòng)，并且順勢堆積于勺內(nèi)。范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，如 （ 圖 ） 。實(shí)現(xiàn)了水稻機(jī)械化秧盤育秧的播種作業(yè)過程，可以裝配流水線上，實(shí)現(xiàn)水稻工廠化育秧。導(dǎo)師的辛苦培育和細(xì)心教導(dǎo)，學(xué)生將永遠(yuǎn)銘記于心。 。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、一絲不茍的工作作風(fēng)、勇于創(chuàng)新的科研精神時(shí)時(shí)鞭策著我在治學(xué)、研究和工作中不敢有絲毫的懈怠。 4） 應(yīng)用 CATIA 軟件，建立了 勺式定量供種裝置和振動(dòng)排種盤的三維零件建模，并將其裝配在一起。由振動(dòng)板簧把排種盤懸吊在支架內(nèi)側(cè)，調(diào)整支架的安裝角度，可保證排種盤 與水平面夾角 α1在 4176。 定量供種器結(jié)構(gòu)三維設(shè)計(jì) 橡膠彈性板的三維設(shè)計(jì)圖 橡膠彈性板設(shè)于箱體內(nèi) ,其前部貼附在勺式外槽輪的左右兩側(cè)和后方， 其前方開口寬度與秧盤播寬 B 秧 相等，控制著外槽輪的充種區(qū)域，同時(shí)與外槽輪接觸，使其隨外槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)，促進(jìn)外槽輪充種。 根據(jù)氣動(dòng)振盤的功能不同，排種盤有 V 形播種盤和充種平盤兩種， V 形播種盤用于直接播種，而充種平盤是氣力式雙層滾筒播種器的充填區(qū)，起到振動(dòng)充種的作用，具體結(jié)構(gòu)和功能如下： 1） V 形播種盤設(shè)計(jì) V 形播種盤由梯形篩分板、調(diào)節(jié)板、 V 形槽板、上橫梁組成 (圖 )。通過試驗(yàn)證實(shí)，槽輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，充種不均勻現(xiàn)象十分明顯。 176。具體數(shù)據(jù)見表 。 a) b) c) d) 圖