煙苗移栽機栽植器的設計與仿真.pdf

1、我國煙苗培育方式主要為漂浮育苗的培育方式，通過在育苗盤里面填充基質(zhì)，然后將煙葉的種子播在育苗盤里，將育苗盤放置在溫室內(nèi)的營養(yǎng)液里，煙苗從營養(yǎng)液內(nèi)汲取養(yǎng)分生長，待煙苗生長到合適的時候再將煙苗移入大田中。但是人工移栽煙苗勞動強度大、耗費工時多，并且栽植株距、深度很難保持均勻，移栽質(zhì)量得不到保障，人均作業(yè)效率約為0.3畝/天，當采用機械化移栽時，人均工作效率可以提高到12畝/天。截至目前，我國實現(xiàn)機械化煙苗移栽的覆蓋率小，主要原因在于我國現(xiàn)有

2、的移栽機不能適應煙苗的農(nóng)藝要求，栽植效果不滿意，因此我國亟需設計一款針對煙苗移栽的栽植器來替代人工移栽。
　　本文設計的栽植器為鴨嘴式栽植器，針對漂浮育苗的特點，抽樣調(diào)查煙苗的物理性質(zhì)：煙苗基質(zhì)底部到煙苗頂端的高度、煙苗的重量和煙苗在自然狀態(tài)下煙葉散開的直徑，并計算得到平均值分別為15.6cm、15.3g、9.7cm；調(diào)研煙苗移栽的農(nóng)藝要求。初步確定栽植器的結(jié)構(gòu)，選取對栽植器作業(yè)效果影響較大的零件進行詳細設計，如鴨嘴、丫板、凸輪、

3、連接器。通過對鴨嘴進行有限元分析得到鴨嘴所受最大應力為9.4MPa，最大應變?yōu)?.48，最小使用壽命為1×107，驗證了鴨嘴的強度和使用壽命滿足實際工作的需要。
　　考慮到鴨嘴式栽植器的作業(yè)特點：鴨嘴式栽植器屬于半自動移栽機，需要人工喂苗，現(xiàn)有的喂苗裝置為投苗轉(zhuǎn)盤，為了避免產(chǎn)生漏苗現(xiàn)象需要工作人員集中注意力來喂苗。針對這種情況，設計了新型的具有防漏苗功能的投苗轉(zhuǎn)盤。主要是在投苗盤上設置正常投苗杯和備用投苗杯，通過紅外線檢測正常投苗

4、杯內(nèi)是否存在煙苗，當沒有煙苗時通過單片機控制投苗轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的方式，切換到備用投苗杯，并由蜂鳴器發(fā)出報警聲提醒工作人員及時補充正常投苗杯內(nèi)的煙苗，從而起到防止漏苗的作用。
　　建立鴨嘴式栽植器的簡化模型，得到鴨嘴的位移方程，通過對位移方程求導得到鴨嘴的速度方程，根據(jù)零速投苗原理分析鴨嘴水平方向速度的變化狀況，并引入特征參數(shù)，分析不同特征參數(shù)下的運動軌跡得出只有當1的時候才可以實現(xiàn)零速投苗。在1時的軌跡上分析不同位置投苗時候的狀況，得到

5、在OB段投苗時可以得到最佳的直立效果。通過選取不同運動參數(shù)進行正交實驗，得到栽植器的結(jié)構(gòu)尺寸，建立栽植器的三維模型并導入Adams進行運動學仿真，通過仿真分析得到鴨嘴在水平方向上的位移和速度變化曲線，得到移栽機最佳前進速度為0.4m/s，此時鴨嘴在水平方向上每個運動周期存在兩個個零速點，并且在零速點的附近鴨嘴在水平方向上的位移基本不變，保證了煙苗在投入苗穴內(nèi)的時候水平方向上的速度為零，符合零速投苗原理。
　　通過試制樣機，在皖南煙

6、區(qū)選取含水率為20％的粘質(zhì)土壤和含水率為15%的粘性土壤兩種典型的土壤進行試驗，得到栽植器在含水率較低的粘土上的作業(yè)效果更好，株距合格率為97%以上，立苗率在96%左右，漏苗率小于3%。而在含水率較高的粘質(zhì)土壤上的作業(yè)效果稍差，但是也能符合煙苗移栽的農(nóng)藝要求。對移栽的煙苗進行了為期一個月的成活率實驗，分別在第二天、第十天和一個月的時候?qū)熋绲纳L狀況進行觀察發(fā)現(xiàn)前兩次觀察煙苗成長狀況正常，前兩次觀察沒有出現(xiàn)異常狀況的煙苗，在最后一次觀察