油菜缽苗移栽機雙五桿栽植機構(gòu)設(shè)計與試驗.pdf

1、中國90％以上油菜種植集中于長江流域冬油菜區(qū)，前茬作物以水稻為主，通常是稻-油、稻-稻-油兩熟或三熟制的水旱輪作種植模式，茬口矛盾突出。生產(chǎn)中廣泛采用直播與移栽等多種方式，一般采用移栽方式，精耕細(xì)作，可實現(xiàn)高產(chǎn);特別是三熟制區(qū)域，為充分利用冬前光溫條件，彌補全年復(fù)種作物生長期不足，保證油菜產(chǎn)量，需在前茬作物成熟前先進(jìn)行田間育苗后移栽種植。現(xiàn)有油菜移栽機功能單一，對耕整地要求較高，機械化移栽作業(yè)前需拖拉機多次下地耕整，易造成土壤板結(jié)，且部

2、分機型對長江流域黏重土壤適應(yīng)性較差，以致于現(xiàn)有油菜移栽機械推廣困難。論文結(jié)合目前油菜直播機械化程度逐年提高，油菜精量聯(lián)合直播機在長江流域進(jìn)入大面積推廣應(yīng)用階段的現(xiàn)狀，提出一種掛接于油菜精量聯(lián)合直播機上使用的多功能復(fù)式作業(yè)油菜缽苗移栽機。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、砰_展了油菜適栽期機械化移栽植株形態(tài)特征測試分析與研究。應(yīng)用LA-S系列植物圖像分析儀進(jìn)行了適應(yīng)于油菜機械化移栽植株形態(tài)特征（苗長、苗幅寬、株形錐角、根長和根直徑）的系統(tǒng)測

3、試研究，根據(jù)測試結(jié)果分析確定了油菜缽苗移栽機鴨嘴式栽植器部分結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)合理設(shè)計區(qū)間。研究結(jié)果表明:不同油菜品種苗長、苗幅寬、株形錐角和根長差異顯著;油菜苗播種后28～40d適栽期內(nèi)植株形態(tài)特征服從正態(tài)或偏態(tài)分布;所構(gòu)建的播種后28～40d適栽期內(nèi)植株形態(tài)特征生長模型表明，不同油菜品種植株苗長、苗幅寬、根長和根直徑等特征隨生長時間增加呈正線性關(guān)系，平均相關(guān)系數(shù)為0.9736;株型錐角呈負(fù)線性關(guān)系，平均相關(guān)系數(shù)為0.9818。研究表

4、明，油菜移栽應(yīng)優(yōu)選適應(yīng)機械化移栽品種，并根據(jù)植株發(fā)育形態(tài)調(diào)整油菜苗移栽時間，實現(xiàn)油菜機械化移栽農(nóng)機農(nóng)藝融合。該研究為油菜缽苗移栽機結(jié)構(gòu)設(shè)計及其參數(shù)匹配研究提供依據(jù)。
　?、圃O(shè)計了一種作為副機架直接掛接于油菜精量聯(lián)合直播機的油菜缽苗移栽機，實現(xiàn)一次完成旋耕、施肥、開畦溝、移栽等作業(yè)環(huán)節(jié)。分析闡述了油菜缽苗移栽機整機結(jié)構(gòu)、工作原理和工作過程，確定了整機技術(shù)參數(shù)及性能評價指標(biāo)。
　?、茄兄屏艘环N油菜缽苗移栽機栽植機構(gòu)。分析確定了雙

5、五桿栽植機構(gòu)方案設(shè)計，建立了基于Pro/E的雙五桿栽植機構(gòu)三維實體參數(shù)化仿真模型，得出了較優(yōu)連桿尺寸參數(shù)組合;在此組合下雙五桿栽植機構(gòu)入土軌跡和出土軌跡具有較好的垂直度和重合度，栽植形成穴口較小，栽植株距為300mm，栽植軌跡高度為426.5mm，滿足油菜移栽農(nóng)藝要求;同時，開展了凸輪同步控制系統(tǒng)設(shè)計，確定了栽植凸輪上滾子接觸點與分苗凸輪上滾子接觸點對應(yīng)相位角差為144°，并開展了分苗和栽植同步分析。
　　⑷開展了油菜缽苗移栽機雙

6、五桿栽植機構(gòu)運動特性和軌跡分析，構(gòu)建了該機構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計模型，借助Matlab軟件開展了多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計模型求解和參數(shù)分析，并結(jié)合高速攝像技術(shù)開展了該機構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計模型與實際軌跡一致性驗證。結(jié)果表明:機組前進(jìn)速度為0.3m/s，栽植頻率為60株/min時，栽植株距為300mm，栽植軌跡高度為300mm;栽植深度在60-100mm之間時，栽植形成穴口小于0.91mm;栽植軌跡高度在200mm以下時，栽植軌跡豎直方向?qū)挾葹?2.8mm;

7、栽植階段鴨嘴器擺動角度在-2.3°至2.3°之間變化，栽植軌跡最低點鴨嘴器水平方向速度為0.04m/s，接近零速栽植;接苗階段鴨嘴器擺動角度在-2.4°至2.2°之間變化，鴨嘴器下降速度低于0.7 m/s，滿足油菜移栽要求，為移栽機設(shè)計中栽植機構(gòu)運動參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)確定提供了依據(jù)，并為實現(xiàn)特定功能軌跡的多桿機構(gòu)設(shè)計提供了有效途徑。
　?、商镩g試驗驗證了油菜缽苗移栽機結(jié)構(gòu)設(shè)計的可行性。試驗結(jié)果表明當(dāng)移栽機前進(jìn)速度為0.95 km/h，