基于小型装载机容器苗植苗器的研究与设计

发布时间：2020-10-27 11:35

　　 容器苗因造林成活率高被广泛推广应用,其栽植机械化是发展的主要方向。目前国内容器苗栽植机械化程度较低。一般对造林区进行整地后,都由人工栽植。近几年,广西北海从芬兰引进了大型植苗器用于桉树容器苗的栽植。整套设备必须配套大型挖掘机,体积庞大,行动不灵活,作业及维修成本高昂。本文参考此类设备,基于ZL910C小型装载机设计了一套小型植苗器。整套设备工作原理与国外大型植苗装备相似,但整体尺寸和重量都大幅降低。本文所设计的植苗器主要由翻土系统、苗盘系统、植苗系统三大部分组成。翻土系统的功能是将土层翻新,为容器苗提供良好的生长条件。其构成包括了装载机的臂系、液压油缸和翻土铲板。本文分析了翻土系统运动情况,给出了三组油缸长度变化与翻土铲尖空间位置的关系式。设计了翻土铲结构,给出了翻土铲结构尺寸。对翻土铲在入土、破土、翻土三个阶段运动情况进行了分析。利用EDEM软件建立土层离散元模型,仿真并检验了翻土铲的翻土性能,通过仿真结果得出结论:翻土铲可以实现土壤翻新,以70°入土翻土效果较好。苗盘系统主要功能是存苗和取苗。本文对苗盘结构进行了设计。苗盘长0.85m,宽0.7m,一次可存放54棵容器苗。苗盘系统的苗杯布置形式采用链式布置。通过苗杯与苗盘摩擦实验,建议采用不锈钢板作为苗盘承载盘材料。对驱动电机进行选型,并设计了苗盘系统的控制电路。植苗系统的作用主要是栽植容器苗。植苗系统主要包括植苗杆系、鸭嘴机构、镇压机构以及液压油缸。本文对植苗系统结构进行了设计,给出了关键部件的结构尺寸。分析并给出了植苗机构、镇压机构动作位置与油缸长度变化的关系式。搭建了植苗系统液压回路,利用AMESim软件对回路进行仿真,验证了该液压回路的可行性。最后,本文对基于小型装载机的植苗器设计进行了展望,提出可在本文设计基础上,增加施水施肥功能,苗、水、肥余量监测报警功能,智能导航、植苗统计功能,以提高植苗器的植苗效率以及自动化、智能化程度。
【学位单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S776.2
【部分图文】：

我国已成为全球第二大木材消耗国[1]，木材对外依存度已经接近 50%；有学者预测，到 2020 年我国木材需求量将会达到 8.5~9.5 亿 m3，木材安全形势严峻[2]。随着“十三五”期间我国对天然林资源全面保护政策的实施（全面停止 7053 万 hm2国有天然林商业性采伐，并逐步实现 5907 万 hm2集体和个人天然林停伐）[3]，合理科学地发展人工林，尤其是像桉树林、杉木林这样的速生丰产林，成为了缓解我国木材紧缺，保障国家木材资源安全的重要手段。由于绿化造林事业的不断发展，我国容器育苗技术逐渐成熟。近年来，应用容器苗植苗造林已经成为一大趋势[4]，我国一些丰产经济林区已广泛采用容器苗栽植造林。容器苗优点较多，如：便于工厂化管理，抗逆性强、成活率高；栽后缓苗期短、成林快。但是，由于容器苗植苗作业工序复杂，作业环境恶劣，目前植苗的大部分工序仍需要依靠人工来完成。图 1-1 的 a、b、c 是人工植苗（桉树容器苗）作业的场景。

图 1-2 国外大型容器苗植树机Fig.1-2 Foreign large container seedling planter球化的发展，我国一些外资或合资林场开始引进并使用这类国外。如斯道拉恩索林业技术有限公司就在我国广西北海的桉树种植的容器苗植苗机来栽植桉树容器苗。图 1-3 是该设备及其所配套作业时的场景：

图 1-2 国外大型容器苗植树机Fig.1-2 Foreign large container seedling planter全球化的发展，我国一些外资或合资林场开始引进并使用这类国外先械。如斯道拉恩索林业技术有限公司就在我国广西北海的桉树种植基司的容器苗植苗机来栽植桉树容器苗。图 1-3 是该设备及其所配套的苗作业时的场景：
【参考文献】

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本文编号：2858470