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一种新型直动式钵苗分苗装置的设计与试验

江苏大学学报（自然科学版） 2019年第3期40卷 301-306,312页

作者：石新异杨启志徐莉孙梦涛毛罕平江苏大学农业装备工程学院江苏镇江212013 江苏大学智能机器人研究所江苏镇江212013

目前蔬菜移栽机的分苗装置普遍采用旋转托杯(苗杯)的方案,这种方案为动态投苗,易挂苗、动力传动系统复杂、传动力矩大.为解决上述问题,提出了一种新型直动式钵苗分苗装置.阐述了分苗装置的工作原理,对分苗装置的主要零部件(直线移动装... 详细信息

目前蔬菜移栽机的分苗装置普遍采用旋转托杯(苗杯)的方案,这种方案为动态投苗,易挂苗、动力传动系统复杂、传动力矩大.为解决上述问题,提出了一种新型直动式钵苗分苗装置.阐述了分苗装置的工作原理,对分苗装置的主要零部件(直线移动装置、落苗装置、苗杯)进行了具体的结构和驱动设计;进行了定位误差试验与分苗成功率试验,并对分苗的效果进行了检验.试验发现:直动式分苗装置可以很好地实现瞬态静止接苗与分苗,接苗、分苗成功率高,且不易挂苗.苗杯直线移动的定位精度随着分苗速度的提高而逐渐下降,通过给电动机设定不同的脉冲频率优化之后,产生的误差数值保持在0.2～0.8 mm,满足分苗定位要求;对分苗装置进行了分苗试验,分苗成功率随着分苗速度的增加而逐渐下降,当分苗频率为70株·min^(-1)·行^(-1)时,分苗的成功率为95.03%.表明该分苗装置能够满足目前多行全自动移栽机的分苗速度及精度要求.

关键词：分苗装置蔬菜钵苗直动式苗杯齿轮齿条机构移栽机

油菜基质块苗移栽机倾斜式分苗装置设计与稳定性分析

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华中农业大学学报 2020年第4期39卷 147-155页

作者：王洋张青松胡乔磊何坤肖文立廖庆喜华中农业大学工学院/农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070

针对传统移栽机在油菜移栽过程中苗块易翻倒导致分苗装置分苗失效的问题,设计了一种适用于油菜基质块苗移栽机的倾斜式分苗装置。分析了分苗装置结构组成与分苗过程,确定了分苗装置主要结构参数;构建了分苗过程依次连续输送和夹持分离... 详细信息

针对传统移栽机在油菜移栽过程中苗块易翻倒导致分苗装置分苗失效的问题,设计了一种适用于油菜基质块苗移栽机的倾斜式分苗装置。分析了分苗装置结构组成与分苗过程,确定了分苗装置主要结构参数;构建了分苗过程依次连续输送和夹持分离阶段苗块力学模型,依据动力学分析明确了影响分苗稳定性的主要因素。分析得出,当苗块摩擦系数一定且同步带倾角在24.5°~35.0°时,有利于依次连续输送阶段苗块不翻倒;分苗夹持力越大,夹持分离阶段苗块分苗效果越优。优选得出分苗装置关键参数:同步带倾角γ为30°,分苗夹持力fj1>0.8 N,分苗气缸工作气压P为0.5~0.8 MPa。分苗装置分苗试验表明:苗块翻倒率为4.2%,分苗成功率为92.5%,满足油菜基质块苗分苗需求。

关键词：油菜自动移栽机基质块苗分苗装置稳定性分析倾斜式分苗

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油菜钵苗移栽机分苗装置设计与试验

油菜钵苗移栽机分苗装置设计与试验

作者：胡先朋华中农业大学

学位级别：硕士

油菜是一种综合经济效益较高的作物,除可作为油料作物外,油菜饼粕、秸秆都可二次利用。长江流域是中国冬油菜的主产区,由于接茬矛盾,育苗移栽仍是重要的种植方式。机械化钵苗移栽可降低人工劳动强度,缩短幼苗移栽缓苗期。分苗与栽植是... 详细信息

油菜是一种综合经济效益较高的作物,除可作为油料作物外,油菜饼粕、秸秆都可二次利用。长江流域是中国冬油菜的主产区,由于接茬矛盾,育苗移栽仍是重要的种植方式。机械化钵苗移栽可降低人工劳动强度,缩短幼苗移栽缓苗期。分苗与栽植是机械化移栽的二个关键环节,栽植技术发展较成熟,分苗则因幼苗柔嫩易损伤,自由度难控制等原因发展相对缓慢,因此移栽机械分苗作业大部分由人工完成。现有的分苗装置则存在适应性差、结构复杂、易伤钵体苗叶等问题。针对上述现状,本文在系统研究国内外现有移栽机分苗方式基础上,提出并研制出一种与双五杆鸭嘴式栽植装置配套使用的输送带式油菜钵苗分苗装置,该装置可实现机械化分苗。本研究可为钵苗的分苗方式及移栽机结构改进提供参考,对钵苗移栽机械的发展具有一定的指导意义。主要研究内容及结果如下:(1)开展了油菜裸苗分苗方式、裸苗移栽方式及对应装置的比较分析,对比确定出以营养钵式油菜苗为对象开展分苗装置研究。结合苗钵外形尺寸特点,提出了合页挡板式分苗方式,研制了对应的输送带式分苗装置,介绍了其结构特点及工作过程。设计了与其配套的油菜钵苗移栽机,分析确定出分苗装置的主要工作参数和结构参数。其中滚筒半径为25 mm,滚筒转速与栽植驱动轴转速相同,数值上等于栽植频率,输送带容钵量10株,宽度为50 mm,两合页轴间距为85 mm。(2)将分苗过程分为送苗阶段和分苗阶段,得到了不同阶段保持钵苗平稳输送的条件。送苗阶段钵苗输送平稳性与摩擦系数有关,分苗合页动摩擦系数μ1≤0.3375,输送带动摩擦系数μ2满足0.5μ1分苗阶段钵苗的稳定性与夹持力和夹持高度有关,夹持力越大,夹持高度越低,钵苗稳定性越好。(3)根据钵苗在分苗过程中的受力形式,利用质构仪开展了油菜钵苗与苗钵的单次平板压缩、重复平板压缩和重复线型压缩试验,分析出钵苗受力变形规律及苗钵对钵体受力变形规律的影响,为钵苗的完整性研究提供了理论基础。结果表明,钵苗单次平板压缩过程可分为预压缩、线弹性、屈服、应变硬化4个阶段,最小屈服力为6.8～7.1 N;重复平板压缩试验中,苗钵各项试验测试值均大于对应的钵苗试验值,且钵苗有较好的保持完整性能力;重复线型压缩表明,苗钵硬度整体变化趋势为先增大后减小,变化幅度较小,钵体的抗压缩力随压缩高度的增加而增大,重复压缩时有较好的恢复能力。(4)提出了一种倾斜输送水平夹持式分苗装置,可提高分苗可靠性。分析并确定出输送带倾斜角度、导苗条相对间距、水平夹持机构结构参数以及改进后凸轮同步控制系统中凸轮轮廓参数。分析得出输送带的倾斜角度为15°,为达到好的扶苗效果,导苗条在不影响钵苗输送前提下间距应尽可能小,水平夹持机构中分苗合页水平部分宽度20 mm,合页间距15 mm,旋转轴安装间距105 mm,分苗合页旋转角34°,拉杆长47 mm,拉板腰圆孔有效长度为2.1 mm。改进后的凸轮基圆半径为30 mm,推程为20 mm,可使最大压力角减小13.11°。(5)开展了分苗装置台架试验以及移栽机田间试验。结果表明输送比和分苗频率对翻倒率和分苗率均有影响,输送比为3,分苗频率为40株/min时,分苗率最高达90%,翻倒率为6%。田间试验中幼苗无明显损伤,钵体无明显破损,立苗合格率为88.67%,可满足油菜移栽要求。

关键词：油菜移栽机钵苗分苗装置分苗过程力学分析

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芦蒿自动扦插机的分苗装置设计

安徽农业科学 2021年第2期49卷 211-215页

作者：林旭翔张凌峰薛金林南京农业大学工学院江苏南京210031

为提高芦蒿扦插效率、减少人工劳动时间以及降低劳动强度,设计了一种芦蒿扦插用的种苗秆自动分苗装置,以便实现种苗秆箱体里芦蒿种苗秆的有序分离,并自动将其送入扦插装置,完成芦蒿种苗秆的扦插作业。首先对芦蒿苗秆的物理特性和力学特... 详细信息

为提高芦蒿扦插效率、减少人工劳动时间以及降低劳动强度,设计了一种芦蒿扦插用的种苗秆自动分苗装置,以便实现种苗秆箱体里芦蒿种苗秆的有序分离,并自动将其送入扦插装置,完成芦蒿种苗秆的扦插作业。首先对芦蒿苗秆的物理特性和力学特性进行分析,然后对分苗装置进行结构设计。样机制造后进行了分苗效率试验,结果表明当轴带转速为28 r/min时设计的芦蒿自动扦插机分苗装置效率最高,每分钟可分苗约116个,能够较好地实现有序分苗效果。

关键词：芦蒿扦插机分苗装置结构设计

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国内外甘薯移栽机械研究现状及展望

农业工程 2024年第9期14卷 12-18页

作者：张秀平徐志杰高清海河北省农业机械化研究所有限公司河北石家庄050051

随着甘薯产业的发展,机械化水平不断提高,尤其以耕整地环节发展最快,但移栽机械适用机型的匮乏使移栽环节成为产业发展的瓶颈,严重制约了甘薯耕种收综合机械化发展。简述了国外甘薯移栽机械主要型式,分析了其作业特点及适用范围;列举了... 详细信息

随着甘薯产业的发展,机械化水平不断提高,尤其以耕整地环节发展最快,但移栽机械适用机型的匮乏使移栽环节成为产业发展的瓶颈,严重制约了甘薯耕种收综合机械化发展。简述了国外甘薯移栽机械主要型式,分析了其作业特点及适用范围;列举了国内现有甘薯移栽工具和机械,分析了其结构特点和适用的栽植模式;根据目前国内甘薯栽植新技术,对甘薯移栽机械前沿技术进行了分析;对我国甘薯移栽机械研究重点和发展目标提出建议。

关键词：甘薯移栽环节移栽机种植机械分苗装置

基于振动机理的藜蒿扦插机分苗机构设计与试验

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农业工程学报 2015年第S1期31卷 21-27 379,379页

作者：汲文峰吴启明黄海东高靖博廖庆喜黄廖文华中农业大学工学院武汉430070

目前,藜蒿栽植主要依靠人工扦插。分苗装置是实现藜蒿机械化扦插的关键部件,为实现藜蒿苗杆的有序进给,该文设计了一种基于振动机理的藜蒿扦插机分苗装置。在分析振动式分苗装置振动机构—曲柄滑块机构运动分析基础上,利用Matlab优化了... 详细信息

目前,藜蒿栽植主要依靠人工扦插。分苗装置是实现藜蒿机械化扦插的关键部件,为实现藜蒿苗杆的有序进给,该文设计了一种基于振动机理的藜蒿扦插机分苗装置。在分析振动式分苗装置振动机构—曲柄滑块机构运动分析基础上,利用Matlab优化了振动式分苗装置的结构参数,即当该曲柄摇杆机构的连杆、摇杆分别取499 mm、273 mm时,机构达到最好传力效果。利用Ansys对分苗装置的振动特性进行了模态分析,为防止弹簧钢板变形,振动频率应小于98.66 Hz。而后,以曲柄长度、振动频率、轨道倾角为试验因素,开展了藜蒿分苗装置的试验研究。极差分析结果表明,试验台倾角对分苗合格率影响较大,振动频率次之,偏心距影响最小,优化组合为:振动频率36 Hz、轨道倾角6°、曲柄长度14 mm,此优化组合参数下藜蒿苗杆分苗合格率可达86.3%。该研究工作实现了藜蒿苗杆的机械化分苗,为藜蒿扦插机械的进一步研究提供了参考。

关键词：农业机械优化有限元法藜蒿分苗装置运动分析正交试验

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一款园林全自动移栽装置的设计与优化

农机化研究 2021年第3期43卷 169-174页

作者：李帅陈丽娜启明大学韩国大邱427-724 广东碧桂园职业学院广东清远511510 南方科技大学广东深圳518055

传统移栽机的分苗装置多数为旋转托杯式,动力消耗大、成本高,且在使用时容易出现挂苗现象。为此,在旋转托杯式分苗装置的基础上,对高精度全自动移栽装置进行设计与优化,旨在更好地实现瞬态分苗与接苗,提升作业效率,降低挂苗率。试验结... 详细信息

传统移栽机的分苗装置多数为旋转托杯式,动力消耗大、成本高,且在使用时容易出现挂苗现象。为此,在旋转托杯式分苗装置的基础上,对高精度全自动移栽装置进行设计与优化,旨在更好地实现瞬态分苗与接苗,提升作业效率,降低挂苗率。试验结果表明:当分苗装置的移动脉冲频率为25kHz时,直线运动的实际误差为0.2~0.8mm,符合作业要求;当自动分苗装置的分苗频率为45株/(行·min),分苗株数为90株/min,移动速度为199~397mm/s,分苗成功率为99.68%;当自动分苗装置的分苗频率为65株/(行·min)时,分苗株数为130株/min,机具的实际移动速度为363~726mm/s,未成功接收到的秧苗株数为3株,未成功落入栽植器中的秧苗株数为2株,分苗成功率为96.16%;当自动分苗装置的分苗频率为70株/(行·min),分苗株数为140株/min,移动速度为410~819mm/s,分苗成功率为95.04%。

关键词：移栽装置分苗装置高精度全自动

穴盘苗全自动移栽机往复移动苗杯式分苗机构的设计

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穴盘苗全自动移栽机往复移动苗杯式分苗机构的设计

作者：钱陆亦江苏大学

学位级别：硕士

据统计,我国种植业超过一半的蔬菜品种都是通过钵苗移栽的方式进行栽种的。国内针对半自动和全自动移栽机的研究主要集中在取苗机构和栽植器部分,蔬菜移栽机的分苗装置却普遍采用旋转托杯（苗杯）的方案,这种方案的机械结构、动力传动... 详细信息

据统计,我国种植业超过一半的蔬菜品种都是通过钵苗移栽的方式进行栽种的。国内针对半自动和全自动移栽机的研究主要集中在取苗机构和栽植器部分,蔬菜移栽机的分苗装置却普遍采用旋转托杯（苗杯）的方案,这种方案的机械结构、动力传动系统复杂、传动力矩大。分苗装置是整个移栽机中承上启下的十分关键的装置,分苗装置的结构直接决定了取苗速度和栽植速度。因此研制一种结构简单、反应迅速、驱动容易的往复移动苗杯（托杯）式分苗装置具有重要的研究意义及十分广阔的市场应用前景。本文主要研究工作分为以下几个部分:首先,根据蔬菜移栽的作业参数、农艺要求与我国钵苗蔬菜移栽机的研究现状,设计出一种直线往复式的分苗装置方案。对分苗装置整机的设计要求进行分析,并且对分苗的具体路径进行策略规划;针对分苗装置的控制系统要求进行分析,并且根据分苗路径设计控制部分的软硬件方案。其次,确定了基于齿轮齿条传动的在直线导轨上往复移动的分苗动作设计方案。根据此理念设计主要零部件的机械结构,对其中移苗装置、落苗装置、苗杯三大部分进行详细的设计优化;对移苗装置中的步进电机,落苗装置中的气缸进行选型计算。然后,完成了分苗装置三维虚拟样机设计及性能仿真。运用Solid Works三维软件,对分苗装置进行了自顶而下的三维设计,并对该装置的各个零部件进行了详细的设计与尺寸优化;在对三维模型进行了简化之后,导入到ADAMS仿真软件中;运用该软件对直线传动装置进行了虚拟建模与动力学运动学仿真,进一步分析了该装置齿轮的动态特性。接着,设计移动苗杯式控制系统。该系统由可编程控制器PLC、定位传感器、气缸、步进电机组成该系统的硬件部分,并要实现定点接苗、定点落苗、快速分苗的功能;软件部分利用信捷公司的XCPPro软件进行程序编写;设计了触控屏,可以方便在人机交互界面进行参数更改,简化试验步骤;设计了控制的具体流程图,并且对控制步骤进行了优化达到减少指令的目的。最后,对研制好的分苗装置分别进行了直线传动装置的定位精度试验和分苗装置的分苗成功率试验。通过实验发现:直线传动装置的定位精度随着分苗速度的提高而逐渐下降,特别在电机脉冲频率超过20000Hz时,电机会产生失步,精度下降很快。通过给电机设定不同的脉冲频率优化之后,产生的误差数值范围保持在0.2mm.8mm之间,满足了分苗定位要求;对分苗装置进行了分苗试验,分苗合格率随着分苗速度的增加而逐渐下降,180个工作循环/min分苗的成功率为91.11%。这说明分苗装置机械零部件的结构能够满足分苗动作要求,控制系统的优化能够使定位精度达到要求,最终达到自动化分苗的目的。

关键词：蔬菜穴盘苗全自动移栽机分苗装置移动苗杯式齿轮齿条机构仿真控制试验

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苗移栽机自动取投苗装置的研究与进展

农业装备与车辆工程 2022年第6期60卷 47-51页

作者：杨腾杨闽石乔姚思博刘剑雄昆明理工大学机电工程学院云南省昆明市650504 北京航空航天大学云南创新研究院云南省昆明市650504

综述了国内苗移栽机自动取投苗装置,取苗方式主要有插入夹取式、顶出夹取式、气吹式等几种形式,阐述各种取苗装置的结构与工作原理,给出了苗移栽机自动取投苗装置的取苗成功率、工作效率、存在问题,提出苗移栽机自动取投苗装置今后的发... 详细信息

综述了国内苗移栽机自动取投苗装置,取苗方式主要有插入夹取式、顶出夹取式、气吹式等几种形式,阐述各种取苗装置的结构与工作原理,给出了苗移栽机自动取投苗装置的取苗成功率、工作效率、存在问题,提出苗移栽机自动取投苗装置今后的发展方向。

关键词：苗移栽机自动投取苗装置分苗装置松脱装置