玉米植质钵育移栽机秧箱机构的设计与试验研究

【摘要】玉米育苗移栽技术是提高玉米单产水平和品质的主要技术措施之一，目前国内玉米移栽生产机械化程度低、移栽机多为半自动、作业速度受限于人工取苗和喂苗速度、移栽质量不稳定，直接限制了这项技术的推广和应用；国外大多数全自动移栽机由于结构复杂，造价过高，以及国内外地理条件差异等因素影响导致无法应用。针对以上问题，本课题组以玉米钵育移栽技术为依托，以高速水稻插秧机工作特点为基础，研制了一种基于植质钵育技术的全自动玉米植质钵育苗移栽机。本文通过分析国外移栽机的发展趋势，总结国内半自动移栽机供苗方式的不足，结合高速水稻插秧机进给机构特点，设计了一种适用于玉米植质钵育苗移栽机的全自动供苗机构。该机构能实现自动补苗、连续进给的全自动过程，其结构简单，工作稳定可靠，弥补了国内半自动移栽机无法摆脱人工送苗的缺陷。本文主要研究内容和结论如下：（１）供苗机构的设计与研究根据玉米植质钵苗物理性状结合玉米育苗农艺要求，运用机构运动学原理对现有的多种横向、纵向移箱机构进行分析，设计了一种满足玉米植质钵苗物理特性与喂入量的全自动供苗机构。该机构主要功能包括螺旋轴滑块式横向供苗，拨叉棘轮式纵向补苗。建立该供苗机构数学模型，对其结构参数及运动机理进行深入分析与总结。（２）机构合理性检验利用SolidEdge、CAD等软件对供苗机构各零部件建模，在三维环境下对虚拟样机进行运动仿真分析，总结机构运动特点，校核理论参数，验证机构合理性。（３）试验分析建立样机试验台，以玉米钵苗直立度（倒伏率）为目标值，秧箱水平夹角、投苗垂直倾角、机车前进速度为影响因素，设计了供苗机构的二次回归正交旋转组合试验方案。利用SPSS软件分析了玉米植质钵育移栽机供苗机构主要参数对综合土壤条件下玉米植质钵苗直立度的影响规律，建立供苗机构主要参数与评价指标间的数学模型，分析因素交互作用计算各因素影响贡献度，并利用MATLAB对该模型进行优化求解最优值。得到了各因素影响贡献度为：投苗垂直倾角>机车前进速度>秧箱水平夹角，确保植质钵苗较高直立度的最佳组合参数：秧箱水平夹角22.5°，投苗垂直倾角13.14°，机车前进速度0.57m/s，最后经过试验验证与理论分析结果间的误差不超过10%，在允许范围内。
【作者】牛钊君；
【导师】张伟；
【作者基本信息】黑龙江八一农垦大学，农业机械工程，2014，硕士
【关键词】玉米植质钵育；供苗机构；设计；运动仿真；试验研究；

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