鸭嘴滚筒式播种机的设计研究
高效精密大豆播种机设计 说明书论文正文
摘要本文主要介绍了大豆播种机的工作原理及其所能完成的任务。
通过普通拖拉机的牵引带动播种轮的转动，进而通过鸭嘴器的开合实现大豆的机械化播种，大大提高播种的效率，提高劳动生产力。
通过对设计要求的分析，此系统主要由播种轮，鸭嘴器来完成播种要求。
在拖拉机行进过程中，由播种器的轮子带动播种轮的转动，通过安装在播种轮上的鸭嘴器插入离开土壤，完成播种。
此设计主要适用于大面积的土地耕种，可以取代人工播种，降低劳动强度，提高效率，有利于在繁忙时节完成播种要求。
关键词：大豆播种机；播种轮；鸭嘴器；促张杆；连接筒ABSTRACTThis paper describes the membrane Planter principle and can complete the task. Through the ordinary tractor driven broadcast traction Species round of the rotation, and then through vasicine of CDCC achieve membrane mechanized planting and sowing greatly enhance the efficiency, improve labor productivity. Based on the analysis of the design requirements, the system is mainly seeding round, vasicine to fulfill the requirements of sowing. Tractor road in the process, from planting of seeding round driven wheels turning, Through the installation of the seeding round of the duckbilled Insert left soil, completed sowing. This design is mainly applied to a large area of land farmed, can replace artificial seeding, reduced labor intensity, increase efficiency, to be completed during the peak season planting requirements.Key words: Membrane Planter；Seeding-Ferry；vasicine；connection tube；promote a stem目录摘要 (I)Abstract.......................................................................................................................................................................... I I 第1章绪论.. (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题的提出和研究的意义 (1)1.3 国内外播种机机械研究现状 (2)1.4 课题研究的主要内容 (3)第2章大豆播种机方案确定 (4)2.1 总体结构及配置 (4)2.2 工作原理简介 (4)2.3 本章小结 (5)第3章总体设计参数的确定 (6)3.1 排种器的结构及工作过程 (6)3.2 播种轮直径和鸭嘴数量的确定 (7)3.2.1 考虑因素 (7)3.2.2 播种轮直径计算 (7)3.3 本章小结 (8)第4章播种轮和鸭嘴器具体设计 (8)4.1 播种轮设计 (9)4.2 鸭嘴器设计 (11)4.2.1 鸭嘴器结构设计 (11)4.2.2 鸭嘴器的运动分析 (12)4.2.3 成穴器基本参数的确定 (14)4.3 本章小结 (17)第5章主轴设计与校核 (18)5.1 轴的材料 (19)5.2 轴的类型选择 (19)5.3 计算轴上转矩和初步确定最小直径 (20)5.3.1 轴的材料和热处理方式的选择 (21)5.3.2 计算轴上转矩和初步确定最小直径 (21)5.3.3 轴的结构设计 (21)5.4 键联接选择和校核 (22)5.4.1 平键连接 (22)5.4.2 键联接的强度校核 (23)5.5 轴的计算 (25)5.5.1 轴的直径的计算 (25)5.5.2 轴的结构简图 (26)5.5.3 轴上载荷的计算 (26)5.6 本章小结 (29)第6章大豆播种的正确使用 (29)6.1 播种前机具的准备 (29)6.2 使用注意事项 (29)6.3 大豆播种机的特点 (30)6.4 用好大豆播种机 (30)6.5 本章小结 (31)结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)附录 (36)第1章绪论1.1 课题研究的背景农业机械化是农村生产力发展水平的重要标志，是农业和农村经济持续稳定健康发展和实现农业现代化的重要物质技术保障。
播种机设计的研究与优化
播种机设计的研究与优化播种机作为农业机械中的重要设备，对现代化的农业生产起到了至关重要的作用。
在不断发展的农机化进程中，播种机的设计和优化也变得越来越重要。
本文将对播种机设计的研究与优化进行探讨，以提高农机效率和农业生产水平。
一、播种机的基本原理与设计需求播种机作为一种农业机械设备，其基本原理是通过机械装置将种子均匀地撒在农田的土壤中。
根据农作物的不同特点和栽培需求，播种机的设计需求也有所差异。
一般而言，播种机的设计应满足以下几个方面的要求：1.1 均匀撒种：播种机应能够将种子均匀地撒播在地面上，以保证作物的优良生长。
1.2 适应性强：播种机应具备适应不同农作物、不同地块和不同播种条件的能力。
1.3 灵活性好：播种机的设计应具备可调节撒种深度、撒种速度和撒种间距的功能，以适应不同地块和作物需求。
1.4 高效节能：播种机的设计应具备高效的播种能力，降低农业生产成本，提高农机利用率。
二、播种机设计的研究方向与方法2.1 结构优化：通过对播种机结构进行优化，改进构件的制造工艺和材料选用，可以提高播种机的耐用性和稳定性，同时减小重量和成本。
2.2 运动学分析：通过运动学分析，研究播种机在撒种过程中的动作路径、速度和力学参数，以求达到最佳撒种效果。
2.3 播种深度控制：研究播种深度的控制机构和方法，以保证播种的准确性和一致性。
可以采用液压、气动等控制方式进行深度调节。
2.4 播种间距调节：通过研究播种间距的调节方法和控制装置，可以实现不同农作物和不同行距要求的播种。
2.5 播种速度优化：通过对播种速度进行优化研究，可以提高播种的效率，并减少农业生产成本。
2.6 电子化智能化：采用传感器、控制系统和数据分析等先进技术，实现播种过程的自动化、智能化，提高播种机的工作效率和生产能力。
三、播种机设计的优化案例3.1 播种轮设计优化：通过研究和改善播种机的撒种轮结构和材料，减小摩擦阻力，提高播种的准确性和一致性。
3.2 播种深度控制优化：采用液压控制系统，根据不同农作物和不同土壤条件的要求，调整播种深度，确保种子在适宜的深度埋藏。
玉米播种机的设计(毕业论文doc)
目录第一章绪论 (1)1.1课题来源 (1)1.2本课题的项目背景及研究意义 (1)1.2.1国内发展概况 (3)1.2.2 国外发展概况 (4)1.3课题研究的主要内容 (5)1.3.1主要内容 (5)1.3.2技术要求 (5)1.3.3关于题目的具体要求 (5)1.4关键问题及解决思路 (5)1.4.1关键问题 (5)1.4.2解决思路及设计方案 (5)1.5设计方法和技术路线 (7)第二章播种机的结构设计 (9)2.1转动部分的设计 (9)2.1.1行走地轮的设计 (9)2.1.2鸭嘴的选用 (9)2.1.3接种漏斗的设计 (10)2.2内部固定部分的设计 (11)2.2.1固定部分外壳的设计 (11)2.2.2播种机构的工作原理 (11)2.2.3排种轮的设计 (12)2.2.4毛刷轮的设计 (15)2.2.5各零件位置配合的设计 (17)2.2.6固定部分外壳的继续设计 (17)2.2.7排种盘的设计 (19)2.3中心轴承的选择 (21)2.4轴的设计和校核 (21)2.5地轮与轴连接方式的设计 (22)2.6链轮和链条的选用 (23)2.7推杆和连接部分的设计 (24)2.8本章小结 (24)第三章播种监控装置的设计 (24)3.1红外发射接收装置的选用及安装 (26)3.2无线信号收发模块的选用及安装 (28)3.3单片机的选用及安装 (29)3.4蜂鸣器的选用 (29)3.5电路图及程序设计思路 (30)3.6整合 (31)3.7本章小结 (31)总结 (30)致谢 (31)参考文献 (35)第一章绪论1.1课题来源本课题来源于北华大学机械工程学院和桦甸市宏昌机械厂的校企合作项目。
1.2国内外发展概况我国玉米主要种植地区在黑龙江、吉林、辽宁、北京、河北、山东、河南、内蒙古、西北等地。
播种机是农业生产中关键作业环节，必须在较短的播种农时内，根据农业技术要求，将种子播到田地里去，使作物获得良好的发育生长条件。
鸭嘴滚轮式花生播种器设计与运动轨迹分析_顾峰玮
2010年第4期总第230期中国农机化ＣｈｉｎｅｓｅＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎＮｏ.4,2010ＴｏｔａｌＮｏ.230鸭嘴滚轮式花生播种器设计与运动轨迹分析＊顾峰玮,胡志超,王海鸥,计福来,田立佳(农业部南京农业机械化研究所,南京市,210014)摘要:研究分析了播种器关键部件成穴器及排种器的主要类型、优缺点,设计了一种带鸭嘴滚轮式花生播种器,确定各部件参数,并对鸭嘴、排种器、弹簧压板进行运动轨迹仿真分析,最后通过播种试验考察该花生播种器作业效果,并提出下一步改进措施。
关键词:花生播种器;鸭嘴;排种器;滚轮式中图分类号:Ｓ223.23 文献标识码:Ａ ｄｏｉ:10.3969/ｊ.ｉｓｓｎ.1006-7205.2010.04.016顾峰玮,胡志超,王海鸥,计福来,田立佳.鸭嘴滚轮式花生播种器设计与运动轨迹分析[Ｊ].中国农机化,2010,(4):60～63,67ＧＵＦｅｎｇ-ｗｅｉ,ＨＵＺｈｉ-ｃｈａｏ,ＷＡＮＧＨａｉ-ｏｕ,ＪＩＦｕ-ｌａｉ,ＴＩＡＮＬｉ-ｊｉａ.Ｄｅｓｉｇｎｏｆａｄｕｃｋｂｉｌｌ-ｒｏｌｌｅｒｐｅａｎｕｔｓｅｅｄｅｒａｎｄａｎａｌ-ｙｓｉｓｏｆｉｔｓｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ[Ｊ].ＣｈｉｎｅｓｅＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ,2010,(4):60～63,67收稿日期:2010年1月14日 修回日期:2010年3月30日＊基金项目:根茎类作物机械化收获关键技术与装备的研发(200903053)顾峰玮,男,1984年生,江苏南通人,硕士,农业部南京农业机械化研究所助理研究员;研究方向为农业机械设计。
胡志超(通讯作者),男,1963年生,陕西蓝田人,农业部南京农业机械化研究所研究员、硕士生导师;研究方向为农业机械设计、农产品加工技术装备。
王海鸥,男,1978年生,安徽桐城人,硕士,农业部南京农业机械化研究所助理研究员;研究方向为农产品加工技术装备。
鸭嘴滚筒式播种机的设计研究
鸭嘴滚筒式播种机的设计研究1精密播种机发展现状与趋势播种机是农业生产中关键作业环节，必须在较短的播种农时内，根据农业技术要求，将种子播到田地里去，使作物获得良好的发育生长条件。
作物的出苗、苗全和苗壮，因而由于精密播种可以保证种子在田间最合理分布，播种量精确，株距均匀，播深一致，为种子的生长发育创造最佳条件，可以大量节省种子，减少田间间苗用工，保证作物稳产高产。
因此，现代农业对精密播种机械的要求越来越迫切[1]。
1.1我国精密播种机发展现状我国从80年代末便开始研制精密播种机械。
由于种子质量、整地条件、机械制造水平及机器价格等因素制约，我国80年代主要是推广半精量播种。
90年代以来，我国逐步推广精密播种机，有10多个企业生产了20多种型号的精密播种机。
精密播种机以作物种类分为玉米及大豆精密播种机、谷物（小麦）精密播种机、甜菜精密播种机；以配套动力分为小型（5.8～13.2kw）、中型（16.2～36.8kw）和大型播种机（40.4kw以上）精密播种机；以排种器形式分为机械式和气力式两大类精密播种机；机械式中又可分为垂直圆盘式、垂直窝眼式、锥盘式、纹盘式、水平圆盘式、带夹式等形式精密播种机。
1.2精密播种机的发展前景1.2.1单粒精密播种机迅速发展在国外，中耕作物如甜菜、玉米、棉花和某些蔬菜、豆类的播种都已大量采用精密播种，主要采用机械式和气力式两种精密播种机。
由于气力式播种机对种子尺寸要求不严，不需精选分级，容易达到单粒精播，而且通用性较好，又能适合较高速播种，因此使用气力式播种机越来越多。
为了达到单粒精播，提高株距的均匀性，大多都采用可精调刮种器，将多余种子清除掉；为了降低投种高度，减小种子下抛速度与前进速度之间的相对速差，而设置导种轮或导种管。
但是，精密播种受高速作业的影响很大。
现有的精密播种机试验结果表明，一般作业速度在4～8 km／h时，其株距合格率达80％以上；而作业速度提高到11～12 km／h时，株距合格率下降到60％以下。
栽植鸭嘴开合控制机构分析与参数优化
栽植鸭嘴开合控制机构分析与参数优化焦灏博;刘姣娣;田东洋【摘要】[目的]针对钵苗栽植过程中存在漏苗、挂膜与栽植穴口过大等影响钵苗栽植质量的问题,试验研究了栽植鸭嘴开合控制机构运动特性与栽植鸭嘴的结构特性.[方法]基于MATLAB软件,采用遗传算法,在杆件参数的约束条件下,将高副关节位移优化到最大,保证栽植鸭嘴张角的稳定性.[结果]通过高副关节的运动位移与栽植鸭嘴的结构优化,获得鸭嘴开合控制机构的杆件参数最优值.[结论]通过田间试验统计分析,当移栽机的前进速度为0.5 m/s时,钵苗的直立度为87.5°,栽植穴口直径为33 mm,漏苗率仅为2％,表明栽植鸭嘴开合控制机构性能参数的优化提高了钵苗栽植质量.【期刊名称】《甘肃农业大学学报》【年(卷),期】2018(053)005【总页数】7页(P197-203)【关键词】栽植鸭嘴开合控制机构;高副关节;有效位移;参数优化【作者】焦灏博;刘姣娣;田东洋【作者单位】石河子大学机械电气工程学院,新疆石河子 832000;桂林理工大学机械与控制工程学院,广西桂林 541006;石河子大学机械电气工程学院,新疆石河子832000【正文语种】中文【中图分类】S223.9目前鸭嘴式移栽机作业过程为闭合接苗——扎穴入土——张开植苗[1-7]，其栽植过程由栽植机构完成.栽植机构由栽植轨迹控制机构、开合控制机构与栽植鸭嘴组成.栽植鸭嘴与开合控制机构合称为栽植鸭嘴开合控制机构.针对栽植钵苗直立度低，挂膜程度大，钵苗损伤率高，栽植穴口直径过大等问题[8]，很多学者通过研究栽植轨迹控制机构[9-14]及钵苗与鸭嘴碰撞[15-17]过程，提高栽植质量.但是通过田间试验分析发现，栽植鸭嘴的张角大小影响着钵苗是否能成功从鸭嘴落入穴孔.在鸭嘴离开穴孔时，鸭嘴张角过大，出现垂直方向的挂膜、穴口过大、漏苗等现象尚未被研究.因此栽植鸭嘴开合控制机构参数对栽植钵苗漏苗率，挂膜程度存在很大影响.本试验以Liu J D等[3]研究的膜上零速栽植齿轮五杆机构为前提，以栽植鸭嘴开合控制机构的工作过程为基础，以高副关节运动位移为切入点，分析栽植鸭嘴开合控制机构对栽植穴口直径、挂膜程度、漏苗率的影响，进一步提高钵苗的栽植质量.1 栽植鸭嘴开合控制机构原理分析栽植机构如图1所示，由行星齿轮五杆栽植轨迹控制机构与栽植鸭嘴开合控制串联机构组成.其中行星齿轮五杆栽植轨迹控制机构由行星轮盒、连杆、连架杆、机架杆、机架组成，栽植鸭嘴开合控制机构由凸轮、推杆、摆杆、栽植鸭嘴片1、栽植鸭嘴片2、摆杆2组成.栽植鸭嘴指甲为行星齿轮五杆栽植轨迹控制机构与栽植鸭嘴开合机构的过渡构件，使栽植鸭嘴始终保持垂直地面.栽植轨迹控制机构带动栽植鸭嘴开合控制机构实现接苗与送苗.栽植鸭嘴开合控制机构的鸭嘴张角由凸轮的轮廓曲线控制[18].在零速栽植轨迹与凸轮的轮廓曲线一定的条件下，分析栽植鸭嘴开合控制机构的性能对栽植鸭嘴张角大小，栽植穴口直径，挂膜程度，漏苗率等的影响，提高钵苗的栽植质量.图2为栽植鸭嘴张开植苗时，栽植鸭嘴开合控制机构的原理图，栽植鸭嘴片1,栽植鸭嘴片2分别固定在BCD杆和DE杆上，AB杆水平往复移动带动BCD杆绕点C摆动，使BCD杆与DE杆产生一定的角度差，其角度差为栽植鸭嘴张角.番茄苗栽植深度dp为50～80 mm，穴口直径ds为30～40 mm[14]，该机构栽植鸭嘴张角Δβ3满足β3≤2arctanmin(ds)/max(2dp)=0.21.因此栽植鸭嘴张角设计值Δβ3=20°.1：行星轮盒；2：连杆；3：栽植鸭嘴指甲；4:凸轮；5:推杆；6:摆杆1；7:栽植鸭嘴片1；8:栽植鸭嘴片2；9:摆杆2；10：连架杆；11：机架杆；12：机架.1:Planetary gear box;2:Link;3:Planting duckbill nail;4:Cam;5:Pushing bar;6:Rotation bar 1;7:The one side of the planting duckbill 1;8:The other side of planting duckbill;9:Rotation bar two;10:Connecting bar;11:Rack bar;12:Frame.图1 栽植机构Figure 1 Transplanting mechanism1：BH的长度为l1；2：BC杆长为l2；3：CD杆长为l3；4：DE杆长为l4；5：CE杆长为l5；6：∠ABC为β1；7：∠DCE为β2 ；8：∠CDE为β3；9：∠DEC为β4；10：∠BCD为θ；11：栽植鸭嘴片1；12：栽植鸭嘴片2 .1:Length ofBH l1;2:Length of BC l2;3：Length of CD l3;4:Length of DE l4;5:Length of CE l5;6:Angle of ∠ABC β1;7:Angle of ∠DCE β2;8:angle of∠CDEβ3;9：Angleof∠DECβ4;10：Angle of∠BCDθ;11:The one side of the planting duckbill1;12:The other side of planting duckbill.图2 栽植鸭嘴开合控制机构原理图Figure 2 Principle of the controlling opening-closing mechanism通过分析栽植鸭嘴开合控制机构的关节运动学特性，提高鸭嘴张角的稳定性，解决栽植作业过程中出现漏苗的问题.定义关节有效位移量=关节最大位移量-关节动态磨损量.在栽植鸭嘴开合控制机构中，高副关节B与D的有效位移决定栽植鸭嘴张开角度的大小.为了便于分析，根据章易程等[18]基于摩擦功原理的高副滑动磨损的研究，高副关节位移时，关节运动100～200 h的最大动态磨损量为0.1 mm.栽植鸭嘴开合控制机构连续栽植钵苗时，由于高副关节动态磨损，高副关节产生的位移变小，导致栽植鸭嘴张开的角度变小，钵苗无法顺利落入栽植穴孔，产生钵苗漏栽等现象.因此，通过优化高副关节位移，使高副关节位移远大于高副关节动态磨损量0.1 mm.确保栽植鸭嘴开合角度的稳定性，提高钵苗栽植质量.2 栽植鸭嘴开合控制机构的运动特性分析在栽植鸭嘴开合控制机构中，高副关节B的位移通过构件之间运动关系传递到高副关节D中，再经过三角函数转化关系，将高副关节D的位移转化为栽植鸭嘴的张开角度.为了便于分析，关节位移传递效率定义为p=有效位移量/最大位移量.当高副关节磨损量一定时，高副关节位移越大，关节有效位移越大，有利于提高高副关节位移的传递效率，保持栽植鸭嘴张角的稳定性.对高副关节B与高副关节D的位移参数优化，使其位移在约束条件下最大，有效解决在栽植过程中出现漏苗与栽植穴口直径不稳定的问题.因此，建立开合控制机构的高副关节B与高副关节D的位移参数数学模型，在约束区域内寻求高副关节B与高副关节D的各自最大位移对应的杆件参数值，通过最优的参数设计，提高栽植鸭嘴开合控制机构的运动学特性，使栽植穴口直径稳定，同时有效降低栽植钵苗的漏苗率.2.1 高副关节D位移数学模型高副关节D的位移可以表示为栽植鸭嘴张开与闭合时，DE杆长度的变化量.因此，栽植鸭嘴处于闭合状态时，在△CDE中，由正弦定理可得：(1)整理(1)式得：(2)当栽植鸭嘴处于张开时，在△CDE中由正弦定理推出：式中，在栽植鸭嘴张开时，DE杆的长度为l4-1，β2的变化量为Δβ2，β3的变化量为Δβ3，且等于栽植鸭嘴的张角，所以Δβ3=20°.因此，高副关节D位移等于DE杆在栽植鸭嘴张合的长度变化量Δl4，由式(2)、(3)得杆件l4的长度变化量Δl4为：(4)图2中由△CDE的内角变化关系得：β3= 180°-(β2+β4)(5)Δβ3=Δβ2+Δβ4(6)式中，Δβ4为栽植鸭嘴张开时β4的变化量.CD杆与DE杆近似成对称分布，图2中存在垂直方向平行关系，有：β3= 180°-(β2+β4)，Δβ3=Δβ2+Δβ4 ，β2=β4，Δβ2=Δβ4 ，Δβ4为栽植鸭嘴张开时β4的变化量.由此得:β3=180°- 2β2(7)Δβ3=2Δβ2 ，Δβ2=10°(8)通过机构的空间布局的几何分析得β3∈[90°,180°) ，β2∈[45°,90°) ；由栽植鸭嘴开合控制机构的工作空间分析得l5的取值范围为0≤l5≤50 mm.图3 高副关节D位移Δl4的数学模型Figure 3 Mathematics model of the displacement of joint D Δl4通过以上分析，高副关节D的位移变化Δl4的数学模型为：优化参数的约束条件如下:g1=-β3≤0g2=β3-180≤0g3=l3-100≤0g4=-l5≤0Δl4的数学模型设计变量为X=[β3 l5 ]T，基于软件MATLAB，建立Δl4的数学模型如图3所示，杆件l5长度对Δl4的数值影响显著，而β3角位移变化对Δl4的影响不明显.根据优化目标Δl4的数学模型得出：当β3的角位移一定时，Δl4目标函数与设计变量l5呈线性关系，因此杆件l5长度大有利于增大高副关节D的位移变化量Δl4，如图4所示，由遗传算法得出，当[β3 l5 ]T=[90° 50]T时，l4的位移变化Δl4取得最优值，得出高副关节D的最大位移maxΔl4=14.64 mm，由关节有效位移定义得出高副关节D的有效位移量为14.54 mm.对应的杆件参数l3=35 mm，l4=35 mm，l5=50 mm.图4 高副关节D的优化结果Figure 4 Optimization result of high pair D2.2 高副关节B的位移数学模型高副关节B的位移表示为栽植鸭嘴张开和闭合时，BC杆长度的变化量.当栽植鸭嘴处于闭合状态时，如图2所示，在直角Rt△BCH中，由正弦定理可得：(9)栽植鸭嘴在张开时，在直角Rt△BCH中，由正弦定理推出：(10)其中，栽植鸭嘴张开时，β1的变化量为Δβ1，l2-1为BC杆的长度.BC杆的长度变化量Δl2为：Δl2=l2-1-l2(11)由式(9)-(11)得：(12)图2的栽植鸭嘴开合控制机构处于闭合状态时，存在几何关系如下β1=θ-β2=θ-0.5(180°-β3) =θ-45°(13)栽植鸭嘴开合控制机构处于张开状态时，存在几何关系如下：β1-Δβ1=θ-(β2+Δβ2)=θ-0.5(β3+Δβ3)=θ-55°(14)θ为BC杆与CD杆的夹角∠BCD的大小.由图2的工作空间分析可得θ∈[90°,180°)，且CH垂直距离h不宜过长，h的取值范围为0≤h≤40 mm.由以上分析得出高副关节B位移的数学模型为：系化参数的约束条件如下:g1=-β3≤0g2=β3-180≤0g3=l3-100≤0g4=-l5≤0高副关节B位移数学模型的设计变量为X=[θ h]T，基于MATLAB，建立高副关节B位移数学模型如图5所示，垂直距离CH的长度h对Δl2的影响显著，而θ角位移变化对高副关节B位移Δl2的影响不明显.由优化目标高副关节B位移Δl2的数学模型得出：当θ角位移一定时，高副关节B位移Δl2目标函数与设计变量h呈线性关系，因此垂直距离CH的长度h增大有利于高副关节B的位移Δl2的增大.如图6所示，由遗传算法得出，当[θ h]T=[90° 40]T时，高副关节B的位移Δl2取得最优值maxΔl2=11.71 mm，由关节有效位移定义得高副关节B的有效位移量为11.61 mm.得出l2=57 mm，其中l1大于h，取值l1=50 mm.由上所述，当鸭嘴开合控制机构的最优杆件参数l1=50 mm、l2=57 mm、l3=35 mm、l4=35 mm、l5=50 mm时，栽植鸭嘴开合控制机构的高副关节B与高副关节D处的位移量被优化，使得高副关节位移在约束条件范围内最大.增大了高副关节的有效位移，提高了高副关节位移的传递效率，保证了栽植鸭嘴张角的稳定性，降低栽植作业的漏苗率.因此，通过优化影响栽植鸭嘴开合控制机构结构参数，有效降低栽植钵苗的漏苗率.图5 高副关节B位移Δl2的数学模型Figure 5 Mathematic model of the displacement of high joint B Δl2图6 高副关节B的优化结果Figure 6 Optimization result of high pair B3 栽植鸭嘴结构特性分析栽植鸭嘴开合控制机构的高副关节有效位移被优化到最大，保证了栽植鸭嘴张角的稳定，有效解决了栽植穴口直径不稳定与因栽植鸭嘴张角变小使钵苗无法顺利落下，导致栽植鸭嘴产生的漏栽问题.但在保证零速栽植与栽植鸭嘴张角稳定的条件下，栽植鸭嘴的结构参数影响栽植的漏苗率、直立度与挂膜程度.通过参数优化，在Creo5.0(PTC Creo Elements v5.0)中，对栽植鸭嘴开合控制机构建立三维模型，如图7所示.栽植鸭嘴片1与BCD杆固定为一体，绕着点C转动；栽植鸭嘴片2与DE杆固定在一起，绕着点E转动.图7 栽植鸭嘴开合控制机构开合姿态Figure 7 Gesture of duck controllingopen-close mechanism栽植鸭嘴闭合与张开的状态如图7所示.栽植鸭嘴由具有锥度为λ的锥体与接苗碗组成，其中在图7a中，MN以上称为接苗碗，主要用于接苗；MN以下称为锥体，主要作用为扎穴入土，张开植苗.如图7b所示，当栽植鸭嘴锥度大于等于栽植鸭嘴张角时，即λ≥20°，栽植鸭嘴张开植苗到出穴时，栽植穴口直径Dr等于栽植鸭嘴张开时的锥体最大圆对应的最大椭圆长轴长度M1N1，两个栽植鸭嘴片1、2的末端点没有处于地膜下面，有效解决了挂膜问题.但是当栽植深d一定时，栽植鸭嘴锥度λ越大，M1N1长度越大，即植苗栽植穴口直径越大，当覆土量一定时，又出现露苗现象.为避免在栽植过程中，因栽植穴口直径过大而出现露苗的现象，因此栽植鸭嘴片的锥度λ应小于或等于20°，即λ≤20°.通过上述分析，当栽植鸭嘴锥度与栽植鸭嘴张角一致时，即λ=20°，既有效解决了挂膜问题，又解决了露苗问题.4 田间试验针对栽植鸭嘴开合控制机构的运动特性与栽植鸭嘴的结构特性进行田间试验验证，采用育苗期为50 d的番茄苗303号进行试验，移栽机的前进速度为0.5 m/s.将栽植鸭嘴开合控制机构安装在Liu J D等[3]研究的RMZQ型膜上零速栽植齿轮五杆机构上，进行田间试验.随机选取钵苗，测试栽植穴口直径、漏苗率与挂膜程度(图8).图8 栽植鸭嘴开合控制机构性能测试Figure 8 Testing the characteristics of duck controlling open-close mechanism对影响钵苗栽植质量的指标进行统计，其中栽植穴口直径作为栽植鸭嘴张角的直接指标，测试结果如图10所示.最大栽植穴口直径为36mm，最小栽植穴口直径为31 mm，进一步分析图9中的数据，对理论值以上与理论值以下的测量数据分别求取平均值，得到了栽植穴口直径的近似区间为[31,35](单位：mm),区间的平均值为栽植穴口直径实测平均值Dr1=33 mm.其整体钵苗栽植质量如表1所示.图9 栽植穴口直径测试结果Figure 9 The testing result of diameter of the caves表1 栽植质量测试Table 1 Testing transplanting quality穴口直径/mmCave dimension露苗率/%Uncovered seeding ratio直立度/(°)Erect angle挂膜程度/%Degree of film hanging漏苗率/%Leakage ratio31～35287.50.12通过田间试验统计分析，当移栽的前进速度为0.5 m/s，鸭嘴锥度与鸭嘴张角一致时，对钵苗栽植质量进行测试，番茄苗栽植深度为7.5 cm左右，栽植穴口直径为33 mm，露苗率约为2%；当鸭嘴开合控制机构的最优杆件参数为l1=50 mm、l2=57 mm、l3=35 mm、l4=35 mm、l5=50 mm时，漏苗率仅为2%.与参考文献[3]中栽植鸭嘴开合控制机构性能参数未优化的试验结果比较，钵苗栽植质量被改善.5 讨论田间测试的结果是一个栽植机构的整体性能评价结果.其中漏苗率主要包括：(1)取苗不成功导致的漏苗；(2) 投苗不成功导致的漏苗；(3)钵苗在鸭嘴内运动时间过长未能及时落入穴孔导致的漏苗；(4)鸭嘴张角过小卡苗导致的漏苗.在(3)、(4)的漏苗现象中，只要一棵苗未落入穴孔，则会堵住鸭嘴片，导致以后所有的苗都将无法成功栽植，所以会出现连续漏苗现象.但是在试验过程中未发现连续性漏苗，说明鸭嘴开合控制机构的张角设计是合理的.钵苗穴口直径大小受栽植轨迹控制机构与鸭嘴张角大小两部分的影响.本试验与参考文献[3]的栽植轨迹控制机构相同.通过栽植穴口直径大小比较发现，其直径有明显的变小，且基本保持不变.挂膜程度主要受栽植鸭嘴开合控制机构的张角与鸭嘴锥度、栽植轨迹控制机构的影响.将挂膜程度分为水平方向的挂膜程度与竖直方向的挂膜程度.栽植鸭嘴开合控制机构的张角小于鸭嘴锥度时，鸭嘴片1与鸭嘴片2的张开植苗距离小于栽植穴口直径，如果在离开栽植穴孔时保持竖直方向的运动，则不会出现挂膜现象.因此，植鸭嘴开合控制机构的张角与鸭嘴锥度影响竖直方向的挂膜程度，栽植轨迹控制机构影响水平方向的挂膜程度.通过田间试验观测、分析发现，当栽植鸭嘴锥度大于其张角时，不仅可以避免竖直方向的挂膜程度，而且可以有效抵消水平方向的挂膜程度，以达到减少总的挂膜程度.6 结论为保证鸭嘴开合控制机构张角的稳定性，利用遗传算法对其高副关节的运动位移参数进行优化，采用MATLAB软件分析，当β3=90°、l5=50 mm时，高副关节D 的运动位移取最大14.54 mm；当θ=90°、h=40 mm时，高副关节B的位移Δl2取得最大值11.71 mm，提高了鸭嘴张角开合运动的稳定性，保证钵苗成功从鸭嘴植入大田，解决钵苗的漏栽问题.通过高副关节的运动位移优化与栽植鸭嘴的结构分析，获得鸭嘴开合控制机构的杆件参数最优值为l1=50 mm、l2=57 mm、l3=35 mm、l4=35 mm、l5=50 mm；鸭嘴锥度λ=20°.通过田间试验统计分析，当移栽机的前进速度为0.5 m/s时，试验结果为钵苗的直立度为87.5°，栽植穴口直径33 mm，漏苗率仅为2%，表明栽植鸭嘴开合控制机构性能参数的优化提高了钵苗栽植质量.参考文献【相关文献】[1] 顾世康，封俊，曾爱军，等.导苗管式栽植机的改进设计与试验[J].农业工程学报，1998，14(3)：123-128.[2] 胡鸿烈，顾世康，曾爱军，等.导苗管式栽植器的设计与试验[J].农业工程学报，1995，11(2)：59-64.[3] Liu J D，Cao W B，Tian D Y，et al.Kinematic analysis and experiment of planetary five-bar planting mechanism for zero-speed transplanting on mulch film.Int J Agric & Biol Eng，2016，9(4):84-91.[4] 王文明，窦卫国，王春光，等.2ZT-2 型甜菜移栽机栽植系统的参数分析[J].农业机械学报，2009，40(1)：69-73.[5] 封俊，秦贵，宋卫堂，等.移栽机的吊杯运动分析与设计准则[J].农业机械学报，2002，33(5)：48-50.[6] 张祖立，王君玲，张为政，等.悬杯式蔬菜移栽机的运动分析与性能试验[J].农业工程学报，2011，27(11)：21-25.[7] 刘磊，陈永成，毕新胜，等.吊篮式移栽机栽植器运动参数的研究[J].石河子大学学报：自然科学版，2008，26(4)：504-506.[8] 李华,曹卫彬,李树峰,等.辣椒穴盘苗自动取苗机构运动学分析与试验[J].农业工程学报,2015,31(23):20-27.[9] 陈建能,夏旭东,王英,等.钵苗在栽植鸭嘴式栽植机构中的运动微分方程及应用试验[J].农业工程学报,2015,31(03):31-39.[10] 金鑫,李树君,杨学军,等.膜上移栽钵苗栽植机构运动分析与参数优化[J].农业机械学报,2012,43(S1):29-34.[11] 赵匀,朱慧轩,辛亮,等.拟合齿轮五杆水稻钵苗移栽机构的机理分析与试验[J].农业工程学报,2016,32(1):12-21.[12] 陈建能，赵匀，李革，等.椭圆齿轮行星系分插机构动力学特性的试验[J]．农业机械学报，2006，7(1):0- 42，6．[13] 陈建能，前泽，王英.钵苗移栽机非圆齿轮行星轮系栽植机构参数分析与反求[J].农业工程学报，2013，9(8)：18-26.[14] 崔巍，赵亮，松建农.吊杯式移栽机栽植器运动学分析与试验[J].农业机械学报，2012，43(增刊1)：35-38，34.[15] 刘姣娣,曹卫彬,田东洋,等.基于苗钵力学特性的自动移栽机执行机构参数优化试验[J].农业工程学报,2016,32(16):32-39.[16] 胡建平,张建兵,何俊艺,等.移栽机行星轮转臂式栽植器运动分析与试验[J].农业机械学,2013,44(10):57-61.[17] 葛晶,王有科,李德丽,等.甘肃省不同栽植区速生柳热值及其与环境因素的相关性研究[J].甘肃农业大学学报,2017,52(4):118-123，132.[18] 李旭英,王玉伟,鲁国成,等.吊杯式栽植器的优化设计及试验[J].农业工程学报，2015,31(14):58- 64 .[19] 章易程，田红旗，唐进元，等.基于摩擦功原理的高副滑动磨损的研究[J].中国机械工程第2010,21(3)：344-347.[20] 朱爱斌，何胜利，邹超，等.考虑接触刚度的含间隙铰接副动态磨损分析[J].西安交通大学学报，2016 ,50(5)：12-18.。
气吸鸭嘴滚筒式精密穴播器关键因素的研究
基 金 项 目 ： 国 家科 技 攻 关 计 划 项 目 （０ １ Ａ ０ Ａ 一 ４） ２０ Ｂ ５ ７ ０
作者简介 ： 陈学 庚 （ ９ ７一） 男 ， １４ ， 江苏 泰 兴 人 ， 究 员 ， Ｅ—ｍ ｉ） 研 （ ａｌ
１鸭嘴 ．
４ 取种 盘 ．
２ 分籽盘 ．
５刮籽器 ．
３ 刷种器 ．
６端盖 ． ７ 鼹 带 ．
图 １ 气吸鸭嘴滚筒式穴播器结构图
Ｆ ｇ １ Ｓ ｒ ｃｕ ｅ ｏ ｈ ｕ ｋ ｉ ｕ ｃ ｏｌ ｒ—ｔ ｐ ｎ ｕ ｔ ｔｒｎ ｅ ｉ ｅ ｉ ． ｔｕ ｔ ｒ ｆｔ ｅ ｄ ｃ ｂ ｌ ｐ ｎ ｈ ｒ ｌｅ ｌ ｙ ｅ ｐ ｅ ｍａ ｉ ｍｅ ｅｉ ｇ ｄ ｖｃ ｃ
应性 强 、 可靠 性高 、 种 率低 、 较 高 作 业 速度 的气 吸 伤 有 式精 密穴 播器 Ｈ ， 为精 量播 种 的主要 机 型 一 成 。
本文以 ｌ ５穴气 吸 鸭 嘴滚 筒 式棉 花 精 密 穴 播 器 为
研究对象 ， 对排种机构 中的关键 因素 ： 气室真空度 、 临 界落种角和吸种孔 中心线速度进行 了理论 分析 ， ｊ并
气 块在气 室 内部将 吸种 孔 端 面封 闭 ， 吸种 孑 内负压 消 Ｌ 失 的 同时刮 籽 器 接 触 到 种 子 ， 子 从 吸 种 孔 脱 离 ， 种 实 现 １次投 种 ， 同时刮 籽器 上 的清 理 毛刷 对 吸 种孔 进 行
精 密播 种 机具 有 向高 速 和通 用 化 方 向发 展 的 趋势 ， 这 就刺 激着 新 原 理 、 结 构 排 种 器 的 研 究 与 发 展 ｌ 。 新 ２ ］
目前 ， 疆正 大 力 推 广 棉 花 精 量 播 种 技 术 ， 种 子 适 新 对
鸭嘴式钵苗移栽机的设计和试验研究
鸭嘴式钵苗移栽机的设计和试验研究张晓龙;伍德林;吴崇友;刘尧尧;高法允【摘要】A new type of transplanting machine on seedling was designed. Through elaboration and kinematics analysis of the working process of transplanting machine,making seedling drop with zero speed so that its performance could better meet requirement. Chose the speed of locomotive,roller depth,link angle as experimental factors,the corresponding ex-periments on the transplanter are carried out to illustrate the relationships between the text factors and text index. By or-thogonal experiment and analysis,the influence extent of various factors that affect text index and the optimal mix were given. The text results indicate that when the speed of locomotive is 0. 3m/s,the roller depth is 60mm and the link angle is 40°,the qualified index is 85. 18%,spacing variability index is 8. 73 and the leakage planting index is 1. 68%,the re-search has provided a experimental and theoretical basis for further improving quality of transplanting machine.%设计出一种钵苗移栽机，通过对移栽机的工作过程的阐述及运动学分析，确定了钵苗落苗过程中零速投苗点，使移栽效果最佳。
基于有序充种方式的滚筒鸭嘴穴播器的设计研究
基于有序充种方式的滚筒鸭嘴穴播器的设计研究摘要：滚筒鸭嘴穴播器是一种广泛应用于农业生产中的播种设备。
然而，现有的滚筒鸭嘴穴播器在播种过程中存在种子堵塞、不均匀充种等问题，影响了播种效果和农作物的生长发育。
为解决这一问题，本文提出了一种基于有序充种方式的滚筒鸭嘴穴播器的设计方案，并对其进行了实验验证。
实验结果表明，该设计方案能够有效降低种子堵塞现象，提高播种的均匀性和穴有效率，为农业生产提供了一种更高效、更稳定的播种设备。
关键词：滚筒鸭嘴穴播器；有序充种；种子堵塞；均匀充种；穴有效率一、引言滚筒鸭嘴穴播器是一种广泛应用于农业生产中的播种设备，特点是具有较高的播种速度和播种精度。
然而，传统的滚筒鸭嘴穴播器在播种过程中存在一些问题，如种子堵塞、不均匀充种等，严重影响了播种效果和农作物的生长发育。
因此，研究一种能够解决这些问题的滚筒鸭嘴穴播器设计方案具有重要的意义。
二、设计方案本文提出的设计方案主要基于有序充种方式。
传统的滚筒鸭嘴穴播器在播种时，种子是通过一种自由落体的方式充入穴内的，这容易导致种子的堆积和堵塞。
而有序充种方式则可以通过一定的规则和步骤，使种子有序、均匀地充入穴内。
具体而言，设计方案包括以下几个关键步骤：1. 排除不合格种子：在种子进入滚筒鸭嘴穴播器之前，对种子进行预处理，排除不合格的种子，确保种子的质量和形态符合播种要求。
2. 调整穴的大小和形状：根据播种作物的要求，调整滚筒鸭嘴穴的大小和形状，确保种子能够准确地通过鸭嘴进入穴内。
3. 有序充种：通过一种特殊的机械结构和控制方式，使种子按照一定的规则和步骤有序地充入滚筒鸭嘴穴内。
例如，可以通过设置一定的间隔和节奏，使每个鸭嘴按顺序抓取并充入种子，以确保充种的均匀性。
4. 检测和清理：在滚筒鸭嘴穴播器工作过程中，设置相应的传感器和清洁装置，及时检测和清理堵塞的种子，避免种子堵塞现象的发生。
三、实验验证为了验证本文设计方案的有效性，进行了一系列的实验。
鸭嘴式精量排种器成穴机构的运动学分析
现代农业科技2021年第22期农业工程学摘要针对鸭嘴式精量排种器成穴机构工作过程,对成穴机构15个、播种株距100mm 、播种深度25mm 、排种器半径214mm 的排种器成穴机构在4.0、3.5、3.0、2.6km/h 4种速度下应用ADAMS 和ANSYS 进行了运动学仿真分析。
结果表明,当播种速度为3km/h 时,排种器的运动轨迹和成穴机构形成的穴孔相对理想,无滑移现象,对土壤的扰动量相对较小。
该结果可为播种机的进一步改进提供参考。
关键词鸭嘴式排种器;成穴机构;力学分析;运动仿真中图分类号S223.2+3文献标识码A 文章编号1007-5739(2021)22-0128-04DOI :10.3969/j.issn.1007-5739.2021.22.054开放科学(资源服务)标识码(OSID ):鸭嘴式精量排种器成穴机构的运动学分析卢宇1蒋延金1杜凤永2杜福根2陈立东1*李国昉1(1河北科技师范学院机电工程学院,河北秦皇岛066000;2河北永发鸿田农机制造有限公司,河北滦南063500)国内的精量排种器按照不同的工作性质可分为气力式和机械式2种类型[1]。
气力式精量排种器通用性好、播种效率高,对种子外形没有严格的要求,不需要对种子进行挑选,但排种器精度要求高、加工难度大、生产成本高。
机械式精量排种器结构设计简单、使用方便并且后期维护简单、工作效率高、应用范围广,但播种精度控制难度大[1]。
鸭嘴式精量排种器在膜上精密播种作业中应用广泛,可以节省种子、减轻间苗劳动强度,同时利用全膜覆盖可获得节水、保温保墒的效果。
成穴机构是鸭嘴式精量排种器实现精密排种的关键部件,其对提高排种器的可靠性和稳定性具有重要意义。
1鸭嘴式精量排种器的结构鸭嘴式精量排种器是播种机上的重要部件,其工作性能对播种质量影响巨大。
鸭嘴式精量排种器由成穴机构(动鸭嘴、定鸭嘴、鸭嘴弹簧等)、播种轮、接种杯、滚动盘、导种轮、取种勺等构成,其结构如图1所示。
一种新型鸭嘴式播种器的研制及推广应用
农业工程技术·综合版 2021年4月刊59农 机 世 界外圈上，可实现精量播种。
接种杯由多个单杯体组成，单杯数量可根据实际情况任意增加或减少。
单杯体通过螺栓固定安装在滚筒内侧，滚筒外圈可分别对应各单杯体的杯口。
滚筒支座固定在滚筒一侧，架接滚筒通过取种器的取种轴连接取种器的主要支撑部件。
滚筒旋转时，滚筒支座带动取种器，种子掉落到接种杯里，通过转动传至鸭嘴内，再经转动通过轴承轮与鸭嘴的拨杆相互撞击来实现鸭嘴开启或关闭，从而完成整个播种过程。
新型鸭嘴式播种器不受土壤环境和人员操作的限制，适用于各种环境，可保证播种精确、精准、精量。
同时，结构简单，使用方便，提高了播种作业的质量和效率，可满足现代化农业发展要求[2]。
四、产品结构示意图一种新型鸭嘴式播种器的研制及推广应用杜凤永1，李连辉2，郑万众3，杜福根1，王鹏跃1(1.河北永发鸿田农机制造有限公司，河北 唐山 063500；2.河北省滦南县农业农村局，河北 唐山 063500；3.滦南县职业教育中心，河北 唐山 063500）摘要:现代农业的发展，离不开现代农业机械的支持，一种好的农业机械能达到事半功倍的效果。
传统型鸭嘴型播种器受土壤环境影响较大，无法实现正常播种。
新型鸭嘴型播种器适用于各种环境，可保证播种精确、精准、精量，与其他配套技术配合使用，可减少人力成本，提高生产效率。
关键词:农业机械；新型；鸭嘴式；播种器；精量播种杜凤永，李连辉，郑万众，等. 一种新型鸭嘴式播种器的研制及推广应用[J]. 农业工程技术，2021，41(11):59～60.播种作业是农业生产中极其重要的环节，特别到了“三夏三抢”季节，时间短、任务重，抢收、抢种，错过季节意味着当年会欠收，所以在“三夏”农忙季节需要实现机械化播种。
播种机按类型大致分为撒播型、条播型、穴播型、精密型等类型，每个类型都各有优劣，但总体来说，播种机正向着简约、高质量方向发展。
在此发展背景下，研制一款高效、精密、多功能的播种机是当前农业机械化发展亟待解决的问题。
针对耐候性地膜的穴播器鸭嘴的结构设计与试验
树立品牌意识，加大品牌宣传力度，提高果品质
一体化种植模式（三优：优良砧木、优良品种、优化技
量，着力打造阿拉尔优质苹果品牌。培植龙头企业，
术），
促进树体快速成形，
达到理想的覆盖率。
采取多种营销形式，
积极开拓国内外市场[1]，
走产业化
3.2
发展道路，
不断增强阿拉尔苹果市场的竞争力。
鸭嘴高度（mm）
70
中，
随后鸭嘴动嘴的
“燕尾”
与土壤接触，
鸭嘴打开，
打
固定刃水平长度（mm）
开过程中动、定嘴发生剪切，使得带刃口的动嘴与地
固定刃倾斜长度（mm）
膜发生挤压，
从而划破地膜，
完成破膜打孔成穴。
固定刃夹角（°）
盘转动；随着轮盘的滚动，鸭嘴逐渐接近地面并扎向
破膜刃水平长度（mm）
破膜刃倾斜长度（mm）
3.4
[1]
和营销方式较为单一 。
3
发展苹果产业的对策与建议
通过调研及与相关专家进行探讨后，认为阿拉
尔苹果产业化发展，应充分考虑 2 个原则：一是种植
果园生草，培肥地力
建议果园自然生草，条件不足的可种植草种，
应用节水灌溉技术
应用节水灌溉技术，科学管理水肥，杜绝大水
漫灌，8 月后控制灌水。
3.5
科学防治病虫害
通过田间试验，新型鸭嘴可以实现针对耐候性
地膜打孔成穴，并满足铺膜播种的技术要求。
参考文献
[1]陈学庚，胡斌 . 旱田地膜覆盖精量播种机械的研究与设计
1. 动嘴；2. 弹簧；3. 销轴；4. 定嘴；5. 固定刃；6. 破膜刃
图2
鸭嘴结构示意图
鸭嘴-偏心轮式钵苗栽植器的设计
鸭嘴-偏心轮式钵苗栽植器的设计耿端阳;董越波【摘要】针对目前我国北方地区早春季节低温干旱的特点,设计了鸭嘴-偏心轮式钵苗栽植器,进而根据栽植工艺要求对鸭嘴吊篮运动和鸭嘴开启方式进行了分析,确定了最佳投苗位置和偏心圆环运动传动比等主要结构参数.通过室内试验发现:该栽植器具有工作可靠性好、作业速度快、钵苗站直率高和对钵体形状适应性良好等特点,为开发成熟的钵苗栽植装备奠定了基础.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2009(031)012【总页数】5页(P100-103,116)【关键词】钵苗;移栽;栽植器;农业机械【作者】耿端阳;董越波【作者单位】山东理工大学,轻工与农业工程学院,山东,淄博,255012;山东理工大学,轻工与农业工程学院,山东,淄博,255012【正文语种】中文【中图分类】S223.940 引言尽管目前国内对育苗移栽工艺的研究已有多年，但由于栽植机存在工作可靠性差、劳动强度大和作业速度慢等问题，使其推广受到很大的限制。
本人在新疆进行调研期间发现，新疆棉花种植面积特别大，而且品质比较好，但是由于新疆属于干旱、半干旱和早春严寒地区，所以采用传统的种植模式来提高棉花产量受到很大的限制。
为此，进行了多次棉花地膜覆盖和育苗移栽相结合的试验，结果表明：该方法可以使棉花产量提高375kg/hm2以上，其经济效益非常显著[1-2]。
由于钵苗栽植需要大量的劳动力，从而使得增产带来的效益被雇佣劳动力成本所抵消。
为此，先后引进了重庆北卡研制的全自动棉花移栽机和新疆农科所研制的半自动棉花移栽机，但是由于上述原因机具很难在实际中大面积应用，也不可避免地出现万人棉田手工栽苗的景象。
1 栽植机研究现状国外在20世纪30年代就出现了手工喂苗的栽植机具，5O年代研制出了多种形式的移栽机和制钵机，到了80年代移栽和制钵已相当普及。
特别是日本，其作业的自动化水平最高。
我国的移栽机械研制从20世纪八九十年代开始，虽然也开发了如钳夹式移栽机[3]、带式栽植机[4-5]、吊篮式移栽机[6-8]、导苗管式移栽机及挠性圆盘移栽机[9-10]等机具，但由于某些原因(如钳夹式作业速度慢、栽植苗返青慢且经常出现伤苗问题、带式栽植机对钵体形状要求比较严且可靠性较差等)，所以到现在一直未能得到大面积的推广应用。
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鸭嘴滚筒式播种机的设计研究1精密播种机发展现状与趋势播种机是农业生产中关键作业环节，必须在较短的播种农时内，根据农业技术要求，将种子播到田地里去，使作物获得良好的发育生长条件。
作物的出苗、苗全和苗壮，因而由于精密播种可以保证种子在田间最合理分布，播种量精确，株距均匀，播深一致，为种子的生长发育创造最佳条件，可以大量节省种子，减少田间间苗用工，保证作物稳产高产。
因此，现代农业对精密播种机械的要求越来越迫切[1]。
1.1我国精密播种机发展现状我国从80年代末便开始研制精密播种机械。
由于种子质量、整地条件、机械制造水平及机器价格等因素制约，我国80年代主要是推广半精量播种。
90年代以来，我国逐步推广精密播种机，有10多个企业生产了20多种型号的精密播种机。
精密播种机以作物种类分为玉米及大豆精密播种机、谷物（小麦）精密播种机、甜菜精密播种机；以配套动力分为小型（5.8～13.2kw）、中型（16.2～36.8kw）和大型播种机（40.4kw以上）精密播种机；以排种器形式分为机械式和气力式两大类精密播种机；机械式中又可分为垂直圆盘式、垂直窝眼式、锥盘式、纹盘式、水平圆盘式、带夹式等形式精密播种机。
1.2精密播种机的发展前景1.2.1单粒精密播种机迅速发展在国外，中耕作物如甜菜、玉米、棉花和某些蔬菜、豆类的播种都已大量采用精密播种，主要采用机械式和气力式两种精密播种机。
由于气力式播种机对种子尺寸要求不严，不需精选分级，容易达到单粒精播，而且通用性较好，又能适合较高速播种，因此使用气力式播种机越来越多。
为了达到单粒精播，提高株距的均匀性，大多都采用可精调刮种器，将多余种子清除掉；为了降低投种高度，减小种子下抛速度与前进速度之间的相对速差，而设置导种轮或导种管。
但是，精密播种受高速作业的影响很大。
现有的精密播种机试验结果表明，一般作业速度在4～8 km／h时，其株距合格率达80％以上；而作业速度提高到11～12 km／h时，株距合格率下降到60％以下。
可见高速精密播种机还有待进一步发展、完善。
1.2.2播种机的通用性和适应性不断提高大多数精密播种机都可以播多种作物，通过更换不同孔径的排种盘(轮)或排种滚筒，使排种器能适应多种作物种子的播种要求。
改变型孔大小或增加成穴机构，使之能达到穴播的要求；改变排种器工作转速以达到不同株距的要求。
所有这些均提高了播种机的通用性。
为了适应不同地区、不同土壤、不同整地条件的要求，大多数播种机上配有多种类型的开沟器(双圆盘式、滑刀式等)和镇压轮(橡胶轮、钢板冲压轮、铸铁轮、宽轮、窄轮等)，供选用。
同一型号的精密播种机又成系列，有多种行距和行数的变型。
如美国CYCLO气压式播种机有牵引式和悬挂式，有4、6、8、12、16行等共16种机型，可为多种功率的拖拉机配套[2]。
1.2.3精密播种机向高速宽幅发展为了在最适合的农业技术条件下、用最短的时间做到适时播种，以及随着拖拉机功率不断增大，为了充分利用其功率，因此要求提高播种机作业的生产率。
影响提高播种机组生产率的因素很多。
除了提高机组的工作可靠性、减少故障、简化操作以减少辅助作业时间、提高纯工作时间的利用率外，提高生产率的最主要途径是增大播种机的工作幅宽和提高作业速度。
增大播种机工作幅宽虽能直接有效地提高生产率，但加大工作幅宽使机体庞大，消耗金属多，成本高。
同时，庞大的机体将受到田块大小、地头转弯以及道路运输的限制，使用不方便。
因此，国外很重视提高作业速度的研究。
70年代，中耕作物播种机作业速度一般从4～6km／h提高到8～10km／h。
如西德AermoatⅡ型气力式播种机、法国Pneumasem气吸式播种机和美国7000型指夹式播种机的作业速度为8～10 km／h，作业质量仍能符合要求。
但是，播种机高速作业带来一些问题，如排种性能下降，开沟深度变浅，种子在沟里弹跳、滚动加剧，以及驾驶条件恶化等等。
因此，目前作业速度不能太高。
中耕作物播种机的工作幅宽，一般单机都由3～4 m增大到5～6 m有的工作幅宽更大，如美国CYCLO气压式播种机系列中的16行播种机，其幅宽达11.68 m。
加大幅宽使播种机结构庞大笨重，使悬挂式播种机组纵向稳定性变坏，还受到地块大小、道路运输的限制。
1.2.4广泛采用联合作业播种同时进行联合作业的方式发展很快，形式也比较多，主要有两种：一是在大多数中耕作物精密播种机上都配置排肥器、施肥开沟器以及施撒农药和除莠剂的装置。
如西德、法国和美国的几种精密播种机都可以在播种同时施化肥、撒农药和除莠剂。
二是播前整地和播种联合作业，如旋耕播种机、犁播机以及有的在开沟器前方加波形圆盘或锄铲进行灭茬播种或少耕法播种，以减少耕作次数，提高生产率，降低作业成本，还可以减少土壤风蚀和起到保墒的作用。
1.2.5新技术的应用不断普及为了提高播种机作业性能和工作可靠性，简化操作、减轻劳动强度、减少辅助作业时间、提高生产率，播种机上越来越多地采用新技术。
如用液压油缸来升降和调节开沟器、划行器、折叠机架；采用液压马达驱动风机或装肥搅龙；采用信号装置、电子监视装置或监控装置来及时报警故障的发生，显示播量或自控凋节排种量大小；开沟器装备一次润滑的滚动轴承；行走轮采用无内胎充气轮；快速挂接装置；宽幅播种机加装横向运输轮等。
在工艺材料方面，播种机上采用塑料或尼龙的零件更多了，如排种盘、排肥盘、轴套、输种管等；采用铝金压铸排种轮、排种器体壳，提高了零件精度，减轻了重量；播种机机架和各种杆件采用薄钢板冷压成异形断面以代替扁钢、角钢和槽钢，增加了刚度和强度，又减轻了重量[3]。
2播种机概述播种机的功用是以一定的播量或株穴距，将其均匀地播入一定深度的种沟，覆以适量的细湿土，同时也可施种肥并适当镇压，有时还喷洒农药和除草剂，为种子发芽提供良好条件，以达到高产稳产，提高播种作业的劳动生产率，减轻使用者的劳动强度。
2.1播种机类型播种机的类型很多，有多种分类方法。
按播种方法可分为撒播机、条播机、点（穴）播机；按联合作业可分为施肥播种机、播种中耕通用机、旋耕播种机、铺地膜播种机；按牵引动力可分为畜力播种机和机引播种机，而机引播种机中，根据和拖拉机不同的连接方式，可分为牵引式、悬挂式和半悬挂式；安排中原理可分为气力式播种机和离心式播种机。
2.2播种机主要结构及功能目前国内外播种玉米、大豆、甜菜、棉花等中各作物的播种机多数采用精密播种，即单粒点播和穴播。
一般中耕作物精密播种机的结构如图2-1。
其组成分为以下几部分：图1 播种中耕通用机1—种箱 2—后支臂 3—仿形机构 4—主梁 5—肥箱 6—下悬挂点7—仿形轮 8—前支臂 9—施肥铲 10—开沟器 11—划沟刀12—排种器 13—镇压弹簧 14—覆土板 15—镇压轮●机架多数为单梁式。
各工作部件都安装其上，并支承整机。
●排种部件种子相和能达到精密播种的机械式或气力式排种器，包括可调节的刮种器和推种器。
●排肥部件包括排肥箱、排肥器、输肥管和施肥开沟器。
●土壤工作部件及其仿形机构包括开沟器、覆土器、仿形轮、镇压轮、压种轮及其连杆机构等。
有的精密播种机还配备施撒农药和除草剂的装置[4]。
2.3总体配置目前主要是与12-T5马力小四轮拖拉机配套，播种机自带悬挂提升装置。
每台（套）播两垄。
垄上播平播均可。
2.3.1排种器的参数设计播种装选用滚筒式鸭嘴开穴播种器滚筒式穴播器是精密播种机的主要工作部件，合理设计穴播器，是提高播种质量，改善整机性能的基础[5]。
其结构原理如图2-2所示：图 2 滚筒式穴播器结构简图1.种子2.种子室3.分种盒4.导种管5.成穴器活动嘴6.成穴器固定嘴7.种子箱8.端盖联结螺栓 9.轴 10.固定盘 11.输种管滚筒式穴播器由多个排种器单体组成。
滚筒一侧的固定端盖的开孔与输种管连通，内腔可作种子室。
工作时，穴播器随机组前进，当分种盒转至下方通过种子群时，种子通过分种盒的两侧孔进入分种盒，当分种盒转离种子群时，其锥形端可容纳2～3粒种子，多余的种子又从两侧孔滑落，完成分种过程。
继续转动过程中，充入锥形端的种子开始沿分种盒的槽形过桥向另一端滑动，并通过排种口进入成穴器，而与之对应的成穴器的活动嘴在重力和其翼部惯性力作用下自动关闭成穴器。
当成穴器转至地面打孔成穴后，其活动嘴翼部受地面支反力作用，又将成穴器打开，其内的种子排入穴孔内，至此完成一个工作循环。
● 滚筒式穴播器的参数选择滚筒的半径R 和成穴器个数Z滚筒半径R 是一个重要的参数。
滚筒在工作过程中是滚动前进，滚筒转速过高对充种、分种都不利，所以，为了使穴播器有较高的理想工作速度，R 取值应大。
但R 过大，滚筒结构尺寸过大，增加整机的重量，对整体机组悬挂极为不利。
R 的取值范围一般在 360～480mm 之间。
具体尺寸还应考虑到播种作物的株距。
滚筒式穴播器工作时，在地面上滚动，有一定滑移，在成穴器入土过程中滚动半径瞬时变化，经实验检验，播种作物的株距t 为成穴器顶圆的节距，即2()R H t zπ+= （1） 式中H ——播深mm ；Z ——成穴器数目一般来说，播种作物的株距和播深是由农艺要求确定的。
所以R 和Z 应综合确定，将式(1)变换得2()R H Z zπ+= （2） ● 例如播种棉花，农艺要求播深30～50mm ，株距t= 120mm ，H 为播深，覆土厚度一般为5～15mm ，所以可取H = 30mm ，R = 200mm ，t= 120mm ，代入式（2）得Z ≈ 12 (3)即当播种棉花，穴播器半径为200mm 时成穴器应选择 12 个。
设计时可初选R 值代入式(2)，计算得Z ，再圆整，反过来确定R 的实际值。
成穴器的重合度e 。
成穴器的重合度为成穴器入上转角12()θθ+，与相邻成穴器所对应中心角 (节角0θ)之比。
如图2所示，成穴器入上点为A 点，出土点为B 点，则12arccos()R R Hθθ==+ 而节角0θ为 02zπθ=图3成穴器的重合度其中z —成穴器的个数所以 120arccos()z R e R Hθθθπ+==+ 成穴器的参数确定成穴器的结构参数决定着穴孔的形状、膜孔尺寸以及播种深度。
为保证排种顺利、膜孔适合出苗和成穴器入土顺利，固定嘴和活动嘴压力角(闭合状态)一般取 15°～20°为宜，活动嘴开启时，开口尺寸应满足112～115 dmax(dmax 为种子最大尺寸)。
固定嘴较活动嘴长5～8mm ，使得活动嘴顶端运动轨迹包络在固定嘴顶端轨迹之内，以免夹土堵塞成穴器，从而造成空穴。
分种盒的结构参数对排种量的影响如图3所示，工作时分种盒完成充种和分种，并且分种盒的侧孔与排种口错开，这样可避免种子不经分种而直接由排种口进入成穴器。
经实验比较，分种盒几个参数选择原则是:M=115～2dmax ，L=112～115dmax ，K=018dmax 。