【摘要】：膜上移栽技術(shù)廣泛應(yīng)用于蔬菜、煙草、甘薯、玉米、棉花等多種農(nóng)作物。膜上移栽機(jī)的技術(shù)發(fā)展也較為成熟。國內(nèi)外針對整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化和栽植機(jī)構(gòu)作業(yè)能力等方面的研究較多,但目前的移栽機(jī)覆土機(jī)構(gòu)多為純機(jī)械條形覆土。本研究針對條覆土存在的采光面不足、覆土質(zhì)量不高等問題,借鑒機(jī)電一體化技術(shù),開發(fā)了一種膜上移栽機(jī)穴覆土裝置及控制系統(tǒng)。本研究在覆土量等基本設(shè)計(jì)參數(shù)確定的基礎(chǔ)上,完成了關(guān)鍵部件及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),并制作了試驗(yàn)裝置,進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。具體的研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)設(shè)計(jì)方案的確定依據(jù)膜上穴覆土作業(yè)需求,在多方案對比分析的基礎(chǔ)上,按照分流控制的設(shè)計(jì)思想,提出了一種分流調(diào)節(jié)、變量控制、膜上同位穴覆土移栽機(jī)覆土機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。選擇鏈板式取、輸送土和葉輪式排土裝置,選用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力,利用光電傳感器獲取位置信息,將土拋送到移栽過程中打穴器出土環(huán)節(jié),借助打穴體對缽苗進(jìn)行保護(hù),并實(shí)現(xiàn)同位穴覆土。(2)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)參數(shù)確定在覆土量試驗(yàn)研究中,栽植深度為80mm和110mm時(shí),其覆土量均值分別為50ml和65ml;基于覆土量試驗(yàn),依次對排土輪、分流調(diào)節(jié)裝置、取輸土裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),排土量為167.6ml,分流比為1/5,取輸土量為838ml。(3)覆土性能試驗(yàn)為了便于對排土器性能進(jìn)行試驗(yàn)研究,搭建了排土器性能試驗(yàn)臺(tái),進(jìn)行了3個(gè)試驗(yàn):步進(jìn)電機(jī)準(zhǔn)確性試驗(yàn),確定電機(jī)型號(hào)為86BYG25D,并優(yōu)化了加減速程序;葉輪可靠性試驗(yàn)中,通過正交試驗(yàn)和SPASS軟件對試驗(yàn)結(jié)果分析,栽植深度為80mm時(shí),確定驅(qū)動(dòng)電壓U=30V、轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)R=3、定時(shí)中斷T=30μs時(shí)為最優(yōu)組合,拋出距離L=130mm,連續(xù)兩次有效體積V=105ml,U、R、T對L的影響性依次增強(qiáng),R、U、T對V的影響性依次增強(qiáng);霍爾傳感器安裝位置試驗(yàn)中,檢測位置在栽植機(jī)構(gòu)曲柄上,確定其安裝角度為???32,鴨嘴離地深度為15mm時(shí)開始動(dòng)作。(4)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)本研究采用光電傳感器周期性檢測連桿機(jī)構(gòu)磁鐵的位置,定位控制葉輪式覆土器的旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)覆土裝置與車速的自適應(yīng)調(diào)節(jié)。基于排土器的性能試驗(yàn)研究,完成了控制器、位置檢測模塊、驅(qū)動(dòng)模塊以及系統(tǒng)電源電路的設(shè)計(jì),并完成了軟件的編寫。(5)完成了傳動(dòng)軸的有限元分析在對傳動(dòng)軸受力分析的基礎(chǔ)上,通過Ansys對其強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核,分析得知在Ⅱ級(jí)鏈輪鍵槽處應(yīng)力最大為159.64Mpa,其安全系數(shù)為1.57;在帶輪軸附近應(yīng)變最大,為0.205401mm,其許用撓度為2.52mm。因此該軸設(shè)計(jì)合理。(6)試驗(yàn)驗(yàn)證完成了膜上移栽機(jī)覆土裝置與栽植機(jī)構(gòu)的對接,設(shè)計(jì)并制作了膜上移栽機(jī)試驗(yàn)臺(tái),并進(jìn)行了田間性能試驗(yàn)。試驗(yàn)得出:葉片傾角平均值為-3°,在有無分流調(diào)節(jié)裝置時(shí),凹凸不平地面作業(yè)覆土波動(dòng)量分別為17ml和91ml,在0.5m/s、0.8m/s、1.2m/s垂直距離分別為-13mm,8mm,16mm,在0.8m/s時(shí)的水平距離為5mm。重復(fù)試驗(yàn)結(jié)果表明覆土裝置和栽植裝置配合良好,可以實(shí)現(xiàn)性能要求。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S223.9

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周良墉;新型移栽機(jī)具集萃[J];農(nóng)機(jī)推廣;2000年03期

2 ;2Z—2型多用缽苗移栽機(jī)[J];江蘇農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝;2001年03期

3 ;新型半自動(dòng)棉花移栽機(jī)[J];江蘇農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝;2001年03期

4 ;2ZB—2型玉米移栽機(jī)[J];江蘇農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝;2001年03期

5 鄒琳娜;選購移栽機(jī)需要考慮的因素[J];農(nóng)村實(shí)用工程技術(shù)(溫室園藝);2004年11期

6 陳風(fēng),李志鑫,王維新,陳永成;移栽機(jī)落苗檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];石河子大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年05期

7 李其昀;魯善文;楊憲武;;吊籃式棉花移栽機(jī)的研究[J];農(nóng)機(jī)化研究;2006年04期

8 劉磊;陳永成;畢新勝;張茜;;吊籃式移栽機(jī)栽植器運(yùn)動(dòng)參數(shù)的研究[J];石河子大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年04期

9 李慧;;棉花移栽機(jī)的研究設(shè)計(jì)[J];安徽科技學(xué)院學(xué)報(bào);2008年05期

10 朱燕;;富來威移栽機(jī)被認(rèn)定為省高新技術(shù)產(chǎn)品[J];農(nóng)機(jī)質(zhì)量與監(jiān)督;2009年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 孫裕晶;馬成林;周德義;;組合振動(dòng)導(dǎo)苗筒式移栽機(jī)研究[A];中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)成立40周年慶典暨2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2003年

2 任珂珂;陳海濤;賴慶輝;趙作偉;;用于自動(dòng)移栽機(jī)的鏈?zhǔn)郊埨徰芯縖A];紀(jì)念中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)成立30周年暨中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)（CSAE 2009）論文集[C];2009年

3 孫裕晶;馬成林;周德義;;組合振動(dòng)導(dǎo)苗筒式移栽機(jī)研究[A];農(nóng)業(yè)機(jī)械化與全面建設(shè)小康社會(huì)——中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)成立40周年慶典暨2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2003年

4 孫榮國;李成華;張偉;;撓性夾盤式移栽機(jī)缽苗移栽直立度的試驗(yàn)研究[A];農(nóng)業(yè)工程科技創(chuàng)新與建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)——2005年中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集第一分冊[C];2005年

5 查躍華;;兩種型式油菜移栽機(jī)研制的應(yīng)用效果分析[A];第六屆中國農(nóng)機(jī)論壇暨第四屆亞洲農(nóng)機(jī)峰會(huì)、全國農(nóng)機(jī)流通杰出貢獻(xiàn)單位表彰大會(huì)、中國農(nóng)業(yè)機(jī)械流通協(xié)會(huì)四屆四次理事會(huì)文集[C];2006年

6 包春江;李寶筏;李永奎;;水稻缽苗有序移栽機(jī)氣吸投苗系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真[A];全面建設(shè)小康社會(huì)：中國科技工作者的歷史責(zé)任——中國科協(xié)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上）[C];2003年

7 孫松林;;小型煙草移栽機(jī)試驗(yàn)研究[A];中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)（CSAE 2011）論文摘要集[C];2011年

8 蔡樹檢;方文熙;張德暉;吳傳宇;唐莉娜;呂泉渠;;東南煙區(qū)煙葉缽苗移栽機(jī)投苗成穴機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[A];中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

9 胡軍;封俊;曾愛軍;;大蔥移栽機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[A];農(nóng)業(yè)工程科技創(chuàng)新與建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)——2005年中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集第一分冊[C];2005年

10 張曉文;劉文璽;程存仁;蔡福棟;王影;周雪青;;設(shè)施內(nèi)穴盤苗智能化移栽機(jī)的開發(fā)及應(yīng)用[A];中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 通訊員 閆志江;育苗移栽機(jī)在21團(tuán)試驗(yàn)成功[N];巴音郭楞日報(bào);2008年

2 閆志江;半自動(dòng)育苗移栽機(jī)在二十一團(tuán)試制成功[N];兵團(tuán)日報(bào)(漢);2008年

3 孫寅;玉米蔬菜移栽機(jī)在遼問世[N];農(nóng)民日報(bào);2000年

4 本報(bào)記者 何苗;移栽機(jī):初級(jí)階段進(jìn)行時(shí)[N];中國農(nóng)機(jī)化導(dǎo)報(bào);2010年

5 本報(bào)記者 楊秀峰;效率不高制約移栽機(jī)發(fā)展[N];中國縣域經(jīng)濟(jì)報(bào);2011年

6 本報(bào)記者 李樂 劉銘超;蔬菜移栽機(jī)面對市場很“忐忑”[N];中國農(nóng)機(jī)化導(dǎo)報(bào);2011年

7 朱燕;鏈夾式移栽機(jī)操作技術(shù)要點(diǎn)[N];中國農(nóng)機(jī)化導(dǎo)報(bào);2013年

8 本報(bào)記者 馬錚;煙草移栽機(jī)方興未艾 國外企業(yè)欲分享中國市場[N];中國農(nóng)機(jī)化導(dǎo)報(bào);2010年

9 通訊員 朱燕;富來威研發(fā)成功甜葉菊移栽機(jī)[N];中國農(nóng)機(jī)化導(dǎo)報(bào);2010年

10 通訊員 劉懷勝　曹志華;昌吉市移栽機(jī)播種試驗(yàn)成功[N];新疆日報(bào)(漢);2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 賴慶輝;鏈?zhǔn)郊埨徲缣鸩俗詣?dòng)高速移栽機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2011年

2 王石;撓性圓盤移栽機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

3 崔巍;旱地缽體苗自動(dòng)移栽機(jī)理論與試驗(yàn)研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

4 包春江;水稻缽苗空氣整根氣吸式有序移栽機(jī)的研究[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2002年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王俊軍;蔬菜缽苗移栽機(jī)關(guān)鍵部件的參數(shù)優(yōu)化、數(shù)字化設(shè)計(jì)及研制[D];浙江理工大學(xué);2010年

2 王曉東;水輪式打穴移栽機(jī)成穴機(jī)理及試驗(yàn)研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

3 裘利鋼;蔬菜缽苗自動(dòng)移栽機(jī)送苗裝置的設(shè)計(jì)與分析[D];浙江理工大學(xué);2012年

4 孫興凍;膜上開溝定植器的設(shè)計(jì)研究[D];石河子大學(xué);2015年

5 劉明峰;油菜缽苗移栽機(jī)雙五桿栽植機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

6 何亞凱;凸輪擺桿式缽苗移栽機(jī)構(gòu)性能研究[D];河南科技大學(xué);2015年

7 王明廷;大蔥移栽機(jī)快速投苗裝置的設(shè)計(jì)[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

8 紀(jì)海鵬;旋輪線行星輪系全自動(dòng)油菜缽苗移栽機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

9 陸澎;一種新型秧苗自動(dòng)移栽機(jī)研究與開發(fā)[D];天津大學(xué);2014年

10 付曉明;玉米植質(zhì)缽育移栽機(jī)栽植機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D];黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：2684763