水稻是中國主要糧食作物,作為高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)作物近幾年發(fā)展迅速,但僅依靠擴大種植面積提升總產(chǎn)并不是有效的生產(chǎn)途徑。與此同時,過量施用農(nóng)藥、化肥致使其在土地與大米中殘留量過高,難以滿足人們對高品質大米空前的需求。針對上述情況,中國農(nóng)藝專家提出了能解決水稻農(nóng)藥、化肥殘留過高,實現(xiàn)綠色有機生產(chǎn)的水稻寬窄行栽培農(nóng)藝;以及能夠大幅度提高單產(chǎn)、擴大“稻花香”等精品糧種植區(qū)域的水稻缽苗移栽技術兩種農(nóng)藝措施。作者基于兩種農(nóng)藝的優(yōu)點與優(yōu)勢,將二者結合,提出了水稻寬窄行缽苗移栽種植模式,但由于沒有相關技術裝備的支撐,目前未能大面積推廣應用。國內外現(xiàn)有的移栽裝備僅能單一的完成水稻寬窄行種植或水稻缽苗移栽作業(yè):國內的系列水稻寬窄行裝備仍為插秧作業(yè),存在傷根等問題;而水稻缽苗移栽裝備均為等行距作業(yè)(包括國外的日本頂出式水稻缽苗移栽機,其結構復雜,綜合成本過高,難以在中國推廣;國內的雙曲柄水稻缽苗移栽機,由于核心桿機構振動較大、效率低,不能滿足高效作業(yè)要求;其他研究院所提出的各種方案又均未能產(chǎn)業(yè)化)。因此,急需對水稻寬窄行缽苗移栽技術與裝備進行研究與開發(fā)。同時為滿足中國對步行式移栽機型市場的巨大需求,該文提出了一種體型...

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
英文摘要
1 引言
    1.1 研究目的與意義
        1.1.1 水稻寬窄行種植技術
        1.1.2 水稻缽苗移栽農(nóng)藝優(yōu)勢
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀及趨勢分析
        1.2.1 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 機型分析
        1.2.3 研究發(fā)展趨勢及難點
    1.3 研究方案的選擇
        1.3.1 論文研究內容
        1.3.2 論文研究路線
2 斜置回轉式水稻寬窄行缽苗移栽機構的理論建模與運動學分析
    2.1 水稻寬窄行缽苗移栽機構的軌跡和姿態(tài)要求概述
        2.1.1 移栽軌跡形成的機理分析
        2.1.2 水稻寬窄行缽苗移栽軌跡與姿態(tài)基本設計要求
    2.2 斜置回轉式水稻寬窄行缽苗移栽機構實現(xiàn)方案與工作原理
        2.2.1 水稻寬窄行缽苗移栽實現(xiàn)方法
        2.2.2 斜置式水稻寬窄行缽苗移栽機構工作原理
        2.2.3 夾秧和推秧機構機理分析與選擇
    2.3 不等速行星輪系運動學特性分析
        2.3.1 非圓齒輪節(jié)曲線設計
        2.3.2 不等速行星輪系運動學分析
    2.4 斜置式寬窄行傳動傾角分析
    2.5 本章小結
3 斜置回轉式水稻寬窄行缽苗移栽機構的參數(shù)優(yōu)化
    3.1 目標特性分析與運動學目標要求
    3.2 目標函數(shù)的建立與分析
        3.2.1 取秧角和推秧角以及移栽臂相對轉角
        3.2.2 秧苗夾緊點軌跡切線方向與所取秧苗夾角
        3.2.3 夾緊點至缽體表面距離與完全取出缽苗直線段距離
        3.2.4 缽苗輸送與秧箱距離
        3.2.5 栽植點和行星輪殼體分別與地面距離以及軌跡高度
        3.2.6 齒輪模數(shù)
        3.2.7 寬窄行斜取秧不發(fā)生干涉
    3.3 各參數(shù)對運動學目標的影響
        3.3.1 參數(shù)方程水平方向參數(shù)對目標的影響
        3.3.2 參數(shù)方程豎直方向參數(shù)對目標的影響
        3.3.3 不同機構參數(shù)對目標的影響
    3.4 優(yōu)化設計軟件的開發(fā)與優(yōu)化算法介紹
        3.4.1 優(yōu)化設計軟件介紹與開發(fā)
        3.4.2 軟件優(yōu)化流程與優(yōu)化設計參數(shù)結果
        3.4.3“參數(shù)導引”啟發(fā)式優(yōu)化算法介紹
    3.5 本章小結
4 斜置回轉式移栽機構的結構設計與虛擬樣機仿真
    4.1 斜置式傳動機構的結構設計
    4.2 非圓行星輪系移栽機構的結構設計
        4.2.1 行星輪系非圓齒輪副的設計
        4.2.2 移栽臂部件定位裝置設計
        4.2.3 夾秧與推秧機構的設計
    4.3 移栽機構的運動學仿真驗證
        4.3.1 變型設計軟件的開發(fā)與介紹
        4.3.2 移栽機構三維模型建立
        4.3.3 ADAMS運動學動態(tài)仿真與驗證
    4.4 本章小結
5 斜置回轉式水稻寬窄行缽苗移栽機構性能試驗研究
    5.1 核心工作部件物理樣機加工與裝配
        5.1.1 移栽臂殼體 3D打印技術的應用
        5.1.2 零件的機加與裝配效果
    5.2 試驗臺架與整機系統(tǒng)構建
        5.2.1 核心工作部件動力連接設計
        5.2.2 行走輪相對位置改進
        5.2.3 寬窄浮板設計
    5.3 水稻缽盤育秧
        5.3.1 育秧準備
        5.3.2 閉鎖式水稻工廠育秧
    5.4 核心部件運動學與性能驗證試驗
        5.4.1 高速攝影軌跡與姿態(tài)驗證
        5.4.2 取苗與栽植驗證試驗研究
    5.5 本章小結
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術論文



本文編號：3802487