自走式大田水稻毯状秧育苗播种机的研究

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目前,插秧是我国主要的水稻移植方式。机械化插秧要求毯状秧苗健壮和分布均匀,而传统的手工播种作业很难满足秧苗均匀性的要求。因此,结合我国南方水田的特点,以及平盘育秧或双膜育秧的农艺要求,研究一种适宜平盘育秧或双膜育秧的宽幅、高地隙的自走式四轮驱动毯状秧育苗播种机,有利于提高毯状秧苗的均匀性和缓解劳动力短缺的矛盾,具有较高的科学与社会价值和应用前景。  本文通过对机插秧育苗播种技术进行技术经济分析,确定自走式大田毯状秧育苗的播种方案,结合机插秧育苗播种的农艺要求,对毯状秧育苗播种机的整机结构、四轮驱动方案和排种作业机构等进行了研究,主要成果如下:  (1)采用Pro/E软件建立了自走式大田水稻毯状秧育苗播种机各部件及整机的虚拟样机,并进行了结构分析,得出较为合理的设计方案。  (2)研制出一种宽幅外槽轮式水稻毯状秧育苗排种机构,分析了外槽轮式排种器的排种机理,应用matlab仿真分析了影响带动层排种量的各因素之间的关系,得出外槽轮式排种器播量稳定的最佳参数为闸板与外槽轮排种器之间的间隙约为种子宽度或厚度尺寸的2倍。  (3)设计了一种一泵多支路液压行走与作业装置驱动系统的方案,实现一泵与四个行走驱动马达之间的匹配和播种外槽轮驱动马达与行走马达之间的转速关联,满足播种机排种速度与行走速度相一致的要求。  (4)分析了汽油机、定量泵和行走驱动马达之间的动力匹配关系,设计了一种轮边减速装置,实现了播种机田间低速作业时汽油机与液压系统能够在较合理范围内工作。采用汽油机作为水田播种机动力的设计方案有利于播种机轻量化。  (5)分析了定量泵-定量马达行走驱动系统在工况转换时的平顺性,并检测了起步时播种机运动加速度值,得出定量泵-定量马达行走系统在工况转换时平顺性较差并将影响到播种均匀性的结论。  (6)试制出一种自走式大田水稻毯状秧育苗播种机样机,针对定量泵-定量马达行走驱动系统在工况转换时存在的播种机样机的平顺性问题,设计了一种液压行走驱动系统缓冲方案。分析了缓冲时间与缓冲液压缸结构参数之间的关系,得到了能够满足本文所研制的播种机样机起步时平顺性要求的缓冲装置结构参数;检测了在该缓冲装置作用下播种机样机起步时运动加速度值并与未采用缓冲装置时该参数值进行对比分析,得出采用本文设计的缓冲方案后,定量泵-定量马达行走驱动系统可以满足播种机样机对平顺性的要求。
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