育苗移栽是旱地作物生產過程中的一個重要環(huán)節(jié),具有高產穩(wěn)產、對氣候補償和提高土地利用率等綜合效益。目前國內作物移栽主要依靠人工和半自動移栽機移栽,國外發(fā)達國家已經普及半自動移栽機,并向全自動移栽機轉型。加大對自動取送苗系統(tǒng)的研究,實現(xiàn)取苗、輸苗和栽苗一體化全自動移栽對旱地移栽機的發(fā)展具有重要意義。本文針對目前我國移栽機自動化程度低、取送苗環(huán)節(jié)傷苗率高的問題,開展了缽體苗自動移栽機取送苗系統(tǒng)的研究。本文主要研究內容有:(1)對機構部分進行了設計,有穴盤步進移位機構設計,包括對苗盤托板聯(lián)動機構設計、苗盤固定架傾斜角度優(yōu)化和編碼器齒輪及齒條參數(shù)設計;成排頂-夾式取苗系統(tǒng)設計,包括頂苗機構設計、氣動苗夾的設計、驅動架動力學和運動學模型構建及結構參數(shù)優(yōu)化等;進行了接苗機構、撥苗機構、輸苗機構和落苗機構設計;(2)對取送苗系統(tǒng)氣電液控制部分進行了設計,包括移栽機液壓回路設計、氣動控制系統(tǒng)設計和控制系統(tǒng)流程圖設計;(3)進行了辣椒苗的力學性能試驗,包括辣椒苗缽體的承受頂力和承受拉力試驗;辣椒苗的物理特性研究,包括辣椒苗的株高、缽苗葉展寬、辣椒苗質量、缽體形狀、缽苗基質含水率等;單因素試驗,以綜合傷苗率和成功取苗率為目標,分別對頂苗氣缸壓力和夾苗氣缸壓力做單因素試驗;田間試驗,以漏苗率、重栽率、倒伏率、傷苗率和取送苗合格率為目標,對取苗頻率、輸送苗速度和移栽機前進速度進行三因素四水平的正交試驗。本文主要研究成果有:(1)設計了一種缽體苗自動移栽機取送苗系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠自動實現(xiàn)缽苗盤的固定和移位,能夠自動完成頂苗、夾苗、接苗、撥苗、輸苗和落苗等工作,能夠有效提高移栽作業(yè)質量,為移栽機自動化取苗提供了參考。(2)通過理論分析,建立了頂苗桿驅動架的運動模型,并轉化成MATLAB優(yōu)化方程的方式進行結構參數(shù)優(yōu)化,得到旋轉桿BO段長度為131mm,CO段長度為143 mm,CD段長度為80 mm,BO段和CO段夾角為128°。(3)針對辣椒苗進行了物理特性和力學特性研究,在此研究數(shù)據(jù)的基礎上對頂苗氣缸壓力和夾苗氣缸壓力進行了試驗優(yōu)化,得到最佳頂苗壓力和最佳夾苗壓力分別為0.4、0.25 Mpa。(4)對取苗頻率、輸送苗速度和移栽機前進速度進行了理論分析并得到三者之間的函數(shù)關系,進而對這3個因素水平進行優(yōu)化,得到4組最佳因素水平組合并進行了多指標正交試驗。試驗結果表明:當取苗頻率為7次/min、輸送苗速度為42 m/min、移栽機前進速度為20 m/min時,該系統(tǒng)取送苗質量最佳。
【學位單位】：中國農業(yè)科學院
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：S223.9
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究目的與意義
    1.2 國內外移栽機研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內移栽機研究現(xiàn)狀
            1.2.1.1 國內旱地移栽機發(fā)展歷程
            1.2.1.2 取苗機構研究現(xiàn)狀
            1.2.1.3 輸苗機構研究現(xiàn)狀
            1.2.1.4 落苗及栽植機構研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國外移栽機研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內容和方法
        1.3.1 研究內容
        1.3.2 研究方法和路線
    1.4 本章小結
第二章 取送苗系統(tǒng)結構設計
    2.1 取送苗系統(tǒng)整體結構設計
    2.2 穴盤步進移位機構設計
        2.2.1 穴盤步進移位機構總體設計
        2.2.2 苗盤固定架傾斜角度設計
        2.2.3 步進移位機構編碼器齒輪及對應齒條參數(shù)設計
    2.3 成排頂-夾式取苗系統(tǒng)
        2.3.1 整體設計
        2.3.2 集排式頂苗機構設計
            2.3.2.1 集排式頂苗機構整體設計
            2.3.2.2 頂苗桿機構設計
            2.3.2.3 頂苗桿支架設計
            2.3.2.4 頂苗桿動力連接架設計
            2.3.2.5 頂苗機構驅動架參數(shù)設計
        2.3.3 取苗機構設計
            2.3.3.1 取苗機構整體設計
            2.3.3.2 苗夾設計
    2.4 接苗機構
    2.5 撥苗機構
    2.6 輸苗機構
        2.6.1 輸苗機構整體設計
        2.6.2 減速箱設計
        2.6.3 輸苗桶傳送鏈設計
    2.7 落苗機構
        2.7.1 落苗機構整體設計
        2.7.2 落苗機構運動參數(shù)優(yōu)化
    2.8 本章小結
第三章 氣電液控制系統(tǒng)設計
    3.1 液壓回路設計
    3.2 氣動控制系統(tǒng)設計
        3.2.1 控制系統(tǒng)整體設計
        3.2.2 控制系統(tǒng)人機界面設計
    3.3 本章小結
第四章 樣機試驗與分析
    4.1 試驗條件
    4.2 試驗評價指標
    4.3 單因素試驗
        4.3.1 頂苗力試驗
        4.3.2 苗夾夾苗力試驗
    4.4 多目標正交試驗
        4.4.1 取苗頻率、輸送苗速度和移栽機前進速度的關系
        4.4.2 試驗指標和評價方法
        4.4.3 試驗結果與分析
    4.5 本章小結
第五章 全文結論
    5.1 結論
    5.2 論文主要不足
    5.3 后續(xù)工作的建議
參考文獻
致謝
作者簡歷

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 唐海洋;曹衛(wèi)彬;趙宏政;馬瑞;李華;劉嬌娣;;“8形”凸輪整排取苗機構運動學分析與仿真[J];農機化研究;2016年12期

2 王東洋;金鑫;姬江濤;賀智濤;顏華;;自動頂-夾式蔬菜穴盤苗取苗裝置設計與試驗[J];農機化研究;2016年10期

3 馬振;胡斌;馬亞朋;;移栽機穴盤苗定位取苗裝置的設計[J];農機化研究;2016年10期

4 王海洋;張偉;候永瑞;;玉米缽育移栽機自動供苗裝置設計及運動仿真[J];農機化研究;2016年06期

5 劉凱強;曹衛(wèi)彬;連國黨;李華;趙宏政;;穴盤苗自動移栽機苗盤輸送裝置的設計研究[J];農機化研究;2016年04期

6 何亞凱;李樹君;楊學軍;顏華;王薇;;凸輪擺桿式栽植機構運動分析及性能試驗[J];農業(yè)工程學報;2016年06期

7 高國華;馮天翔;李福;;斜入式穴盤苗移栽手爪工作參數(shù)優(yōu)化及試驗驗證[J];農業(yè)工程學報;2015年24期

8 李華;曹衛(wèi)彬;李樹峰;付威;劉凱強;;辣椒穴盤苗自動取苗機構運動學分析與試驗[J];農業(yè)工程學報;2015年23期

9 吳彥強;侯加林;趙潤華;劉中正;;傳送帶式蔬菜移栽機的設計與研究[J];農機化研究;2015年11期

10 孫慧;毛罕平;胡建平;韓綠化;嚴蕾;;自動移栽機雙臂式取苗機構運動學試驗分析研究[J];農機化研究;2016年03期

相關碩士學位論文 前3條

1 陳風;缽苗移栽機輸送、分苗系統(tǒng)的研究[D];石河子大學;2005年

2 王文明;2ZT-2型甜菜移栽機栽植過程的計算機輔助分析[D];內蒙古農業(yè)大學;2004年

3 胡軍;撓性圓盤式大蔥移栽機的優(yōu)化設計與試驗研究[D];中國農業(yè)大學;2003年

本文編號：2865225