水稻钵苗膜上移栽机构优化设计与试验

发布时间：2020-11-12 14:11

　　 水稻钵苗膜上移栽是将水稻覆膜栽植与钵苗移栽技术相结合,可以使两种农艺优势叠加,实现真正意义上有机水稻的优质高产,有利于提升有机水稻种植的经济和生态效益。其中,水稻覆膜栽培技术是在稻田表面铺设地膜进行水稻移栽的一项高效、节水栽培技术,该技术具有提高地表温度,增加有效积温,提前生育期,增加有效穗数和有效防止水土流失等优点,并可解决在不使用化学除草剂的情况下,种植有机水稻除草的难题。水稻钵苗移栽技术,较插秧相比,具有不伤根、无缓苗期等优点,可以使秧苗低节位分蘖,增加有效分蘖,平均增产10%~20%。当前,我国对于全自动水稻膜上移栽装备的研究较少,所见报道大多为单功能覆膜、打孔、插秧装备或水稻覆膜插秧一体机,而水稻膜上移栽装备几乎没有采用钵苗移栽方式,无批量生产的成形机具进入市场。为了将水稻钵苗移栽与膜上栽植技术结合,提出了一种膜上开孔并实现水稻钵苗栽植的新型移栽机构,并有效避免因破膜与水稻栽植不同步而造成的秧苗损伤问题,为水稻膜上移栽机构的研究提供一种参考。本文研究的主要内容如下:(1)对机构进行创新设计,提出了一种水稻钵苗膜上移栽机构,采用非圆齿轮的不等速传动行星轮系与圆柱齿轮行星轮系相结合的方式,完成水稻钵苗膜上移栽机构的结构设计。由一个机构依次完成取苗、输送、破膜和栽植这一系列动作,作业效果良好。(2)分析了移栽机构的结构组成和工作原理,建立了移栽机构的运动学分析模型,分析了移栽机构破膜与移栽轨迹,得出各齿轮的转角和位移公式以及移栽臂与破膜刀具运动轨迹的解析公式。(3)借助Visual Basic6.0汇编语言,开发了水稻钵苗膜上移栽机构计算机辅助分析与优化设计软件。通过对机构的优化设计得到一组满足作业要求的较优参数,为移栽机构的结构设计提供理论基础。(4)以优化出的机构结构参数为参考依据,利用CAXA电子图板2015软件完成移栽机构零部件的二维图纸设计;在CATIA软件中建立移栽机构各部件的三维模型并完成机构模型的整体装配工作;通过ADAMS软件进行移栽机构的运动学仿真,完成虚拟样机仿真验证试验。(5)利用高速摄影技术完成对物理样机的轨迹验证试验,并与理论分析所得结果进行对比分析,验证移栽机构设计的合理性与正确性。在课题组现有试验台上完成机构的取苗试验以及膜上移栽的性能试验,进一步验证移栽机构性能的可行性。
【学位单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S223.9
【部分图文】：

a）破膜机构实物图 b）破膜机构结构图图 1-1 栽植臂带有破膜刀具的插秧机Fig. 1-1 Planting arm with a mulch slit cutting knife attached on the prototype transplanBernardo D. Tadeo 等人对洋马农机（株）生产的 RR40 型高速插秧机进行改造和研制如图 1-2 所示。采用更加安全的尼龙做为切割材料，能够在秧针栽植秧苗之前完成破膜夹板与秧针组件内侧固接，并与支撑切割臂衬套的枢轴销连接。切割臂的底部是可以

图 1-2 尼龙型破膜机构Fig. 1-2 Nylon cord-type mulch slit cutting mechanism研制可铺再生纸的插秧机[27]如图 1-3 所示，作业速度后，利用分插机构直接栽植，没有打孔机构，会影响水

图 1-3 覆纸插秧机Fig. 1-3 The paper mulching rice transplanter式会社生产的 MKP610 型地膜敷设插秧机如图 1-业，但由于装置机构较为笨重和复杂，悬挂在秧箱完成覆膜作业后，没有破膜机构，直接采用秧针。
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本文编号：2880834