草地免耕播种技术及其免耕种植工具研究

草地免耕播种技术及其免耕种植工具研究

一、草地免耕播种技术及其免耕播种机具的研究(论文文献综述)

段益平,吴明亮,吕江南,向伟,颜波,马兰,刘佳杰[1](2022)在《免耕播种防堵技术研究现状及发展建议》文中进行了进一步梳理免耕播种技术作为保护性耕作的重要部分,具有减少机具下田次数、防止土壤养分流失等多种优势。良好的防堵技术是实现免耕播种并提高机具生产效率的关键因素,也是研究免耕播种技术的重点与难点,加快防堵关键技术的研究尤为重要。针对免耕播种作业时残茬秸秆雍堵机具等问题,基于被动式和驱动式等免耕播种防堵技术,结合切茬式、分秸式、破茬式、碎秸式、抛秸式5种防堵方式,系统阐述了国内外免耕播种防堵技术研究进展以及应用概况,分析了制约防堵技术发展的因素,提出了免耕播种防堵技术的发展建议,从加强对余留残茬特性分析、改善防堵关键部件材料与加工工艺、提高免耕播种机通用性、加快智能防堵装备研发等方面展望了未来研究方向,以期为免耕播种防堵技术发展提供参考。

王磊[2](2021)在《油麦兼用型宽幅高速气送式播种机关键部件设计与试验》文中提出油菜和小麦是我国重要的油料和粮食作物,播期毗邻,机械化作业工序相似,开发油菜和小麦兼用播种机以提高机具的利用率为实际生产迫切需求;随着现代农业新型经营主体的快速发展,开发大中型兼用播种机提高作业效率已成为推动油麦机械化播种水平的发展方向;论文针对现有免耕播种机难以实现播量调节范围大,且尺寸差异明显的油菜与小麦种子兼用高速播种、同步施肥,排种器及开沟装置对地表坡度下宽幅作业适应性差等问题,开发了油麦兼用型宽幅高速气送式播种机。具体研究内容包括:(1)系统分析国内外油菜和小麦播种技术研究现状,根据油麦兼用型宽幅高速气送式播种机高效播种作业要求,提出了基于可折叠机架、气送式排种与排肥、仿形凿式开种沟的油麦兼用型宽幅高速气送式播种机总体设计方案,阐述了其工作过程及原理,确定了油麦兼用型宽幅高速气送式播种机的气送式排种系统、气送式排肥系统、仿形凿式开种沟装置等主要部件的结构及其参数;为实现宽幅、高速播种作业并满足油菜和小麦种植农艺要求,确定了播种机作业幅宽为4.8 m、作业速度为6~12 km/h、作业效率为2.88~5.76 hm2/h,仿形凿式开沟装置错位排布,播种行数为24;采用隔行侧位施肥方式,施肥行数为12。(2)油麦兼用型宽幅高速气送式播种机关键部件的结构设计与参数分析。a)针对实际作业中地表具有一定的坡度与宽幅高速播种作业难以匹配,且缺乏油菜及小麦兼用并排种可靠的气送式集排器的生产实际,研制了基于文丘里原理的输种部件、可实现24行排种的穹顶状分配装置及利用输送气流驱动的匀种涡轮;输种部件和分配装置结构一定时,种子与输送气流的流量比越大,总压损越大,表明输送种子的量越大,对气送式排种系统风机的气压和输送气流速度要求越高;分析得出了输种管内径为81 mm、送料管加速阶段长度大于715 mm、穹顶状上弧板所处球体半径为133.5~1 000 mm、匀种涡轮叶片数为4~10时,可实现油麦兼用排种并提高具有坡度地表作业时各行排量一致性。b)设计并对比分析了平顶式、穹顶式、平顶倒锥体式、穹顶倒锥体式的气送式排肥器分配装置,以实现油麦兼用型宽幅高速气送式播种机播种时同步施肥;基于Hertz理论构建了颗粒肥料与分配装置主体间的弹性碰撞模型,分析表明分配装置上盖板及倒锥体的曲率半径越大,肥料颗粒与分配装置碰撞破损时的肥料颗粒和上盖板相互靠近的速度越小,肥料颗粒越易破损;同时计算得出上盖板直径为130 mm,锥体角为80°、倒锥体高度为50 mm时,可实现12行排肥功能。c)研制了基于仿形辊弹性形变仿形功能的凿式开种沟装置,以提高地表不平、宽幅播种作业中各行播深一致性和稳定性;构建了凿式开种沟装置与土壤互作仿形力学模型,分析表明增大仿形辊直径及仿形壁到轴心的距离,可降低凿式开种沟装置入土后逆时针在0°~45°转动的趋势,保证入土深度;计算分析得出了刃口宽度为10~14 mm、仿形辊直径为22~26 mm、入土角为15°~31°、播深为10~50mm时,可实现仿形开种沟功能。(3)开展了基于DEM-CFD气固耦合仿真的气送式排种与排肥系统性能仿真试验及其种肥迁移轨迹的分析,揭示了气送式排种系统和气送式排肥系统结构对排种性能和排肥性能的影响规律。a)基于DEM-CFD气固耦合仿真对比分析了输种部件结构型式对输种性能及种子迁移轨迹的影响,加速混合管段的文丘里输种室与弯管的输种管组合的输种部件输种性能较优,油菜种子倒流率为3.01%,且油菜无种子逆流,而小麦种子无逆流和倒流;基于DEM-CFD气固耦合仿真,通过二次旋转正交组合试验,优化确定了气送式集排器分配装置的参数,穹顶状上弧板所处球体半径对各行排量一致性影响最显着;优化分析确定了穹顶状上弧板所处球体半径为245 mm、导流隔板长度为20 mm、导种口高度为20.5 mm时,油菜和小麦各行排量一致性变异系数分别为4.96%、3.82%,可实现种子与输送气流的二次混合;同时应用DEM-CFD气固耦合探究了气送式排肥器分配装置结构型式对排肥性能的影响,穹顶式、平顶式、平顶倒锥式、穹顶倒锥式等不同结构型式的分配装置内肥料颗粒的各时刻最大速度、最大碰撞法向力、各行排肥量一致性变异系数均逐渐增加,穹顶式分配装置内肥料颗粒最大碰撞法向力大于30 N的比例最小,为1.56%,穹顶式分配装置排肥性能较优。b)应用CFD仿真中的6自由度动网格模型对比分析了3种匀种涡轮对输送气流分布及匀种涡轮转速的影响,进口和出口工作角均为锐角的匀种涡轮有利于种子的输送及搅拌;仿真试验表明匀种涡轮进口工作角分别为锐角、直角、钝角,出口工作角均为锐角时的转速分别为142、135、124 r/min。利用CFD仿真中的6自由度动网格模型对比分析进口和出口工作角均为锐角,叶片数量分别为4、6、8、10的分配装置内流场分布,仿真试验表明随匀种涡轮叶片数量的增加,可提高匀种涡轮出口处输送气流分布的稳定及均匀性并有利于种子搅拌后稳定输送;叶片数量分别为4、6、8、10的分配装置内输送气流压力上限分别为1 448、1 508、1 557、1 620Pa。(4)利用EDEM仿真和DEM-CFD气固耦合仿真探究了地表坡度对供种性能和出种性能及种子迁移轨迹的影响规律。a)分析了地表坡度变化对油麦兼用型宽幅高速气送式播种机排种过程的影响,构建了气送式集排系统排种随机过程模型,分析表明供种装置前后倾斜,倾斜方向与供种装置转速相同时,总供种速率随倾斜角度在-5°~5°增大而逐渐增加;气送式集排器各行排量一致性变异系数随沿播种机作业方向随机倾斜、摆动在-5°~5°增加而先逐渐减小后逐渐增大。b)基于EDEM仿真探寻了随机倾斜对供种性能及种子迁移轨迹的影响。分析得出随机倾斜时种子具有向倾斜方向运移的趋势,在提高供种装置转速前提下,可降低随机倾斜对总供种速率的影响;总供种速率相对无倾斜时的变化率随前后倾斜角度绝对值在0°~5°增加而逐渐增大,变化率可达50%;同时基于DEM-CFD探究了沿播种机作业方向随机倾斜对出种性能及种子迁移轨迹的影响,种子总体具有向倾斜一侧导种口运移的趋势,油菜和小麦各行排种粒数一致性变异系数随倾斜角度的增加而分别在4.99%~14.57%和3.84%~19.32%内逐渐增大。(5)基于智能种植机械测试平台的油麦兼用型宽幅高速气送式播种机气送式排种系统、气送式排肥系统、凿式开种沟装置的台架试验分析与改进。a)基于高速排种适应性分析的气送式集排器输种部件和分配装置排种性能验证试验。试验表明供种装置转速为20~50 r/min时,油菜种子倒流率低于3.2%,且油菜无种子逆流,而小麦种子无倒流和逆流;油菜和小麦各行排量一致性变异系数分别低于5%和3.9%,总排量稳定性变异系数分别低于1.15%和1.35%,破损率均低于0.05%,可达到播种机作业速度为6~12 km/h的宽幅高速播种要求。b)比较分析了不同结构型式气送式排肥器排肥性能并开展验证试验,试验表明通过肥料颗粒最大速度及与分配装置间最大碰撞法向力表征颗粒肥料破损率合理可信,穹顶式分配装置排肥性能总体优于平顶式、平顶倒锥式、穹顶倒锥式分配装置;分析得出了穹顶式分配装置内肥料颗粒各行排肥量一致性变异系数为6.35%~7.52%、总排肥量稳定性变异系数为1.53%~1.92%,破损率为2.97%~3.26%。c)优化分析了基于高速数字化土槽平台的凿式开种沟装置开沟性能,试验表明仿形辊直径对开沟稳定性影响最显着;优化分析得出了刃口宽度为12 mm、仿形辊直径为24 mm、入土角为22°时,开沟深度稳定性系数高于94%,开沟稳定性较优。d)重点比较分析了匀种涡轮结构型式和叶片数量对受地表坡度影响的分配装置排种性能并开展了验证试验,试验表明地表坡度为0°~5°时,安装匀种涡轮各行排量一致性变异系数明显低于未安装匀种涡轮分配装置;相对平整地表,前后与侧向往复组合摆动角度为10°时,安装叶片数量为8的匀种涡轮油菜和小麦各行排量一致性变异系数分别为4.99%~5.42%和3.98%~4.91%。(6)分析确定了地表坡度对油麦兼用型宽幅高速气送式播种机供种性能和出种性能的影响并开展了模拟试验,试验表明总供种速率主要受沿播种机前后倾斜、摆动的影响;总供种速率随往复摆动角度为在0°~10°增加而逐渐增大,比无倾斜时增加可达16.31%;同时分析得出了油菜和小麦各行排量一致性变异系数随单向摆动角度绝对值在0°~5°增大而分别在6.74%~11.94%和6.71%~15.89%内逐渐增大,随往复摆动角度在0°~10°增大而分别在4.86%~10.48%和3.85%~14.77%内逐渐增大。(7)油麦兼用型宽幅高速气送式播种机田间试验测试与分析。凿式开种沟装置结构对播种机作业性能影响试验表明:凿式开种沟装置在新疆偏沙壤土区域作业性能优于长江中下游含水率高的棕壤土区域;测试分析得出了冬油菜和冬小麦播种深度分别为18.1~18.4 mm和26.8~27.9 mm,春油菜播种深度为28.7 mm。油菜及小麦田间试验结果表明:拖拉机轮胎压痕形成的土壤凹陷对春油菜耕作区的影响小于冬油菜耕作区,采用被动扰土装置可有效降低拖拉机轮胎压痕对播深稳定性和出苗效果的影响;同时分析测定了油菜和小麦各行1 m内平均苗数分别为10~14和35~36,其油菜和小麦各行苗数一致性变异系数分别为7.53%~8.36%和8.11%~8.56%,满足油菜和小麦出苗效果要求。创新点1:提出了“组合式文丘里输种+穹顶状分配出种+匀种涡轮匀种”集成排种技术,研发了适应地表坡度作业工况下播量调节范围大,且尺寸差异明显的油菜与小麦种子兼用宽幅、高速播种的气送式集排器。创新点2:设计了基于仿形辊弹性形变的凿式开种沟装置,可有效保障宽幅高速播种作业时播深一致性和稳定性。

洪洋[3](2021)在《免耕播种机分拨草防堵装置的设计与研究》文中进行了进一步梳理保护性耕作模式下的农田地表面大量秸秆覆盖,会造成机具的田间通过性差、病虫害发生、以及秸秆在开沟器上缠草壅堵等问题。本课题的研究目的是为大量秸秆覆盖的农田正常进行免耕播种机正常作业提供有效的技术保障。通过查阅文献,基于秸秆与防堵机构互相作用的边界层分离现象以及生物仿生的理论,以一种生活在秸秆层中的白星花金龟的前后肢为仿生原型,设计了仿生分拨草免耕防堵装置。并在学校工程训练中心进行了分拨草防堵装置的加工制造,完成了田间试验。本课题的选题来源于国家自然科学基金项目(51865022)“石漠化根土复合体本构模型及玉米免耕播种“自保护”破茬防堵机理研究”的部分内容。所得出的研究结果如下:(1)基于动态仿生的原理的仿生拨草防堵装置设计。根据白星花金龟在秸秆层中前肢对于秸秆可以有效地拨离特点,以白星花金龟前肢拨草的运动形式以及前肢结构形态相耦合,设计出了一种由机具前动力与摩擦阻力形成的力矩而动式旋转拨草的仿生防堵装置。可以同时模拟出白星花金龟前肢的结构特征与拨动秸秆时的运动方式,实现了耦合的仿生设计;进行了单一拨草作用的离散元仿真。通过离散元仿真分析得知:单一的拨草作业会造成拨出的秸秆回流,并落入种沟,种沟清秸率为75%,通过秸秆颗粒速度云图发现:58mm的秸秆颗粒拨离速度位于2.00×10-2m/s至3.93×10-2m/s之间。77mm的秸秆颗粒拨离速度位于7.66×10-4m/s至2.00×10-2m/s之间。126mm的秸秆颗粒拨离速度位于0m/s至7.66×10-4m/s之间。综上所述,单一拨草防堵装置工作对于小颗粒秸秆的拨分作用强,可有效的拨分至种带两侧。对于大颗粒秸秆的拨分作用较弱,容易留在种带造成壅堵。(2)结合仿生学理论以及秸秆层的边界层分离规律设计了一种集白星花金龟后肢轮廓结构与运动轨迹的耦合防堵装置。通过对分草防堵装置边界层分离特性的研究,提取白星花金龟后肢轮廓结构曲线,将所得出的拟合方程经三维建模设计出了仿生分草挡板;通过对白星花金龟后肢运动状态的观察,通过高速摄影的方法对养殖的白星花金龟进行后肢运动轨迹进行捕捉,得到后肢根部、中部、尾部三个部位的运动轨迹曲线,并以此为基础三维建模设计出了被动式仿生分草栅条,后肢三个部位运动轨迹曲线的分草栅条呈多组焊接在仿生分草挡板上。离散元仿真分析得知:单一的分草防堵作业会造成铲形开沟器前端壅堵,分草装置的清秸率为83%,仿生分草防堵机构对58mm、77mm的秸秆颗粒分流作用较弱。通过观察运动速度轨迹示意图,126mm的秸秆颗粒与分草装置接触后的分离速度在5.90×10-1m/s至7.37×10-1m/s范围内,58mm的秸秆与分草装置接触后的分离速度在2.95×10-1m/s至4.42×10-1m/s范围内。77mm的秸秆颗粒在与分草装置接触后的分离速度在4.42×10-1m/s至5.90×10-1m/s范围内。分草装置对于58mm、77mm范围内的秸秆分离作用较弱,对于128mm的秸秆颗粒分流作用较强。(3)通过离散元仿真试验得出了清秸防堵的最优工作方案以及对试验因素对清秸率影响的高低顺序。根据理论分析,确定仿生拨草杆入土深度H、机具前进速度v以及分草挡板偏角α为试验因素,以种带的秸秆清除率作为试验指标,对组合式仿生分拨草装置的关键部件参数进行了EDEM离散元仿真模拟。通过Box-Behnken试验优化设计方法以及EDEM中的Optimization模块进行参数优化并分析求解得到最优参数组合为:拨草杆入土深度H为10mm、机具前进速度v为4km/h,分草挡板偏角α为30°,此时该装置的秸秆清除率达到了93%,清秸防堵效果较好。秸秆清秸率影响由高到低的顺序为:C因素分草挡板偏角,B因素机具前进速度,A因素拨草杆的入土深度。(4)在保护性耕作试验田完成了对该组合式仿生分拨草防堵装置的田间作业性能检测试验。分析得知配备有该组合式仿生分拨草防堵机构的免耕播种机田间作业通过性良好,平均秸秆清除率为90.58%,平均土壤扰动量为20.01%。各项指标均达到了国家相关检测标准要求。设计的仿生拨草防堵装置与仿生分草防堵装置相结合的防堵机构可以有效防止秸秆杂草等对开沟器的堵塞;进行了单一分草、拨草作业的田间试验,试验过程出现了部分秸秆回落在种沟内并且铲形开沟器前端发生缠草壅堵,证明了分草防堵与拨草防堵相结合方案的可靠性。本课题设计加工的免耕播种机组合式仿生分拨草防堵装置满足免耕播种机开沟作业的农艺要求,可以有效解决开沟器缠草壅堵、秸秆回流等问题,并为新型免耕分拨草防堵机具的研制提供了借鉴。

陈永亮[4](2020)在《高速免耕播种机单体设计与试验研究》文中研究指明我国是农业大国,农作物种植面积非常广阔,玉米是我国重要的粮食作物之一,其种植面积约为4213万公顷。使用免耕播种机进行播种作业在保证播种质量的同时,可以提高作业效率,蓄水保墒,提高土壤有机质含量。目前免耕播种机普遍使用普通导种管进行投种,种子由指夹排种器排种后落入空的导种管中继续自由落体运动落入到机具开出的种沟内。由于地表不平整和残茬无序排列,使机器在作业过程中振动加剧,导致导种管内种子与管壁碰撞同时在地面弹跳,播种质量迅速下降,随着作业速度的增加,这种情况将会明显加剧。针对此问题,根据玉米种植的农艺要求和免耕播种机的国内外研究现状,设计一款高速免耕播种机单体,在保证播种质量的同时,提高免耕播种机的作业速度,使作业效率大幅增加。本研究通过EDEM离散元分析种子的运动规律,利用有限元分析机架等关键部件的受力情况,确定高速免耕播种机单体的主要结构参数及各关键部件参数的取值范围。利用试验台试验和田间试验完成单因素及三元二次正交旋转组合试验分析,确定了高速免耕播种机单体的最佳工作参数组合。主要研究成果如下:(1)对国内外免耕播种机械的发展现状进行研究,发现目前免耕播种机作业速度很难得到提升,对比不同播种机单体的结构特点,对导种管内种子的运动过程进行分析,确定主要研究内容,制定技术路线,设计并试制高速免耕播种机单体样机。(2)高速免耕播种机单体的总体方案设计。根据免耕播种机的工作要求,结合玉米种植的农艺要求,确定了高速免耕播种机单体的主要结构参数。主要包括高速种管、传动机构、种箱支撑座板及单体机架。设计过程中在保证播种质量的同时简化结构,保证机具在田间有较好的通过性。(3)完成高速免耕播种机单体的关键部件设计。确定高速种管的种子投送机构采用刮板式输送机构,使用拖拉机蓄电池提供动力,同时对电机、轴承等标准件进行计算选型。利用EDEM离散元法确定投种板结构为组合式投种板,投种角度为35°,通过Solid Works Simulation完成对单体机架及种箱支撑座板的受力分析与校核。(4)完成高速免耕播种机单体的试验台试验及田间试验。对影响播种质量主要因素:机器作业速度、高速种管离地高度和导种角度进行单因素试验,确定因素的变化范围,利用三元二次正交旋转组合试验优化工作参数,最后确定机器作业速度为12km/h、高速种管离地高度为42mm、高速种管的导种角度为9°时播种的合格指数为94.67%、重播指数为2.33%、漏播指数为3%。

侯守印[5](2020)在《垄作原位免耕播种机侧向多级残茬处理关键技术及装备研究》文中指出耕地土壤质量是保证粮食产量和品质的关键因素之一。中国耕地长期高负荷产出,土壤肥力严重下降,土壤侵蚀速度加剧,水土流失面积逐年扩大,粮食产量增长出现瓶颈。保护性耕作是以土壤质量为核心的新型农业耕作制度和技术体系,目标是保护、改善并有效利用自然资源,实现经济、生态、社会意义上的农业可持续生产。残茬地表覆盖还田是保护性耕作技术重要组成部分,具有改良土壤结构,增加有机质含量,提高土壤抗旱、蓄水保墒能力,降低风蚀水蚀,减少化肥、农药施用量等优点。残茬地表覆盖还田核心是技术模式和机具装备。针对黑龙江省特有的寒温带大陆季风性气候特点和规模化、化集约化生产现状,研制一种适合玉米残茬全覆盖条件,配套宽幅原位免耕播种施肥装置实现残茬地表覆盖还田和免耕播种施肥功能的残茬处理装置对于土壤保护和粮食增产至关重要。在黑龙江省垄作玉米残茬全覆盖条件下,以实现高速、宽幅、原位免耕播种,残茬垄间覆盖还田为原则,对侧向多级残茬处理关键技术及装置进行研究,包括秸秆清理技术、根茬清除技术、残茬侧向多级运移技术和残茬破碎抛撒调控技术等,采用理论分析、数学建模、动力学仿真、离散元仿真等方法对残茬处理关键机理进行深入探究,在其基础上采用二次回归正交旋转中心组合试验、正交试验、模糊综合评价等方法对残茬处理装置及关键零部件的结构与工作参数进行优化组合试验,为残茬处理装置设计奠定理论与试验基础。主要研究内容与结果包括:(1)侧向多级残茬处理技术方案设计针对黑龙江省地区春播季玉米残茬全覆盖条件下免耕播种和残茬地表覆盖还田作业,设计一种与宽幅原位免耕播种施肥装置配套的侧向多级残茬处理技术方案,实现垄作玉米茬地的清秸、除茬、残茬侧向运移、残茬适度破碎及整幅宽垄间残茬覆盖还田等功能,为播种装置将种子播种在无残茬、湿润、通透性良好的土壤中创造条件,形成“下实上虚”的种床结构,解决寒区春季玉米残茬全量地表覆盖还田阻碍地温回升,导致作物产量降低问题,并与现有宽幅播种施肥装置配套实现10.8 km/h高速复式作业。(2)定轴式种床构建装置研究设计一种在玉米残茬全覆盖条件下,能够完成清秸、除茬和残茬侧向输送功能的定轴式种床构建装置,探明清秸、除茬机理,对影响工作性能的结构与工作参数进行试验研究。为探索侧向清秸刀对机组作业过程中秸秆缠绕度、振动强度、功耗和覆秸均匀度的影响,对侧向清秸刀清秸机理进行了分析,建立滑切面工作曲线数学模型,完成滑切面工作曲线设计,确定影响侧向清秸刀工作性能的关键结构与工作参数。应用四因素三水平正交试验方法,选取初始半径、起始滑切角、刀辊角速度和机组作业速度为影响因素,秸秆缠绕度、振动强度、当量功耗和覆秸均匀度为评价指标,对影响侧向清秸刀作业性能的结构和工作参数组合进行优化分析,结果表明:初始半径200 mm、起始滑切角30°、刀辊角速度42 rad/s、机组作业速度7.2 km/h条件下,无秸秆缠绕,振动强度为159 m/s2,当量功耗为4.9 k W,覆秸均匀度为0.075,对比现有侧向清秸刀振动强度降低46.5%,当量功耗降低29.6%,工作过程中未出现堵塞现象;针对原位免耕播种施肥作业过程中残留玉米根茬和须根导致播种施肥触土部件堵塞、播种质量降低问题,设计一种玉米根茬清除用侧向清茬刀,对侧向清茬刀清茬、输送、抛扔等作业过程进行分析,建立正切刃曲线数学模型,完成侧向清茬刀结构及正切刃工作曲线设计,确定影响其作业性能的关键结构与工作参数。应用三因素三水平正交试验和模糊综合评价方法,选取清茬弯角、正切刃宽度、侧向清茬刀角速度为影响因素,根茬清除率、土壤扰动率、当量功耗为性能指标,对影响作业性能的侧向清茬刀结构和工作参数组合进行优化分析,结果表明:在作业速度7.2 km/h条件下,清茬弯角0.86 rad、正切刃宽度50 mm、侧向清茬刀角速度52 rad/s时,根茬清除率为94.3%,土壤扰动率为54.3%,当量功耗为3.4 k W。(3)残茬单级运移机理分析及整流装置研究针对玉米残茬侧向多级运移过程滞留,影响播种施肥区间清秸率,制约机具工作质量和作业效率提升的问题。探明玉米残茬单级运移机理,设计玉米残茬侧向运移整流装置,确定影响整流装置工作性能的关键结构参数。采用二次回归正交旋转中心组合试验方法,在EDEM软件中构建的玉米残茬侧向运移整流装置试验平台上,以进入角、整流包角、整流半径为试验因素,清秸率、行间清秸一致性为性能评价指标进行虚拟仿真参数组合优化试验,结果表明:进入角60°、整流包角105°、整流半径425 mm,此时清秸率为92.4%,行间清秸一致性为93.2%。根据虚拟仿真优化参数组合进行整流装置加工和田间验证试验,清秸率为93.1%,行间清秸一致性为92.5%,与虚拟仿真试验结果基本吻合。(4)基于侧向清秸原理的残茬破碎抛撒装置研究针对玉米残茬侧向多级运移宽幅作业,提出一种玉米残茬适度破碎复合抛撒垄间地表还田方案,设计一种残茬破碎抛撒装置,能够完成玉米残茬的捡拾、破碎、抛撒等作业工序。对残茬捡拾、破碎和抛撒机理进行探究,建立相关数学模型,确定影响残茬捡拾率的主要因素为破碎长刀回转直径和破茬长刀旋转角速度,影响残茬破碎率的主要因素为破碎长刀长度、破碎长刀质量、破碎长刀刃角、破碎长刀刃口厚度、破碎长刀质心位置、刀座回转半径和破碎长刀旋转角速度,影响残茬抛撒的主要因素为破碎长刀回转直径、破茬长刀旋转角速度、负压叶片长度、负压叶片宽度和负压叶片倾角。针对影响残茬破碎性能的关键结构与工作参数进行离散元仿真试验,以破碎长刀刃角、破碎长刀刃口厚度、破碎长刀质量、破碎长刀转速为试验因素,残茬捡拾率、残茬破碎率、功耗为性能评价指标进行组合试验,最优参数组合为:破碎长刀刃角15°~18°、破碎长刀刃口厚度0.51~0.62 mm、破碎长刀质量0.3 kg、破碎长刀转速1415 r/min时,残茬捡拾率大于80%、残茬破碎率大于80%,功耗小于7 k W。采用CFD-DEM耦合仿真方法,对残茬破碎抛撒装置内玉米残茬颗粒群的运动特性进行分析,明晰负压叶片可提高残茬捡拾、输送和抛撒效率,能够实现玉米残茬垄间地表覆盖还田。为探究残茬破碎抛撒装置负压叶片结构参数对残茬捡拾率、垄间覆秸一致性和功耗的影响,采用三因素五水平二次回归正交旋转中心组合试验方法,以负压叶片长度、负压叶片宽度、负压叶片倾角为试验因素,残茬捡拾率、垄间覆秸一致性、功耗为性能评价指标进行仿真试验,试验结果表明:负压叶片宽度为27.5~41.0 mm、负压叶片倾角为121°~127°、负压叶片长度为53 mm时,残茬捡拾率大于85%、残垄间覆秸一致性大于75%,功耗小于7.6 k W。(5)残茬覆盖技术对土壤物理结构和产量影响为探究残茬覆盖技术对黑龙江地区耕层土壤结构特性和作物产量的影响,2017~2019年在齐齐哈尔市克山县北联乡新兴村(第三积温带)实施连续3年大田定位对比试验,设置垄间残茬覆盖免耕(MRNT)、秸秆离田免耕(SONT)、秸秆归行免耕(SRNT)、秸秆覆盖条耕(SCST)和翻耙整地(CK)5个处理,分析5种耕作技术模式对土壤容重、土壤孔隙度、土壤有机质含量和作物产量的影响。试验研究表明,对0~25 cm土层土壤容重影响,MRNT、SRNT、SCST之间无显着性差异,与SONT之间均存在显着性差异;对25~50 cm土层土壤容重影响,MRNT、SONT、SRNT之间无显着性差异,与SCST之间均存在显着性差异,MRNT、SONT、SRNT、SCST与CK之间均存在显着性差异;对50~75 cm土层土壤容重影响,MRNT、SONT、SRNT、SCST之间无显着性差异,SONT、SRNT、SCST与CK之间无显着性差异,MRNT与CK之间存在显着性差异。对0~25 cm土层土壤孔隙度的影响,MRNT、SRNT、SCST之间无显着性差异,而与SONT、CK之间均存在显着性差异,SONT与CK之间无显着性差异;对25~75 cm土层土壤孔隙度的影响,MRNT、SONT、SRNT、SCST之间无显着性差异,而与CK之间均存在显着性差异;对0~50 cm土层土壤有机质含量的影响,MRNT、SRNT、SCST之间无显着性差异,而与SONT、CK之间均存在显着性差异,SONT与CK之间无显着性差异;对50~75 cm土层土壤有机质含量的影响,MRNT、SONT、SRNT、SCST、CK之间无显着性差异。各残茬地表覆盖还田耕种模式随耕种年份对0~50 cm土层土壤容重、土壤孔隙度和土壤有机质含量均具有不同程度影响,MRNT和SRNT对改良土壤结构效果较好,MRNT、SRNT、SCST对提高土壤有机质含量效果较好。MRNT、SRNT耕种模式增产效果显着,2017年MRNT、SRNT与SONT、SCST之间均存在显着性差异,MRNT与SRNT之间无显着性差异,MRNT、SRNT比CK玉米产量分别增加12.6%、10.6%;2018年MRNT、SRNT、SCST与SONT、CK之间均存在显着性差异,MRNT、SRNT比CK大豆产量分别增加7.6%、7.2%;2019年MRNT、SRNT与SONT、CK之间均存在显着性差异,MRNT、SRNT比CK玉米产量分别增加9.2%、10.4%。

牛萌萌,方会敏,康建明,张宁宁,张春艳[6](2021)在《免耕播种机防堵技术研究进展》文中指出我国一年两熟小麦玉米轮作区推行保护性耕作,但秸秆覆盖量大、土壤休闲期短的现状对免耕播种机提出了更高的要求。防堵技术作为制约免耕播种机作业发展的主要技术瓶颈之一,已经成为急需解决的关键问题。为此,从免耕播种机的作业对象-秸秆的基本特性入手,讨论了免耕播种机防堵关键理论与技术,分析了国内外免耕播种机的主要机型和技术特点,并总结了我国免耕播种机防堵技术发展存在的问题及对策,以期为免耕播种技术发展提供参考。

雷丙华[7](2020)在《滚筒固秸注射式玉米免耕播种机关键部件设计与仿真试验研究》文中进行了进一步梳理随着农业可持续发展战略地位的不断提升,保护性耕作技术更加受到广泛重视和大力推广,使得免耕播种技术的应用更加广泛,其机具的种类和数量日趋增加。现有的免耕播种机具主要有以下两种工作方式:一种是使用圆盘切刀将地表秸秆残茬等覆盖物进行“剪切”后开沟播种;另一种是使用清秸覆秸刀将地表覆盖物进行“移除”,清理出播种带后进行开沟播种,在清理下一条播种带时同时将覆盖物重新抛掷移回原播种带。以上两种方式均能实现免耕播种,但是存在着易堵塞、土壤和秸秆扰动量较大、工作部件载荷大、功耗大、污染环境等问题。针对上述问题,研究一种滚筒固秸注射式玉米免耕播种机构,使用固秸机构压实及拨分秸秆,紧随其后的成穴器在轨迹形成机构的带动下以特定运动轨迹直接穿透秸秆在地表成穴,排种器排出的种子种经由成穴杆进入成穴器中,成穴器有效开合投种入穴,种穴一致,株距可调,无秸秆刮带和堵塞现象。论文主要工作如下:(1)成穴轨迹分析与机构选择通过分析注射式免耕播种成穴装置特征,确定了成穴器的绝对运动轨迹应为“门”字形轨迹,通过查阅文献进行类似的轨迹形成机构的对比,确定以凸轮-曲柄连杆组合机构作为原型,创新设计出一种可形成“门”字形绝对运动轨迹的双凸轮机构。(2)双凸轮式轨迹形成机构设计根据注射式免耕播种成穴装置特征,通过约束条件分析确定了速度补偿凸轮与成穴凸轮的参数组合为:速度补偿凸轮推程位移1h=L/2(L为株距),推程角1?=180,回程角?2=180;成穴凸轮推程位移2h=100mm,推程角?3=90,回程角?4=90,近休止角?5=180。按照无冲击和惯性力小的原则选择速度补偿凸轮推杆运动规律为等速与正弦加速度组合运动规律,成穴杆运动规律为梯形加速度运动规律,根据运动规律建立了对应凸轮的轮廓线数学模型;提出并应用基于轮廓线数学模型与VB.NET的凸轮生成方法,通过辅助设计系统,实现了速度补偿凸轮和成穴凸轮的轮廓线数学模型根据界面参数驱动其三维模型在CATIA中的自动生成,可简化凸轮设计过程;设计了双凸轮式轨迹形成机构实际结构并使用CATIA DMU模块进行了运动轨迹仿真和运动规律分析,仿真结果表明:双凸轮机构可形成“门”字形绝对运动轨迹,理论分析与辅助设计系统合理正确;结合理论模型设计了相应的弹簧,可保证推杆与凸轮不脱离,平衡惯性力。(3)成穴器设计通过分析注射式免耕播种成穴器特征,对比和参考类似机构,创新设计了一种注射式免耕播种成穴器,主要结构和原理为:锥体与成穴杆为一体式,由挡板、杠杆、内杆从内部驱动成穴器打开排种,可避免成穴器因自身结构导致刮带秸秆、夹带土壤和秸秆的问题;通过修正速度补偿凸轮轮廓,利用CATIA DMU模块进行了成穴轨迹优化,可解决成穴器投种孔偏心导致的播深偏浅问题;使用CATIA知识工程模块编写规则仿真程序通过轨迹仿真确定了挡板形状和安装位置,可确保成穴器可靠准确开合。(4)其他部件设计选型与技术集成分析并根据滚筒固秸机构、地轮机构和排种器的设计或选型要求,进行了各自的设计或选型,可实现固持秸秆、降低对轨迹形成机构的行程要求、精确排种等作用;通过技术集成形成了滚筒固秸注射式玉米免耕播种试验装置,设计了传动系统和“塔状凸轮”机构,可实现种穴一致和株距调节。(5)仿真试验研究构建试验装置数字样机,模拟实际作业工况,进行了干涉与碰撞检测与成穴效果研究,仿真试验研究结果表明:试验装置各部件无干涉与碰撞现象,结构和尺寸设计正确合理,成穴器不会刮带秸秆,穴距及穴深满足要求,穴口形状理想。

赵正涛[8](2020)在《气吹式防堵大豆免耕播种机设计与试验》文中研究指明近年来,随着保护性耕作技术得到大规模的发展与应用,使得免耕播种机具有了快速的发展。市场上的大豆免耕播种机在播种时开沟部件容易被抬高,出现挂草、根茬雍堵问题,以及种子易播于秸秆残茬上造成架种、晾籽现象,严重影响了播种质量和作业效率。针对这一状况,本文基于国内外免耕播种机具研究的基础上,并结合当地播种农艺要求,设计出一种气吹式防堵大豆免耕播种机,本机具采用鼓风风扇与浅旋刀配合方式,利用鼓风气流将秸秆吹散到背垄上,达到免耕环境下“洁区”播种的目的。主要研究内容和取得的成果如下:(1)气吹式防堵大豆免耕播种机总体方案设计。通过大量查阅国内外免耕播种机相关文献资料,比较和分析现有免耕播种机具防堵装置的工作机理和设计特点,确定了合理的防堵方式,利用UG NX10.0软件绘制了整机的三维模型。(2)防堵装置和清茬装置的设计。确定了鼓风风扇叶尖安装角度为13.6°,叶根安装角度为32.0°,风扇轴转速为1800~2500 r/min;经过计算和理论分析,确定了浅旋刀转速为300 r/min,刀片的回转半径为250 mm,入土深度在20 mm‐50 mm;相邻刀座间径向呈90°等分,轴向间距为225 mm,刀片端点速度在4.5~6.2 m/s。(3)施肥装置和播种装置的设计。整机实现侧施肥6行播种大豆,行间距为40 cm;施肥开沟器采用锄铲式开沟器,其入土角度为34°,入土性能好,对土壤扰动量小;通过对比分析,选择使用外槽轮式排肥器和指夹式排种器,并结合大豆播种农艺要求确定了镇压轮直径为350 mm。(4)对关键部件进行有限元分析。利用ANSYS/Workbench软件对浅旋刀和机架进行静力学分析,对其施加相应的载荷和约束,得出最大应力、应变值,根据选用材料特性,验证了浅旋刀、机架设计的合理性,能够满足免耕播种机实际工作的需求。(5)样机试制和田间试验。确定了整机结构与技术参数,并完成样机的加工试制;田间试验结果表明:在机具作业速度为4 km/h,理论粒距12 cm条件下,秸秆清除率为83.19%,粒距合格指数为91.47%,重播指数为2.90%,漏播指数为4.69%,变异系数为9.48%,播种深度合格率为86.67%,晾籽率为1.32%。机具通过性良好,各项指标均符合设计要求。

宣林森[9](2020)在《多功能洁区免耕播种机的设计与试验》文中研究说明洁区免耕播种技术是目前中国运用较为广泛的保护性耕作技术,由于该技术在土壤保护,防止水土流失等方面具有杰出的效果,深受广大农民的喜爱,我国也正大力推广该项技术。但是由于免耕技术需要在复杂的耕地环境下,且地表覆盖大量秸秆,目前市场上的免耕机械依旧存在种类不足,无法同时满足多种作物的播种作业且作业质量参差不齐。因此设计及研制洁区多功能洁区免耕播种机是实现免耕技术机械化的重要途径。本文通过国内外研究现状的了解,实地调研及考察,理论分析洁区免耕播种机的关键部件参数,对洁区免耕播种机进行了设计,并通过ANSYS及EDEM仿真软件对各部件进行仿真分析,最后通过结合实际试验对免耕播种机进行研究。主要完成的研究工作及成果如下:(1)介绍了保护性耕作及洁区免耕播种技术的研究背景及研究目的,查阅了相关文献后,了解了国内外免耕播种技术的研究现状,确定了本文的研究方向。(2)通过实地调研及考察,发现宿州芦岭地区土壤主要特点为保墒性差,干燥环境下土壤坚实度高且易板结,潮湿条件下具有很强的黏性,易与秸秆及免耕机具产生粘结进而产生拥堵现象。(3)建立洁区免耕播种机的整机模型,并逐步对关键部件进行细化设计。利用建立刃口曲线方程对靴式开沟器的刃口轮廓进行设计及校核,通过建立双切圆-直线的曲线模型,以播种大豆时的农艺标准,设计出合适的刃口轮廓曲线曲线。建立秸秆-耦腿的关系模型,分析秸秆在耦腿作用下的受力,力矩及运动分析,得出影响耦腿圆辊防堵性能的主要由秸秆的位置及角度,圆辊与秸秆的摩擦系数,机具的运动速度三个主要因素影响,并针对这三个因素进行分析,从而设计合理的耦腿的机械结构(4)对机架,开沟器主要载荷部件进行ANSYS仿真分析,对机架进行固有频率模态分析。利用JKR接触模型,分别建立EDEM黏土与干土与秸秆颗粒的颗粒床,对不同类型圆辊的防堵性能差异分析。(5)样机制作及试验,结合实际试验结果获得机具在2m/s的前进速度下工作效果良好。机具速度过快,工作稳定性差,不同圆辊类型在低速状态下防堵性能差异不明显,在机具速度为2m/s时,不同类型的圆辊应对不同类型环境差异较大。

唐洪光[10](2020)在《电液控原茬地免耕覆秸机仿形限深装置设计与试验》文中进行了进一步梳理为促进中国农业可持续发展,解决农业生产活动中农药、化肥及各种废弃物污染,政府部门提出“一控两减三基本”政策对农业面源污染问题进行治理,并着重推广资源节约型与环境友好型技术。2020年2月农业农村部、财政部印发《东北黑土地保护性耕作行动计划(2020-2025)》,明确将玉米作为东北三省及内蒙古部分城市重点推广作物同时还需要兼顾大豆、小麦等作物,重点推广秸秆覆盖还田免耕和少耕两种播种模式,通过免(少)耕播种技术减少播种期间各种作业机具对土壤的扰动与能源消耗,利用播种后秸秆覆盖地表减轻土壤侵蚀并提高土壤有机质含量。2BMFJ系列免耕播种机是由东北农业大学研发的可以应用于原茬地进行精量播种的机具,为进一步提高其田间作业质量,对播种机仿形限深装置进行深入理论分析和试验研究,解决2BMFJ系列免耕播种机宽幅机型田间作业过程中机架对地仿形能力弱导致刀齿入土深度不稳定、地轮滑移率大等问题,提高了播种机作业质量。本文完成的主要研究内容及取得的成果如下:(1)地轮总成设计:明确地轮总成总体设计要求,对地轮作业时的运动状态及受力进行分析,确定地轮在运动时对土壤的作用主要有两种即向前的推移和向后的掘削,得出地轮结构参数对土壤摩擦力影响的数学模型,确定影响地轮滑移率主要因素为:地轮垂直载荷、土壤性质、地轮直径、地轮宽度,对地轮总成仿形机构进行设计校核,确定工作时上下仿形角12°,牵引角为0°,仿形杆长度为480 mm,地轮支板长度410 mm,仿形机构横向尺寸160 mm,此时仿形量可以满足工作要求。通过添加缓冲弹簧吸收振动与地面冲击,减弱因地面不平造成的机架振动,提高仿形性能,保证清秸深度稳定。(2)缓冲弹簧仿真实验:利用Solid Works建立地轮总成模型并将模型导入动力学仿真软件ADAMS中,对仿形限深地轮总成虚拟样机进行合理简化,设定参数后对地轮总成的运动状态进行仿真试验。采用三因素四水平正交试验方法,以预载荷、弹簧刚度、作业速度为影响因素,以动挠度、地轮动载荷、加速度为评价指标,探究各参数对指标的影响规律,以降低地轮动载荷、减小加速度为目标,同时兼顾机具作业效率,最终优化结果表明当弹簧刚度为120000 N/m时最有利于播种作业。(3)液压系统设计及仿真:根据播种机田间作业要求对免耕播种机地轮及挡秸板液压系统进行设计并绘制液压系统原理图,利用节流阀、溢流阀对油液的节流与溢流作用抑制由于地面不平造成的地轮振动,提高机具仿形性能。根据地轮总成结构及播种机作业质量,确定液压缸参数为:内径63 mm、杆径35 mm、行程125 mm。基于AMEsim软件,搭建液压系统仿真模型,在对各个元件进行子模型选取及参数设置后进行仿真,分析地轮液压缸及挡秸板液压缸活塞杆运动状态、油液流动状态等,验证系统工作性能可以满足设计要求。根据系统工作要求初步建立液压系统电控装置人机交互界面并编写控制程序,提高机具自动化水平。(4)田间性能试验:根据《GB/T6973-2005单粒(精密)播种机试验方法》和《GB/T9478-2005谷物条播机试验方法》进行试验,结果表明:相同作业速度下液控式仿形限深地轮(方式2)滑移率显着小于机械调节地轮(方式1),并且随着作业速度增加,两种调节方式地轮滑移率都在增加,但方式2的增长趋势小于方式1,方式1与方式2在设定50±10mm深度下进行作业时刀齿入土深度合格率分别为62%和82%,方式2刀齿入土深度合格率比方式1高20%。将刀齿入土深度合格判定标准提高到50±5 mm,则相应的刀齿入土深度合格率分别降低到30%和50%,方式2刀齿入土深度合格率比方式1高20%。液控式仿形限深地轮作业效果显着优于机械调节地轮。

二、草地免耕播种技术及其免耕播种机具的研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、草地免耕播种技术及其免耕播种机具的研究(论文提纲范文)

(1)免耕播种防堵技术研究现状及发展建议(论文提纲范文)

1 免耕播种防堵技术
2 被动式防堵技术
    2.1 切茬式
    2.2 分秸式
3 驱动式防堵技术
    3.1 破茬式
    3.2 碎秸式
    3.3 抛秸式
4 免耕播种防堵技术应用概况
    4.1 国外防堵技术应用现状
        4.1.1 被动式防堵代表机具
        4.1.2 驱动式防堵代表机具
    4.2 国内防堵技术应用现状
        4.2.1 被动式防堵代表机具
        4.2.2 驱动式防堵代表机具
5 防堵技术发展趋势与建议
    5.1 加强余留残茬特性分析
    5.2 改善防堵关键部件材料与加工工艺
    5.3 提高机具通用性
    5.4 加快智能防堵装备研发

(2)油麦兼用型宽幅高速气送式播种机关键部件设计与试验(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外播种技术研究现状
        1.2.1 免耕播种技术与装备研究现状
        1.2.2 宽幅与高速播种技术研究现状
        1.2.3 油菜与小麦播种机关键部件研究现状
        1.2.4 地表作业工况对播种机作业性能影响研究现状
    1.3 研究目的与内容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 拟解决关键问题
    1.4 研究方法与技术路线
    1.5 本章小结
第二章 油麦兼用型宽幅高速气送式播种机总体设计与分析
    2.1 引言
    2.2 总体结构与设计方案分析
    2.3 工作过程及原理
    2.4 气送式排种系统设计与参数分析
        2.4.1 气送式排种系统总体结构设计与分析
        2.4.2 气送式集排器供种装置设计与参数分析
        2.4.3 气送式集排器输种部件设计与参数分析
        2.4.4 气送式集排器分配装置设计与参数分析
        2.4.5 气送式集排器匀种涡轮设计与参数分析
    2.5 气送式排肥系统分配装置设计与参数分析
        2.5.1 气送式排肥系统的总体设计与分析
        2.5.2 送肥管
        2.5.3 分配装置主体
        2.5.4 肥料颗粒与分配装置弹性碰撞过程分析
    2.6 凿式开沟装置设计与参数分析
        2.6.1 开沟装置的总体结构设计与分析
        2.6.2 凿式曲面设计与分析
        2.6.3 仿形机构仿形壁弹性形变力学分析
        2.6.4 开沟装置与土壤仿形互作关系力学分析
        2.6.5 仿形机构设计与分析
        2.6.6 导流板
        2.6.7 覆土弹片
    2.7 本章小结
第三章 气送式排种与排肥系统性能仿真试验及其种肥迁移轨迹分析
    3.1 引言
    3.2 地表坡度对油麦兼用型宽幅高速气送式播种机工作过程的影响
    3.3 气送式排种系统排种随机过程分析
    3.4 排种过程中种子受地表坡度影响的力学及其迁移轨迹分析
        3.4.1 充种及携种环节种子受地表坡度影响的力学及其迁移轨迹分析
        3.4.2 投种环节种子受地表坡度影响的力学及其迁移轨迹分析
        3.4.3 出种环节种子受地表坡度影响的力学及其迁移轨迹分析
    3.5 基于DEM-CFD的气送式集排器输种部件结构对输种性能影响试验
        3.5.1 模型建立
        3.5.2 试验方法
        3.5.3 结果与分析
    3.6 基于DEM-CFD的气送式集排器分配装置性能优化试验
        3.6.1 模型建立
        3.6.2 试验方法
        3.6.3 二次旋转正交组合试验
    3.7 基于DEM-CFD的气送式排肥器分配装置结构型式对排肥性能的影响
        3.7.1 仿真模型
        3.7.2 试验方法
        3.7.3 结果与分析
    3.8 基于EDEM的地表坡度对供种性能及种子迁移轨迹影响分析
        3.8.1 基于EDEM的前后倾斜对供种性能及种子迁移轨迹影响
        3.8.2 基于EDEM的侧向倾斜对供种性能及种子迁移轨迹影响
    3.9 基于DEM-CFD的地表坡度对出种性能及种子迁移轨迹影响解析
        3.9.1 模型建立
        3.9.2 试验方法与评价方式
        3.9.3 结果与分析
    3.10 基于CFD的6 自由度动网格模型的匀种涡轮结构型式对气流场影响
        3.10.1 仿真方法
        3.10.2 结果与分析
    3.11 基于CFD的6 自由度动网格模型的匀种涡轮叶片数量对气流场影响
        3.11.1 仿真方法
        3.11.2 结果与分析
    3.12 本章小结
第四章 油麦兼用型宽幅高速气送式播种机关键部件台架试验与改进
    4.1 引言
    4.2 基于仿形辊弹性形变的凿式开沟装置开沟性能优化试验
        4.2.1 试验设备
        4.2.2 试验设计与方法
        4.2.3 二次旋转正交组合试验
    4.3 基于智能种植机械测试平台的输种部件和分配装置高速排种性能验证试验
        4.3.1 试验材料与设备
        4.3.2 试验方案
        4.3.3 结果与分析
    4.4 气送式排肥器分配装置排肥性能验证试验
        4.4.1 试验设备
        4.4.2 试验方法
        4.4.3 结果与分析
    4.5 地表坡度对气送式排种系统供种性能影响的模拟试验
        4.5.1 试验设备
        4.5.2 试验设计与方法
        4.5.3 结果与分析
    4.6 地表坡度对气送式排种系统出种性能影响的模拟试验
        4.6.1 试验设备
        4.6.2 试验方案
        4.6.3 结果与分析
    4.7 匀种涡轮结构型式对受地表坡度影响的排种性能验证试验
        4.7.1 试验设备
        4.7.2 试验方案
        4.7.3 结果与分析
    4.8 叶片数量对受地表坡度影响的排种性能验证试验
        4.8.1 试验设备与方案
        4.8.2 结果与分析
    4.9 本章小结
第五章 油麦兼用型宽幅高速气送式播种机田间试验与分析
    5.1 引言
    5.2 开种沟装置对播种机作业性能影响对比试验
        5.2.1 试验设备与方案
        5.2.2 试验评价指标
        5.2.3 结果与分析
    5.3 冬油菜和冬小麦田间试验及出苗效果测试与分析
        5.3.1 试验方案
        5.3.2 播深稳定性分析
        5.3.3 出苗效果分析
        5.3.4 拖拉机轮胎压痕对播深及出苗效果影响分析
    5.4 春油菜田间试验及出苗效果测试与分析
        5.4.1 试验方案
        5.4.2 播深稳定性分析
        5.4.3 出苗效果分析
        5.4.4 拖拉机轮胎压痕对播深及出苗效果影响分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论与讨论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
附录A:课题来源
附录B:注释说明
附录C:攻读博士学位期间主要研究成果
致谢

(3)免耕播种机分拨草防堵装置的设计与研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外被动式分拨草防堵装置的研究现状
        1.2.1 国内被动式分拨草防堵装置的研究
        1.2.2 国外被动式分拨草防堵装置的研究
    1.3 国内外主动式分拨草防堵装置的研究现状
        1.3.1 国内主动式分拨草防堵装置的研究
        1.3.2 国外主动式分拨草防堵装置的研究
    1.4 主要研究内容与技术路线
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 技术路线
2 仿生拨草防堵装置的设计及仿真分析
    2.1 生物原型的结构分析
        2.1.1 仿生法介绍
        2.1.2 生物原型的选择
    2.2 前肢拟合方程的获取
        2.2.1 白星花金龟前肢结构分析
        2.2.2 试验设备
        2.2.3 试验步骤
        2.2.4 试验结果
    2.3 仿生拨草轮的参数设计
        2.3.1 轮盘设计指标
        2.3.2 仿生拨草轮的三维建模
        2.3.3 拨草轮盘运动分析
        2.3.4 拨草轮防堵作业离散元仿真分析
    2.4 本章小结
3 仿生分草防堵装置的设计及仿真分析
    3.1 仿生分草挡板的结构设计
        3.1.1 白星花金龟后肢结构分析
        3.1.2 白星花金龟后肢轮廓曲线提取
        3.1.3 后肢轮廓曲线的拟合
    3.2 仿生分草栅条的结构设计
        3.2.1 白星花金龟后肢运动观察
        3.2.2 白星花金龟后肢运动轨迹的获取
        3.2.3 后肢运动轨迹曲线点阵坐标获取
        3.2.4 后肢运动轨迹曲线的拟合
    3.3 仿生分草防堵装置的整机设计
        3.3.1 分草防堵思路的确立
        3.3.2 分草防堵装置整体结构
        3.3.3 分草装置防堵作业离散元仿真分析
    3.4 本章小结
4 分拨草防堵装置的设计及离散元仿真分析
    4.1 整机结构设计
    4.2 仿生分拨草免耕防堵装置的仿真分析
        4.2.1 离散元法简介
        4.2.2 颗粒床Hertz-Mindlin with JKR接触模型介绍
        4.2.3 离散元仿真设置
        4.2.4 组合式分拨草防堵装置工作的离散元仿真
        4.2.5 Box-Behnken优化试验设计
        4.2.6 回归模型与显着性方差分析
    4.3 试验参数优化结果的分析与讨论
        4.3.1 入土深度与机具前进速度之间的交互作用
        4.3.2 入土深度与分草挡板偏角之间的交互作用
        4.3.3 机具前进速度与分草挡板偏角之间的交互作用
    4.4 试验参数优化结果的分析与讨论
        4.4.1 模型参数优化
        4.4.2 模型拟合分析
    4.5 本章小结
5 田间试验
    5.1 机具的加工制造
    5.2 田间试验的条件
    5.3 试验指标与方法
        5.3.1 机具通过性检测
        5.3.2 种带秸秆清除率
        5.3.3 土壤扰动量的测定
    5.4 性能检验与结果分析
    5.5 本章小结
6 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录A:本人在攻读硕士学位期间的科研情况
附录B:图像识别程序

(4)高速免耕播种机单体设计与试验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题背景
    1.2 国内外免耕播种机研究现状
        1.2.1 国外免耕播种机研究现状
        1.2.2 国内免耕播种机研究现状
    1.3 现阶段免耕播种机存在的问题
    1.4 主要研究内容
    1.5 研究方法和技术路线
        1.5.1 研究方法
        1.5.2 技术路线
    1.6 本章小结
第二章 高速免耕播种机单体总体方案设计
    2.1 高速免耕播种机单体总体设计要求
    2.2 高速免耕播种机单体结构方案设计
        2.2.1 高速种管结构方案设计
        2.2.2 单体传动机构方案设计
        2.2.3 种箱支撑座板结构方案设计
        2.2.4 单体机架结构方案设计
    2.3 本章小结
第三章 高速免耕播种机单体关键部件设计计算
    3.1 高速种管关键部件设计计算
        3.1.1 变速箱箱体的设计
        3.1.2 电机的计算选型
        3.1.3 轴承的计算选型
        3.1.4 齿轮及连接轴的设计计算
        3.1.5 梯形齿同步带和带轮的设计
        3.1.6 梯形齿同步带张紧机构设计
    3.2 高速种管下底板的设计
    3.3 高速种管上固定板的设计
    3.4 高速种管下固定板的设计
    3.5 单体传动机构设计计算
        3.5.1 链传动的设计计算
        3.5.2 链轮的设计计算
        3.5.3 导向链轮机构的设计计算
    3.6 本章小结
第四章 高速免耕播种机单体关键部件仿真分析
    4.1 种箱支撑座板装配的有限元分析
        4.1.1 材料的特征参数
        4.1.2 网格的划分
        4.1.3 加载及约束
        4.1.4 有限元计算结果分析
    4.2 单体机架的有限元分析
        4.2.1 单体机架材料的选择
        4.2.2 单体机架的网格划分
        4.2.3 单体机架的约束加载
        4.2.4 单体机架的有限元分析结果
    4.3 基于EDEM种子输送过程仿真分析
        4.3.1 颗粒模型
        4.3.2 模型及参数的确定
        4.3.3 EDEM对投种过程的仿真分析
        4.3.4 仿真结果分析
    4.4 本章小结
第五章 高速免耕播种机单体的样机性能试验
    5.1 样机试制
    5.2 试验目的
    5.3 试验材料
    5.4 试验因素的选择
    5.5 试验指标的确定
    5.6 试验过程
        5.6.1 试验方法
        5.6.2 单因素试验结果分析
        5.6.3 二次回归正交旋转组合试验设计
        5.6.4 二次回归正交旋转组合试验结果分析
        5.6.5 双因素对合格指数的影响
        5.6.6 双因素对重播指数的影响
        5.6.7 双因素对漏播指数的影响
        5.6.8 工作参数的优化
        5.6.9 验证性试验
    5.7 本章小结
第六章 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文及专利

(5)垄作原位免耕播种机侧向多级残茬处理关键技术及装备研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究的目的与意义
    1.2 残茬处理技术研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 研究的主要内容与方法
    1.4 技术路线
2 侧向多级残茬处理技术方案设计
    2.1 设计原则
        2.1.1 种床构建
        2.1.2 宽幅高速作业
    2.2 残茬处理装置结构及工作原理
    2.3 关键参数确定
    2.4 本章小结
3 定轴式种床构建装置研究
    3.1 总体设计
        3.1.1 结构组成
        3.1.2 工作原理
    3.2 侧向清秸刀设计与试验研究
        3.2.1 侧向清秸工作分析与滑切曲线设计
        3.2.2 清秸性能影响规律分析与参数优化试验
    3.3 侧向清茬刀设计与试验研究
        3.3.1 侧向清茬刀工作分析
        3.3.2 侧向清茬刀正切刃设计
        3.3.3 清茬性能影响规律分析与参数优化试验
        3.3.4 模糊综合评价分析
    3.4 基于离散元法结构参数组合优化仿真试验
        3.4.1 秸秆覆盖土壤离散元模型建立
        3.4.2 仿真试验方案
        3.4.3 性能指标测定方法
        3.4.4 仿真试验结果与分析
        3.4.5 参数组合优化与验证试验
    3.5 本章小结
4 残茬单级运移机理分析及整流装置研究
    4.1 整流装置的设计
        4.1.1 结构及工作原理
        4.1.2 残茬单级运移机理分析与结构参数设计
    4.2 离散元仿真试验研究
        4.2.1 系统模型构建
        4.2.2 接触模型与本征参数
        4.2.3 仿真试验方案
        4.2.4 性能评价指标测定方法
    4.3 仿真试验结果与分析
        4.3.1 各因素对性能评价指标影响规律分析
        4.3.2 参数组合优化
    4.4 田间试验
        4.4.1 验证试验
        4.4.2 对比试验
    4.5 本章小结
5 基于侧向清秸原理的残茬破碎抛撒装置研究
    5.1 设计原则
    5.2 结构及工作原理
        5.2.1 结构组成
        5.2.2 工作原理
    5.3 关键部件设计
        5.3.1 破碎抛撒刀轴设计
        5.3.2 抛撒调控蜗壳设计
    5.4 残茬破碎抛撒装置工作过程分析
        5.4.1 残茬捡拾过程分析
        5.4.2 残茬破碎过程分析
        5.4.3 残茬抛撒过程分析
    5.5 基于EDEM残茬颗破碎特性分析
        5.5.1 系统模型构建
        5.5.2 接触模型与本征参数
        5.5.3 仿真试验方案
        5.5.4 仿真试验结果与分析
        5.5.5 参数组合优化
    5.6 基于CFD-DEM残茬颗粒群运动特性分析
        5.6.1 系统模型构建
        5.6.2 耦合仿真参数
        5.6.3 仿真试验方案
        5.6.4 仿真试验结果与分析
        5.6.5 参数组合优化
    5.7 田间试验
    5.8 本章小结
6 残茬覆盖技术对土壤结构和作物产量影响
    6.1 材料与方法
        6.1.1 试验条件
        6.1.2 试验材料
        6.1.3 试验方案
    6.2 评价指标测定
        6.2.1 土壤容重
        6.2.2 土壤孔隙度
        6.2.3 土壤有机质含量
        6.2.4 作物产量
    6.3 结果与分析
        6.3.1 各处理对土壤容重的影响分析
        6.3.2 各处理对土壤孔隙度的影响分析
        6.3.3 各处理对土壤有机质含量的影响分析
        6.3.4 各处理对作物产量的影响分析
    6.4 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文

(6)免耕播种机防堵技术研究进展(论文提纲范文)

0 引言
1 秸秆力学性质研究
2 免耕播种机防堵关键理论与技术
3 国内外主要机型与研究进展
    3.1 国外免耕播种机发展概况
    3.2 国内免耕播种机发展概况
4 存在的问题与对策
5 结论

(7)滚筒固秸注射式玉米免耕播种机关键部件设计与仿真试验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景及目的意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 目的意义
    1.2 国内外研究情况和发展趋势
        1.2.1 国内研究情况
        1.2.2 国外研究情况
        1.2.3 存在问题及发展趋势
    1.3 研究内容和方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 技术路线
    1.4 预期结果及技术指标
2 成穴轨迹分析与机构选择
    2.1 成穴轨迹分析
    2.2 机构对比与分析
        2.2.1 连杆机构
        2.2.2 组合机构
    2.3 机构改进
3 双凸轮式轨迹形成机构设计
    3.1 工作原理与机构分析
        3.1.1 工作原理
        3.1.2 约束条件分析
        3.1.3 运动学分析
    3.2 速度补偿凸轮设计
        3.2.1 轮廓线数学模型的建立
        3.2.2 基于轮廓线数学模型与VB.NET的凸轮生成方法
        3.2.3 速度补偿凸轮辅助设计系统
    3.3 成穴凸轮设计
        3.3.1 轮廓线数学模型的建立
        3.3.2 成穴凸轮辅助设计系统
    3.4 结构设计与数字样机仿真
        3.4.1 结构设计
        3.4.2 CATIA数字样机仿真
        3.4.3 仿真结果分析
    3.5 弹簧的设计
        3.5.1 弹簧刚度的确定
        3.5.2 几何尺寸计算
4 成穴器设计
    4.1 成穴器方案
    4.2 成穴器结构设计与工作原理
        4.2.1 结构设计
        4.2.2 工作原理
    4.3 空间位置分析
    4.4 成穴运动轨迹修正
    4.5 挡板设计
5 其他部件设计与选型
    5.1 滚筒固秸机构设计
    5.2 排种器选型
    5.3 地轮设计
        5.3.1 轮胎选型
        5.3.2 结构设计
6 技术集成
    6.1 总体结构与工作原理
        6.1.1 总体结构
        6.1.2 工作原理
    6.2 传动系统设计
        6.2.1 传动方案
        6.2.2 传动比确定
    6.3 株距调节方案
7 仿真试验研究
    7.1 干涉与碰撞
    7.2 穴距与穴深
    7.3 穴口形状
8 结论
致谢
参考文献
附录 A
附录 B
攻读硕士学位期间发表的学术论文

(8)气吹式防堵大豆免耕播种机设计与试验(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及目的
    1.2 国内外免耕播种机研究现状
        1.2.1 国外免耕播种机研究现状
        1.2.2 国内免耕播种研究现状
    1.3 免耕播种机防堵装置的研究
        1.3.1 国外免耕播种机防堵装置的研究现状
        1.3.2 国内免耕播种机防堵装置的研究现状
    1.4 研究的内容、方法和技术路线
        1.4.1 课题来源
        1.4.2 研究内容与方法
        1.4.3 技术路线
    1.5 本章小结
第二章 气吹式防堵大豆免耕播种机总体方案设计
    2.1 设计要求
    2.2 整机结构及工作原理
    2.3 本章小结
第三章 免耕播种机关键部件的研究与设计
    3.1 防堵装置关键部件设计
        3.1.1 防堵机理
        3.1.2 鼓风风扇的结构确定
        3.1.3 鼓风风扇的传动设计
        3.1.4 鼓风风扇轴的参数设计与计算
        3.1.5 鼓风风扇产生风力的分析
    3.2 清茬装置关键部件设计
        3.2.1 浅旋刀参数设计
        3.2.2 刀片运动分析
    3.3 施肥装置设计
        3.3.1 施肥开沟器设计
        3.3.2 排肥器选型与排肥量计算
    3.4 播种装置设计
        3.4.1 排种器选型
        3.4.2 镇压轮的设计
    3.5 整机三维造型
        3.5.1 关键部件建模
        3.5.2 整机虚拟装配
    3.6 本章小结
第四章 免耕播种机关键部件的有限元分析
    4.1 ANSYS软件简介
    4.2 浅旋刀有限元分析
    4.3 机架有限元分析
    4.4 本章小结
第五章 气吹式大豆免耕播种机样机试制与田间试验
    5.1 样机试制及主要技术参数
        5.1.1 样机试制
        5.1.2 主要技术参数
    5.2 田间试验目的及内容
        5.2.1 试验目的
        5.2.2 试验内容与方法
    5.3 试验设计
        5.3.1 试验条件
        5.3.2 试验评价指标
    5.4 试验结果与分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(9)多功能洁区免耕播种机的设计与试验(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外研究背景
        1.2.2 国外研究现状
        1.2.3 国内研究现状
    1.3 研究的主要内容及方法
    1.4 本章小结
第二章 洁区免耕播种的主要技术要求及参数
    2.1 免耕地土壤的基本物理特性
        2.1.1 免耕地的主要特征
        2.1.2 宿州市芦岭镇土壤的主要特征
    2.2 秸秆残留的基本特征和物理特性
        2.2.1 皖北地区免耕地秸秆残留覆盖率参数
        2.2.2 田间覆盖秸秆长度参数
    2.3 主要作物类型及分布
    2.4 整机主要技术要求
    2.5 本章小结
第三章 虚拟样机的建模及关键部件的设计与分析
    3.1 整机的三维建模及工作原理
    3.2 关键零部件的设计及分析
        3.2.1 种箱的多功能性设计
        3.2.2 排种机构的设计
        3.2.3 机架的设计及仿真
    3.3 本章小结
第四章 开沟器的设计与分析
    4.1 开沟器整体结构及仿形机构的设计
    4.2 开沟器设计
    4.3 防堵装置的设计与分析
    4.4 关键部件的仿真分析
    4.5 本章小结
第五章 洁区免耕播种机的试验研究
    5.1 试验目的
    5.2 试验设计
        5.2.1 试验内容
        5.2.2 试验田选定
        5.2.3 试验设计
    5.3 试验数据的处理及汇总
        5.3.1 试验数据的整合分类
        5.3.2 试验数据的分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(10)电液控原茬地免耕覆秸机仿形限深装置设计与试验(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外免耕播种机研究现状
        1.2.1 国外免耕播种机研究现状
        1.2.2 国内免耕播种机研究现状
    1.3 研究内容与方法
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 内容与方法
        1.3.3 技术路线
    1.4 小结
2 总体方案设计
    2.1 仿形限深装置设计原则
    2.2 设计方案及作业原理
    2.3 小结
3 地轮总成设计
    3.1 地轮总成方案设计
    3.2 刚性从动轮受力分析
        3.2.1 地轮下陷及推土阻力
        3.2.2 免耕播种机地轮受力分析
        3.2.3 播种机地轮行走阻力
    3.3 地轮总成仿形机构设计
        3.3.1 仿形机构受力分析
        3.3.2 仿形机构尺寸参数设计
        3.3.3 地轮支板参数确定
        3.3.4 仿形机构横向宽度确定
    3.4 小结
4 缓冲弹簧仿真试验研究
    4.1 基于ADAMS的缓冲弹簧仿真分析
    4.2 试验因素选择与参数计算
    4.3 地轮总成的运动学仿真
        4.3.1 ADAMS仿真环境与系统工具
        4.3.2 模型导入及参数设置
    4.4 仿真试验及结果分析
    4.5 最优参数确定
    4.6 小结
5 液压系统设计及仿真
    5.1 液压系统设计原则及方案
        5.1.1 设计原则
        5.1.2 液压系统设计方案
        5.1.3 主要元件参数确定
    5.2 液压系统建模及仿真
        5.2.1 软件简介
        5.2.2 AMEsim软件建模流程
        5.2.3 液压系统仿真模型建立
    5.3 仿真结果分析
    5.4 远程控制设计
        5.4.1 人机交互界面
        5.4.2 系统工作流程
    5.5 小结
6 田间性能试验
    6.1 试验条件
    6.2 试验材料及设备
    6.3 性能对比试验
        6.3.1 滑移率试验
        6.3.2 刀齿入土深度稳定性试验
    6.4 试验结果与分析
        6.4.1 地轮滑移率分析
        6.4.2 刀齿入土深度稳定性分析
    6.5 小结
7 结论与创新点
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文

四、草地免耕播种技术及其免耕播种机具的研究(论文参考文献)

  • [1]免耕播种防堵技术研究现状及发展建议[J]. 段益平,吴明亮,吕江南,向伟,颜波,马兰,刘佳杰. 中国农业科技导报, 2022
  • [2]油麦兼用型宽幅高速气送式播种机关键部件设计与试验[D]. 王磊. 华中农业大学, 2021
  • [3]免耕播种机分拨草防堵装置的设计与研究[D]. 洪洋. 昆明理工大学, 2021(01)
  • [4]高速免耕播种机单体设计与试验研究[D]. 陈永亮. 沈阳农业大学, 2020(05)
  • [5]垄作原位免耕播种机侧向多级残茬处理关键技术及装备研究[D]. 侯守印. 东北农业大学, 2020
  • [6]免耕播种机防堵技术研究进展[J]. 牛萌萌,方会敏,康建明,张宁宁,张春艳. 农机化研究, 2021(06)
  • [7]滚筒固秸注射式玉米免耕播种机关键部件设计与仿真试验研究[D]. 雷丙华. 东北农业大学, 2020(07)
  • [8]气吹式防堵大豆免耕播种机设计与试验[D]. 赵正涛. 安徽农业大学, 2020(02)
  • [9]多功能洁区免耕播种机的设计与试验[D]. 宣林森. 安徽农业大学, 2020(02)
  • [10]电液控原茬地免耕覆秸机仿形限深装置设计与试验[D]. 唐洪光. 东北农业大学, 2020

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草地免耕播种技术及其免耕种植工具研究
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