【文章內(nèi)容簡介】 到 17000 億元，年均 1000 多億元。固定資產(chǎn)投資中，大部分將用于添置農(nóng)業(yè)機(jī)械。國務(wù)院辦公廳以國辦發(fā)[2021]65 號文轉(zhuǎn)發(fā)國家經(jīng)貿(mào)委、國家計委、財政部、農(nóng)業(yè)部等部門聯(lián)合簽署的《關(guān)于進(jìn)一步扶植農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)發(fā)展若干意見》，強(qiáng)調(diào)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的戰(zhàn)略地位和作用，又進(jìn)一步加大政策扶植力度。所有這些有利因素，構(gòu)成了“十五”至 2021 年農(nóng)機(jī)市場發(fā)展的基礎(chǔ)。 《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十個五年計劃和 2021 年遠(yuǎn)景目標(biāo)規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)地位，明確了全國農(nóng)業(yè)機(jī)械化及水田生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展目標(biāo)：到“十五”末和 2021 年，農(nóng)機(jī)化對糧食生產(chǎn)增長和農(nóng)業(yè)產(chǎn)值增長的貢獻(xiàn)率分別達(dá)到 15%和 20%，耕種收綜合機(jī)械化水平達(dá)到 60%和 70%。 2021 年以來，國家又連續(xù)出臺了一系列鞏固和加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)地位、增加農(nóng)民收入和扶持糧食生產(chǎn)的政策，特別是“三補(bǔ)一減”政策，對激發(fā)農(nóng)民種糧積極性和增加農(nóng)民收入起到了重要作用。購機(jī)補(bǔ)貼政策作為“三補(bǔ)一減”政策中的一項重要內(nèi)容，得到了社會的普遍關(guān)注，深受農(nóng)民歡迎。這項政策的落實工作已經(jīng)取得了顯著成 效。據(jù)統(tǒng)計，全國地方各級財政共畢業(yè)設(shè)計（論文） 機(jī)械手式水稻缽秧行拋機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 17 投入購機(jī)補(bǔ)貼資金 億元，帶動農(nóng)民投入 20 億元，共補(bǔ)貼購置各類農(nóng)機(jī)具 10 萬多臺套。隨著這項支持力度的進(jìn)一步加大， 2021 年全國農(nóng)機(jī)行業(yè)的購買力將進(jìn)一步增強(qiáng)。 （ 2）隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，土地經(jīng)營規(guī)?；?、集約化的發(fā)展，農(nóng)民也逐步認(rèn)識到傳統(tǒng)的高強(qiáng)度農(nóng)業(yè)耕作栽培方式已經(jīng)制約了水稻生產(chǎn)的發(fā)展，關(guān)鍵要實現(xiàn)水稻栽培的“輕型化”和品種結(jié)構(gòu)的“優(yōu)質(zhì)化”。水稻生產(chǎn)實施機(jī)械化，能提高勞動生產(chǎn)率，減輕勞動強(qiáng)度，提高農(nóng)資利用率，降低生產(chǎn)成本，增加種稻收益，提高稻谷商品率，實現(xiàn)大米提前上市。由于水 稻種植（栽插）的季節(jié)性要求非常強(qiáng)烈，一些地區(qū)的農(nóng)民在水稻插秧季節(jié)，想爭分奪秒趕農(nóng)時，受到小麥、水稻機(jī)收跨區(qū)作業(yè)的啟示，各地農(nóng)民也期盼著實現(xiàn)插秧機(jī)械化，一些種田大戶和農(nóng)機(jī)專業(yè)戶的誕生顯示出農(nóng)民對水稻栽插機(jī)械化的渴求。 水稻拋秧機(jī)的方案設(shè)計 水稻拋秧機(jī)的總體設(shè)計構(gòu)想是：水稻通過塑料軟盤工廠化育秧后進(jìn)行機(jī)械手拋秧，水稻拋秧機(jī)主要要解決的問題是有序化栽植和穴盤中秧苗的自動供給。因此本設(shè)計在仿人工拋秧過程研究的基礎(chǔ)上設(shè)計了機(jī)械手式有序拋秧機(jī)，該機(jī)可自動完成從穴盤去除秧苗并按照固定的行距、株距進(jìn)行有序栽植。 、 水稻拋秧機(jī)的設(shè)計要求 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中的設(shè)計目標(biāo)：采用缽體育水稻秧盤直接撥取作業(yè)，作業(yè)時要求機(jī)械提供秧盤的橫向進(jìn)給和縱向進(jìn)給，橫向進(jìn)給和縱向進(jìn)給的畢業(yè)設(shè)計（論文） 機(jī)械手式水稻缽秧行拋機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 18 誤差分別為177。 3mm。生產(chǎn)率為 30~50 畝 /日， 8 行，株距 12mm,行距 300mm,育秧盤株距 22mm,行距 24mm。分析得出： 1）水稻插秧機(jī)應(yīng)包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)。 2）插秧頻率 120 次 /min。 3）插秧深度 10~25mm 之間。 4）發(fā)動機(jī)功率 ，轉(zhuǎn)速 2600r/min,傳動機(jī)構(gòu)始末傳動比 i=26。 5) 對移箱機(jī)構(gòu)（送秧機(jī)構(gòu)）的設(shè)計要求： ，要求保證取秧準(zhǔn)確、均勻。 。 ，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，必須使用可靠、耐久。 、 水稻拋秧機(jī)的 方案設(shè)計 發(fā)動機(jī) 行走動力總成 萬向節(jié)傳動軸 拋秧托盤總成 縱向進(jìn)給系統(tǒng) 機(jī)架總成 機(jī)械手滾筒總成 行走輪 畢業(yè)設(shè)計（論文） 機(jī)械手式水稻缽秧行拋機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 19 船板 工作傳動箱 、 工作原理及其動作分解 機(jī)械手式水稻缽秧行拋機(jī) 其 基本結(jié)構(gòu)如上圖所示，該機(jī)的工作過程是：將整體缽苗育秧盤放在托盤上，并沿托盤斜平面向前推至定位點(diǎn)，由縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)將育秧盤自動定位后，機(jī)械手滾筒總成開始轉(zhuǎn)動，在到達(dá)拔苗位置之前秧鉗受開閉凸輪控制自動打開，當(dāng)秧鉗轉(zhuǎn)至其軸線與盤面垂直位置時鉗口沿單穴秧苗兩側(cè)插入，與此同時 擋鐵使開閉凸輪轉(zhuǎn)動，秧鉗迅速閉合夾緊秧苗并縮回，縮回過程中拔出秧苗，待轉(zhuǎn)過 180176。后鉗口通過擋鐵迫使開閉凸輪轉(zhuǎn)動而打開，將秧苗拋入田間，完成一次單株拋秧過程。 在滾筒 7 的統(tǒng)一截面上沿圓周均布一組秧鉗 10 個，沿軸向排列 4組，當(dāng)?shù)谝粋€秧鉗取秧后，秧盤 隨同托盤橫向移動一個穴距，將第二珠缽苗送至取秧位置，此時第二個秧鉗重復(fù)第一個秧鉗的動作，依次循環(huán)。當(dāng)機(jī)械手滾筒回轉(zhuǎn)一周后，同一截面上 10 個秧鉗俊完成第一次拔秧和拋秧的動作，此時第一行秧苗別拋完，托盤恰好移至側(cè)向的終點(diǎn)，通過短點(diǎn)的擋鐵使縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)動作，將秧盤沿著托盤向下進(jìn)給一個縱向行距，使第二行秧苗處于被拔秧的位置，依次完成第三第四行直至整盤秧苗 全部拋完。為保證連續(xù)拋秧，除了靠機(jī)械手總成之外，主要還靠縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)和橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu) . 水稻拋秧機(jī)的方案論證 水稻拋秧機(jī)的總體設(shè)計包含了育秧穴盤、縱向進(jìn)給、橫向進(jìn)給、機(jī)械手滾筒、凸輪等部件組成，本論文中將一一闡述，不盡之處，請指導(dǎo)： 畢業(yè)設(shè)計（論文） 機(jī)械手式水稻缽秧行拋機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 20 、 育秧穴盤的設(shè)計論證 傳統(tǒng)的 育秧穴盤 是用塑料制作的軟盤，穴孔呈上大下小的倒圓錐臺形，穴孔呈三角形交錯布置，這種布置當(dāng)時的特點(diǎn)是充分節(jié)約秧盤空間，使單個秧盤內(nèi)能更多的布置秧苗，適用于人工作業(yè)；但對于機(jī)械自動從秧盤內(nèi)拔掉秧苗拋植技術(shù)來說，這種布置方式增加了機(jī)械的難度成本；因此本文中根據(jù)機(jī)械化作業(yè)，設(shè)計了矩形的秧盤，這種秧盤的穴孔更適合機(jī)械作業(yè)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下圖： 育秧盤穴孔底部正中開 2mm 小孔，穴盤上共有 400（ 25*8）個穴孔；這樣秧盤從中間橫向縱向分為四個部分，每個部分有 8 行秧苗，下面機(jī)械手一次夾持 8 行秧苗徐與此對應(yīng)；秧盤上兩個秧學(xué)中心距為 22，這是因為考慮到機(jī)械手夾持機(jī)構(gòu)的寬度受限 。 、 機(jī)械手行拋機(jī)構(gòu)工作原理 裝有秧苗的育秧盤由工人放在送樣機(jī)構(gòu)上，按下控制按鈕機(jī)械手開始工作。首先由送秧機(jī)構(gòu)將育秧盤中的秧苗送到拔秧苗裝置位置， 機(jī)械手夾畢業(yè)設(shè)計（論文） 機(jī)械手式水稻缽秧行拋機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 21 持機(jī)構(gòu)插入育秧盤中的秧苗并拔起，一次夾持 9 穴位，在轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的同時育秧盤另一側(cè)的機(jī)械手做同樣的動作夾持，兩個機(jī)械手將先后有序的將各自負(fù)責(zé)部分的秧苗拔起并送至相應(yīng)落秧滑道中，秧夾打開的同時，秧苗沿著滑道落下定植于田間。本機(jī)構(gòu)中所涉及的機(jī)械手機(jī)構(gòu)有兩個方向的活動能力，其包括水平送秧動作和垂直的拔苗動作，采用的夾持機(jī)構(gòu)為夾子型，夾持機(jī)構(gòu)的開啟與閉通過電磁鐵西河一個楔形塊作升降運(yùn)動來實現(xiàn)；機(jī)械手的工作原理示意圖如下： 秧盤 機(jī)械手夾持機(jī)構(gòu) 滑道機(jī)構(gòu) 秧苗由送秧機(jī)構(gòu)送到位后機(jī)械手開始動作，夾持機(jī)構(gòu)處于打開狀態(tài)，水平運(yùn)動機(jī)構(gòu)左移，帶動機(jī)械手夾持機(jī)構(gòu)從一行秧苗側(cè)邊行間距間插入，水平移動到一定位置后電機(jī)停下來，夾持機(jī)構(gòu)電磁鐵通電，楔塊上升，加持機(jī)構(gòu)在彈簧作用下夾住秧苗，垂直運(yùn)動機(jī)構(gòu)上升，拔起秧苗到位后電機(jī)停，水平運(yùn)動機(jī)構(gòu)移動到滑道一定位置，垂直運(yùn)動機(jī)構(gòu)下行過程中夾持機(jī)構(gòu)電磁鐵斷電，夾持機(jī)構(gòu)打開，秧苗落入滑道中沿著滑道固定位置落入田間。如此反復(fù)一個動作，完成一個周期的拋秧動作 . 、 橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu) 橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用是驅(qū)動秧盤托盤，連同秧盤一起產(chǎn)生左右雙向連畢業(yè)設(shè)計（論文） 機(jī)械手式水稻缽秧行拋機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 22 續(xù) 進(jìn)給運(yùn)動，從而使每個機(jī)械手能順序且連續(xù)工作，其工作原理見圖 3?；瑮U 4與秧盤托盤 5為剛性聯(lián)接。雙聯(lián)滑套 3的一端套在螺旋凸輪軸 1上，并由凸輪銷 2將二者聯(lián)接在一起，凸輪銷 2在凸輪軸槽內(nèi)可以沿槽滑動；雙聯(lián)滑套 3的另一端固定在滑桿 4上。當(dāng)雙向螺旋凸輪軸 1轉(zhuǎn)動時，凸輪銷精槽滑動，并帶動滑桿 4移動。凸輪軸 1轉(zhuǎn)一周，滑桿 4移動一個螺距 (22ram)，滑桿再帶動托盤 5也移動相同的距離，此距離也正是秧盤中缽苗的株距。由于機(jī)械手滾筒的同一圓周均布 10只秧鉗，因此凸輪軸 1轉(zhuǎn) 10轉(zhuǎn)，滾筒轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)。凸輪軸的兩端各有一個 180。的直槽，將雙向螺旋連接并封閉。凸輪銷移至兩端部時，停留一段時間，然后再向反向滑動。在兩端停留時．正是秧盤縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)作縱向進(jìn)給運(yùn)動的過程。當(dāng)凸輪銷反向滑動時，反向進(jìn)給開始，從而實現(xiàn)了單向轉(zhuǎn)動、雙向且定距連續(xù)進(jìn)給的運(yùn)動 . 、 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu) 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的任務(wù)是當(dāng)前一行秧苗被拔完后，即當(dāng)托盤移至左或右端點(diǎn)時，能及時將秧盤向前進(jìn)給一行。其動作是靠兩端擋鐵撞擊杠桿 2實現(xiàn)的畢業(yè)設(shè)計（論文） 機(jī)械手式水稻缽秧行拋機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 23 (圖 4)當(dāng)杠桿 2受擋鐵撞擊時，杠桿的另一端向下拉動滑板 5及板簧 6．使板簧 6向下移動 +通過其端部推動步進(jìn)輪 7轉(zhuǎn)動，步進(jìn)輪輪齒撥動秧盤方 L使之向前移動一個行距．將第 2行秧苗送至第 1行被拔完的位置。當(dāng)托盤回程時，杠桿 2離開擋鐵，在彈簧 3的作用下自動回位。此時，板簧 6也隨之上升卡人第 2個齒槽中。為了防止板簧在回位過程時帶動步進(jìn)輪反轉(zhuǎn)．設(shè)置了彈性定位桿 9，保證板簧 6的正常工作及準(zhǔn)確進(jìn)給。杠桿 定位桿 滑板 5和板簧 6均裝在機(jī)架 1上，機(jī)架連同步進(jìn)輪軸固定在秧盤托盤的背面 。 拋秧部分需完成的動作主要有： ①機(jī)械手滾筒相對于凸輪的回轉(zhuǎn)， ② 凸輪使機(jī)械手伸縮桿勻速直線上升， ③ 開閉凸輪的回轉(zhuǎn)， ④ 機(jī)械手鉗口的啟閉等 其中機(jī)械手回轉(zhuǎn)速度與機(jī)車前進(jìn) 速度之比可控制拋秧株距；開閉凸輪控制機(jī)械手鉗口的打開拋秧、閉合夾苗動作，該動作的速度和時間可通過改變傳動比及調(diào)整擋鐵位置來分別控制；而凸輪的曲線形狀和機(jī)械手伸縮桿端部形狀及支撐形式等定量參數(shù)，則需要反復(fù)實驗及精確計算才能確定 . 畢業(yè)設(shè)計（論文） 機(jī)械手式水稻缽秧行拋機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 24 、 傳動部件的選擇和分析 、齒輪傳動裝置 齒 輪傳動是應(yīng)用非常廣泛的一種機(jī)械傳動，各種機(jī)床的傳動裝置中幾乎都有齒輪傳動。在數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)中采用齒輪傳動裝置的目的有兩個。一是將高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)矩的伺服電機(jī)（如步進(jìn)電機(jī)、直流和交流伺服電機(jī)等）的輸出改變?yōu)榈娃D(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩的執(zhí)行件的輸入；另一是使?jié)L珠絲杠和工作臺的轉(zhuǎn)動慣量在系統(tǒng)中專有較小的比重。此外，對于開環(huán)系統(tǒng)還可以保證所要求的運(yùn)動精度。 為了盡量減小齒側(cè)間隙對數(shù)控機(jī)床加工精度的影響，經(jīng)常在結(jié)構(gòu)上采取措施，以減小或消除齒輪副的空程誤差。如采用雙片齒輪錯齒法、利用偏心套調(diào)整齒輪副中心距或采用軸向墊片調(diào)整 法消除齒輪側(cè)隙。 與采用同步齒形帶相比，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動鏈中采用齒輪減速裝置，畢業(yè)設(shè)計（論文） 機(jī)械手式水稻缽秧行拋機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 25 更易產(chǎn)生低頻振蕩，因此減速機(jī)構(gòu)中常配置阻尼器來改善動態(tài)性能。 、 帶傳動 帶傳動時一種應(yīng)用很廣泛的機(jī)械傳動。帶傳動又主動輪，從動輪和適度張緊在兩輪上的封閉環(huán)傳動帶組成，它時利用傳動帶作為中間的擾性件，依靠傳動帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運(yùn)動的。 、 鏈傳動 鏈傳動是由閉合的撓性環(huán)形兩條和主，從動輪說組成，鏈輪時特殊齒形的齒，依靠鏈輪輪齒的鏈節(jié)的嚙合來傳遞運(yùn)動和動力，鏈傳動時屬于帶有中間撓性的嚙合傳動。 、 蝸桿傳動 蝸桿傳動是用來傳遞空間年交錯軸之間的運(yùn)動與動力，一般兩軸交角為 90176。 所選傳動方式為齒輪傳動（根據(jù)總體方案選定）。 、 滾珠絲杠螺母副 為了提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度、定位精度和防止爬行，必須降低數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦并減少靜、動摩擦系數(shù)之差。因此，形成不太長的直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)常用滾珠絲杠副。 滾珠絲杠副的傳動效率高達(dá) 85%98%，是普通滑動絲杠副的 24 倍。滾珠絲杠副的摩擦角小于 1176。 ，因此不自鎖。如果滾珠絲杠副驅(qū)動升降運(yùn)動（如主軸箱或升降臺的升降），則必須有制動裝置。 滾珠絲杠的靜、動摩擦系數(shù)實際上幾乎沒有什么差別。它可以消除反畢業(yè)設(shè)計（論文） 機(jī)械手式水稻缽秧行拋機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 26 向間隙并施加預(yù)載，有助于提高定位精度和剛度。滾珠絲杠由專門工廠制造。 數(shù)控加工時，需將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動，故采用絲杠螺母傳動機(jī)構(gòu)。數(shù)控機(jī)床上一般采用滾珠絲杠，它可將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，滿足進(jìn)給系統(tǒng)減少摩擦的基本要求。該傳動副傳動效率高，摩擦力小，并可消除間隙，無反向空行程；但制造成本高，不能自鎖，尺寸亦不能太大，一般用于中小型數(shù)控機(jī)床的直線進(jìn)給 。 滑動絲杠螺母副用于舊機(jī)床的數(shù)控改造、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床等；滾珠絲杠螺母副用于中、高檔數(shù)控機(jī)床；靜壓絲杠螺母副用于高精度數(shù)控機(jī)床、重型機(jī)床。 滾珠絲杠螺母副滾珠循環(huán)方式常用有兩種：外循環(huán)與內(nèi)循環(huán)。 所以選擇滾珠絲杠傳動部件。 、導(dǎo)軌的選擇與設(shè)計 導(dǎo)軌的主要功能是導(dǎo)向和承載。導(dǎo)軌使運(yùn)動部件沿一定的軌跡運(yùn)動，從而保證各部件之間的相對位置精度。導(dǎo)軌主要由機(jī)床上兩個相對運(yùn)動部件的配合而組成一對導(dǎo)軌副，其中，不動的配合面稱為支承導(dǎo)軌，運(yùn)動的