近年來,傳統(tǒng)耕作方式引起的水土流失、揚(yáng)塵和沙塵暴天氣頻發(fā)、生態(tài)惡化等環(huán)境問題越來越引起人們的重視,保護(hù)性耕作技術(shù)是解決這些問題的重要措施之一。本文在分析國內(nèi)外保護(hù)性耕作的基礎(chǔ)上,針對我國水稻種植中用工多、人工成本高、南方稻區(qū)土壤含水率高、秸稈量大韌性強(qiáng)等問題,將保護(hù)性耕作技術(shù)和水稻精量直播技術(shù)相結(jié)合,借鑒保護(hù)性耕作中條帶旋耕理念,提出了一種雙列正置驅(qū)動(dòng)缺口圓盤破茬技術(shù),研制了水稻免耕精量旱穴直播機(jī),對水稻免耕精量旱穴直播機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及部件進(jìn)行了深入研究,包括測定了土壤相關(guān)參數(shù),對南方稻區(qū)水稻根茬復(fù)合體剪切特性進(jìn)行了測量和分析,在對三種破茬圓盤進(jìn)行離散元仿真和土槽試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種集雙列正置驅(qū)動(dòng)缺口圓盤破茬裝置,平行四桿仿形機(jī)構(gòu)、型孔輪式排種器和彈性地輪驅(qū)動(dòng)于一體的水稻免耕精量旱穴直播機(jī),進(jìn)行了田間性能試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn),取得的主要研究成果如下:（1）根據(jù)南方稻區(qū)保護(hù)性耕作技術(shù)的要求,對南方稻區(qū)的土壤物理特性進(jìn)行了測定,采用自制的剪切試驗(yàn)裝置對水稻根茬-土壤復(fù)合體進(jìn)行了剪切特性試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:極限剪切應(yīng)力與復(fù)合體的含水率呈二次多項(xiàng)式函數(shù)關(guān)系;與土壤容重呈冪函數(shù)關(guān)系;與根茬-土壤復(fù)合... 

【文章頁數(shù)】：205 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 前言
    1.1 研究背景和意義
    1.2 我國水稻種植機(jī)械化現(xiàn)狀
    1.3 國內(nèi)外水稻機(jī)械化直播技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀
    1.4 國內(nèi)外保護(hù)性耕作技術(shù)及機(jī)具的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.1 國外保護(hù)性耕作技術(shù)和機(jī)具的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 國內(nèi)保護(hù)性耕作技術(shù)和機(jī)具的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.3 保護(hù)性耕作技術(shù)在我國南方稻區(qū)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.4 保護(hù)性耕作技術(shù)在南方地區(qū)存在的問題
        1.4.5 機(jī)械化保護(hù)性耕作的作用和意義
    1.5 本課題的研究內(nèi)容及方法
        1.5.1 主要研究內(nèi)容
        1.5.2 研究方法與技術(shù)路線
    1.6 本章小結(jié)
第2章 水稻茬地土壤參數(shù)測定及水稻根茬-土壤復(fù)合體剪切特性試驗(yàn)研究
    2.1 研究區(qū)域自然概況
    2.2 水稻茬地土壤參數(shù)測定
        2.2.1 土壤顆粒大小的測定
        2.2.2 土壤含水率測定
        2.2.3 土壤容重
        2.2.4 土壤顆粒密度
        2.2.5 土壤孔隙率
        2.2.6 土壤內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦系數(shù)的測定
        2.2.7 土壤液塑限測定
        2.2.8 土壤堅(jiān)實(shí)度
        2.2.9 結(jié)果與分析
    2.3 水稻秸稈參數(shù)測定及切斷試驗(yàn)
        2.3.1 水稻秸稈參數(shù)測定
        2.3.2 水稻秸稈切斷轉(zhuǎn)速試驗(yàn)
    2.4 水稻根茬-土壤復(fù)合體結(jié)構(gòu)特征及剪切特性試驗(yàn)研究
        2.4.1 水稻根茬的外觀形態(tài)以及結(jié)構(gòu)特征
        2.4.2 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)方法及裝置
            2.4.2.1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)方法
            2.4.2.2 試驗(yàn)設(shè)備與裝置
            2.4.2.3 剪切極限測定
            2.4.2.4 試驗(yàn)方法
        2.4.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
            2.4.3.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)
            2.4.3.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.4.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析
            2.4.4.1 根土復(fù)合體含水率因素試驗(yàn)
            2.4.4.2 根土復(fù)合體的土壤容重因素試驗(yàn)
            2.4.4.3 水稻根茬直徑對極限切割力的影響
            2.4.4.4 切割位置對極限剪切應(yīng)力的影響
            2.4.4.5 剪切速度對極限剪切應(yīng)力的影響
            2.4.4.6 切刃刃角對極限剪切應(yīng)力的影響
            2.4.4.7 切刀形狀對極限剪切應(yīng)力的影響
            2.4.4.8 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 并列正置驅(qū)動(dòng)缺口圓盤破茬防堵裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)
    3.1 國內(nèi)外免耕播種機(jī)具破茬裝置的研究現(xiàn)狀
        3.1.1 免耕播種機(jī)發(fā)生堵塞的形式
        3.1.2 國外免耕機(jī)具防堵方案和防堵裝置
        3.1.3 國內(nèi)免耕機(jī)具防堵方案和防堵裝置
    3.2 水稻茬地破茬防堵裝置的設(shè)計(jì)與工作原理
        3.2.1 破茬裝置的初步選型和設(shè)計(jì)
        3.2.2 刀片運(yùn)動(dòng)分析
        3.2.3 驅(qū)動(dòng)破茬防堵裝置的功耗模型及其影響因素
            3.2.3.1 建立目標(biāo)函數(shù)
            3.2.3.2 破茬裝置功率計(jì)算
    3.3 破茬裝置的離散元仿真分析
        3.3.1 離散元方法在土壤切削中的應(yīng)用
        3.3.2 驅(qū)動(dòng)破茬裝置的離散元模型
    3.4 三種不同種類的圓盤破茬開溝性能土槽試驗(yàn)
        3.4.1 試驗(yàn)設(shè)備
        3.4.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.4.3 結(jié)果與分析
    3.5 稻茬地破茬裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化
        3.5.1 驅(qū)動(dòng)圓盤尺寸設(shè)計(jì)
        3.5.2 切割類型
        3.5.3 砍切與砍滑切
        3.5.4 圓盤刀滑切角的分析與設(shè)計(jì)
        3.5.5 驅(qū)動(dòng)圓盤刀安裝角度設(shè)計(jì)與分析及有限元分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 水稻免耕精量旱穴直播機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)
    4.1 稻茬地水稻免耕精量穴旱穴直播機(jī)的設(shè)計(jì)依據(jù)
        4.1.1 免耕栽培的農(nóng)藝要求
        4.1.2 免耕播種機(jī)工作要求
        4.1.3 水稻免耕精量旱穴直播機(jī)設(shè)計(jì)原則
    4.2 水稻免耕精量旱穴直播機(jī)工作原理與整機(jī)結(jié)構(gòu)
        4.2.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)
        4.2.2 工作原理
        4.2.3 主要技術(shù)參數(shù)
        4.2.4 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)
        4.2.5 傳動(dòng)設(shè)計(jì)
    4.3 水稻免耕精量旱穴直播機(jī)開溝播種裝置的選型與設(shè)計(jì)
        4.3.1 播種機(jī)開溝器概述
        4.3.2 開溝器工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.4 仿形機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.4.1 仿形機(jī)構(gòu)方案的確定
        4.4.2 水稻免耕精量旱穴播機(jī)平行四桿仿形機(jī)構(gòu)
        4.4.3 四連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定
    4.5 本章小結(jié)
第5章 水稻免耕精量旱穴直播機(jī)田間性能試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)
    5.1 水稻免耕精量旱穴直播機(jī)田間性能試驗(yàn)
        5.1.1 試驗(yàn)地塊情況
        5.1.2 破茬性能試驗(yàn)
        5.1.3 開溝性能試驗(yàn)
        5.1.4 排種器性能試驗(yàn)
        5.1.5 地輪滑移率試驗(yàn)
    5.2 水稻機(jī)械免耕精量直播對水稻生長發(fā)育的影響
        5.2.1 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)
        5.2.2 調(diào)查的項(xiàng)目和方法
        5.2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析
    5.3 水稻免耕精量旱穴直播機(jī)的田間生產(chǎn)試驗(yàn)
        5.3.1 廣東增城教學(xué)科研基地
        5.3.2 廣東惠州博羅水稻種植基地
        5.3.3 湖南省益陽市大通湖區(qū)千山紅農(nóng)場
        5.3.4 經(jīng)濟(jì)效益分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
        6.3.1 機(jī)械免耕直播水稻的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
        6.3.2 機(jī)械免耕水稻直播在生產(chǎn)應(yīng)該注意的問題
        6.3.3 研究的不足和建議
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀碩博學(xué)位期間科研活動(dòng)和發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3729743