基于Inventor的免耕播种机组合式开沟器设计
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程度。
复多次的设计过程 ， 开发成本高 、 周期长 － ４ Ｊ 。 目前 ，
信 息技 术 、 自动 化技 术 和 计 算 机 技 术 在 机 械 制造 领 域
得 以广泛应用 ， 利用计算 机建立样机 三维模 型 ， 便 于
对 样 机进 行 结构 及 动 力学 分 析 ， 实 现 数 字 化 仿 真 替代 传 统 的 物 理 试 验 Ｊ 。Ａ ｕ ｔ ｏ ｄ ｅ ｓ ｋ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｏ ｒ 软件具备 自
型， 为 动力 学 分 析软 件 建 立仿 真 模 型提 供 基 础 。 关键词 ：免耕播种机 ；组合式开沟器 ；Ｉ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｏ ｒ 中图分类号 ：Ｓ ２ ２ ３ ． ２ ５
，、 ，一
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１ ０ ０ ３ — １ ８ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ — ０ １ １ ０ — ０ ３
土量 。本组 合 式 开 沟器 实 施 种 肥 同沟 垂 直分 层 分 施 ， 种 子播 在 肥 料 的正 上 方 。 利 用 Ｉ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｏ ｒ 软 件 建 立 了铲 柄 、 固
接部 件 等零 件 模 型 ， 并创建了系列零件 ， 实 现 了 自行 设 计 标 准 件 。 同时 ， 建 立 了组 合 式 开 沟 器 三 维 虚 拟 装 配 模
２ ０ １ ４年 ４月
农 机 化 研 究
第 ４期
基于 Ｉ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｏ ｒ的 免 耕 播 种 机 组 合 式 开 沟 器 设 计
罗 红 旗
（ 北京 工 商 大 学 材料 与 机 械 工程 学 院 ，北 京 １ ０ ０ ０ ４ ８ ）
摘
要 ： 开沟 器 是 免耕 播 种 机影 响播 种 质量 的关 键 部件 之 一 ， 在 满 足农 艺 条 件 的基 础 上应 尽 量 减 小 开 沟器 的动
适应技术 ， 改变零部件 的装配条件 时 ， 欠 约 束 的几 何
图元 将 自动 调 整尺 寸 等 特 征 ， 以 自动 满 足 新 的装 配 条 件； 零 部 件 的 装 配 条 件 约 束 具 有 开放 性 特 征 ， 可 随 时 对 其 进行 抑 制 、 编辑或删 除 ； 自适 应 设 计 能 使 设 计 者
误。 。 。本 文拟 结 合 Ａ ｕ ｔ ｏ ｄ ｅ ｓ ｋ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｏ ｒ ， 设计 一 种 实现 种
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ 一 Ｏ ４ —１ ０
的前端 比较尖锐 ， 破土性能好 ， 工作 阻力较小 ； 但 其缺
基 金项 目：北京 市属高 等学 校科 学技 术 与研 究生 教育 创新 工程 建设 项 目（ Ｐ Ｘ Ｍ２ ０ １ １ ０ １ ４ ２ １ ３ Ｊ １ ３ ６ ３ ４） ； 北京 市组织 部优 秀人才 培 养资助项 目（ ２ ０ １ １ Ｄ ０ ０ ５ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ０ ０ ６） 作者简 介 ：罗红旗 （ １ ９ ７ ７ 一 ） ， 男， 湖南邵 阳人 ， 副教 授 ， 博士， （ Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ）
肥 垂 直分 施 的组 合 式开 沟器 。
开 沟器 是 免耕 播 种 机 的 关 键 部 件 之 一 ， 其 结 构 和 布 局是 否 合理 直 接影 响 播 种 机 的开 沟 情 况 ， 而 且 影 响 开 沟器 工 作 时 减 少 挂 草 、 增 大 甩 草 的效 果 ， 从 而 影 响 播种 质 量 和 种 子发 芽 率 等 。免 耕 开 沟 器 是 在 有 作 物 残茬 、 杂 草及 秸 秆 覆 盖 的未 经 翻 耕 的 土 壤 中工 作 ， 作 业 条件 比较 恶 劣 。免 耕 施 肥 、 播 种时 ， 开 沟 器 开 沟 越 窄， 土 壤 表层 的动 土量 越 小 ， 保墒越好 ， 而且 牵 引 阻力 越 小 。 因此 ， 在保 护性耕作技 术 中， 应 最 大 限 度 地 减
小 开 沟器 的动土 量 。 农 业机 械 产 品 的传 统 开 发 过 程 一 般 需 要 经 过 设
１ 设 计 思 路
免 耕 作业 与 传 统 耕 作 在 实 施 过 程 中存 在 较 大 差
异， 传统耕作一 般是独立施 肥 ， 在 播种 时不 需要施 肥 或 施少 量 肥 料 ， 可以进行种 肥混施 ， 不 易 发 生 烧 种 现
象 。而免 耕 播种 技 术 中 ， 播 种 时 需 要 一 次 性施 入 大 量 的肥 料 ， 以 确保 作 物 生 长 期 间 需 要 ， 因此 必 须 实 行 种
肥 分施 ， 从 而避 免烧 种 。根 据 土 壤 情 况 及施 肥 量 的 不
同， 种 肥 分施 距 离可 以根 据 施 肥 量 的多 少 进行 适 当调 整， 从 而 提 高 肥 料 的 利 用 率 。从 播 种 、 施 肥 过 程 动 土 量 的大小 来 看 ， 侧施肥技 术需要 实行两次平 行开 沟 ，
把握装配体整体特征 ， 同步实施构思过程与计算机 的
辅助过程 ， 能够 实 时避 免 和 修 改 设 计 中可 能 出现 的错
２ 开 沟 器 铲 柄
铲 柄 一般 可 设 计 成 ４种 不 同 的 截 面 形 状 ： 尖 角 形、 矩形 、 半 圆形 以及 梯 形 Ｊ 。尖 角 形 截 面 形 状 铲 柄
计 一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 制 一试 验 一改 进 设 计一 再 试 制一 再 试 验 等 反
或者通过宽开沟使 种 、 肥 落在不 同的位置 ， 因而 必然 增加地表 的破损程度 ， 特别对于小麦等类型 的密植作
物， 其动土面积可能超过地表 总面积的 ６ ０ ％ 。 另外 ， 如果 采 用种 肥 侧 施 方 法 ， 需要增加 开沟器 数量 ， 提 高 了机 具 开发 成 本 ， 也 增 加 了开 沟 器 的安 装 难 度 ， 同时 也会 增 大挂 草 率 与堵 塞 率 Ｊ 。因 此 ， 本 组 合 式 开 沟 器 拟 实施 种 肥 同 沟 垂 直 分 层 分 施 ， 一次性 开沟施肥 、 播 种， 种 子播 在 肥 料 的 正 上 方 ， 尽 量 减 少 对 地 表 的 破 坏
复多次的设计过程 ， 开发成本高 、 周期长 － ４ Ｊ 。 目前 ，
信 息技 术 、 自动 化技 术 和 计 算 机 技 术 在 机 械 制造 领 域
得 以广泛应用 ， 利用计算 机建立样机 三维模 型 ， 便 于
对 样 机进 行 结构 及 动 力学 分 析 ， 实 现 数 字 化 仿 真 替代 传 统 的 物 理 试 验 Ｊ 。Ａ ｕ ｔ ｏ ｄ ｅ ｓ ｋ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｏ ｒ 软件具备 自
型， 为 动力 学 分 析软 件 建 立仿 真 模 型提 供 基 础 。 关键词 ：免耕播种机 ；组合式开沟器 ；Ｉ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｏ ｒ 中图分类号 ：Ｓ ２ ２ ３ ． ２ ５
，、 ，一
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１ ０ ０ ３ — １ ８ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ — ０ １ １ ０ — ０ ３
土量 。本组 合 式 开 沟器 实 施 种 肥 同沟 垂 直分 层 分 施 ， 种 子播 在 肥 料 的正 上 方 。 利 用 Ｉ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｏ ｒ 软 件 建 立 了铲 柄 、 固
接部 件 等零 件 模 型 ， 并创建了系列零件 ， 实 现 了 自行 设 计 标 准 件 。 同时 ， 建 立 了组 合 式 开 沟 器 三 维 虚 拟 装 配 模
２ ０ １ ４年 ４月
农 机 化 研 究
第 ４期
基于 Ｉ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｏ ｒ的 免 耕 播 种 机 组 合 式 开 沟 器 设 计
罗 红 旗
（ 北京 工 商 大 学 材料 与 机 械 工程 学 院 ，北 京 １ ０ ０ ０ ４ ８ ）
摘
要 ： 开沟 器 是 免耕 播 种 机影 响播 种 质量 的关 键 部件 之 一 ， 在 满 足农 艺 条 件 的基 础 上应 尽 量 减 小 开 沟器 的动
适应技术 ， 改变零部件 的装配条件 时 ， 欠 约 束 的几 何
图元 将 自动 调 整尺 寸 等 特 征 ， 以 自动 满 足 新 的装 配 条 件； 零 部 件 的 装 配 条 件 约 束 具 有 开放 性 特 征 ， 可 随 时 对 其 进行 抑 制 、 编辑或删 除 ； 自适 应 设 计 能 使 设 计 者
误。 。 。本 文拟 结 合 Ａ ｕ ｔ ｏ ｄ ｅ ｓ ｋ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｏ ｒ ， 设计 一 种 实现 种
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ 一 Ｏ ４ —１ ０
的前端 比较尖锐 ， 破土性能好 ， 工作 阻力较小 ； 但 其缺
基 金项 目：北京 市属高 等学 校科 学技 术 与研 究生 教育 创新 工程 建设 项 目（ Ｐ Ｘ Ｍ２ ０ １ １ ０ １ ４ ２ １ ３ Ｊ １ ３ ６ ３ ４） ； 北京 市组织 部优 秀人才 培 养资助项 目（ ２ ０ １ １ Ｄ ０ ０ ５ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ０ ０ ６） 作者简 介 ：罗红旗 （ １ ９ ７ ７ 一 ） ， 男， 湖南邵 阳人 ， 副教 授 ， 博士， （ Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ）
肥 垂 直分 施 的组 合 式开 沟器 。
开 沟器 是 免耕 播 种 机 的 关 键 部 件 之 一 ， 其 结 构 和 布 局是 否 合理 直 接影 响 播 种 机 的开 沟 情 况 ， 而 且 影 响 开 沟器 工 作 时 减 少 挂 草 、 增 大 甩 草 的效 果 ， 从 而 影 响 播种 质 量 和 种 子发 芽 率 等 。免 耕 开 沟 器 是 在 有 作 物 残茬 、 杂 草及 秸 秆 覆 盖 的未 经 翻 耕 的 土 壤 中工 作 ， 作 业 条件 比较 恶 劣 。免 耕 施 肥 、 播 种时 ， 开 沟 器 开 沟 越 窄， 土 壤 表层 的动 土量 越 小 ， 保墒越好 ， 而且 牵 引 阻力 越 小 。 因此 ， 在保 护性耕作技 术 中， 应 最 大 限 度 地 减
小 开 沟器 的动土 量 。 农 业机 械 产 品 的传 统 开 发 过 程 一 般 需 要 经 过 设
１ 设 计 思 路
免 耕 作业 与 传 统 耕 作 在 实 施 过 程 中存 在 较 大 差
异， 传统耕作一 般是独立施 肥 ， 在 播种 时不 需要施 肥 或 施少 量 肥 料 ， 可以进行种 肥混施 ， 不 易 发 生 烧 种 现
象 。而免 耕 播种 技 术 中 ， 播 种 时 需 要 一 次 性施 入 大 量 的肥 料 ， 以 确保 作 物 生 长 期 间 需 要 ， 因此 必 须 实 行 种
肥 分施 ， 从 而避 免烧 种 。根 据 土 壤 情 况 及施 肥 量 的 不
同， 种 肥 分施 距 离可 以根 据 施 肥 量 的多 少 进行 适 当调 整， 从 而 提 高 肥 料 的 利 用 率 。从 播 种 、 施 肥 过 程 动 土 量 的大小 来 看 ， 侧施肥技 术需要 实行两次平 行开 沟 ，
把握装配体整体特征 ， 同步实施构思过程与计算机 的
辅助过程 ， 能够 实 时避 免 和 修 改 设 计 中可 能 出现 的错
２ 开 沟 器 铲 柄
铲 柄 一般 可 设 计 成 ４种 不 同 的 截 面 形 状 ： 尖 角 形、 矩形 、 半 圆形 以及 梯 形 Ｊ 。尖 角 形 截 面 形 状 铲 柄
计 一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 制 一试 验 一改 进 设 计一 再 试 制一 再 试 验 等 反
或者通过宽开沟使 种 、 肥 落在不 同的位置 ， 因而 必然 增加地表 的破损程度 ， 特别对于小麦等类型 的密植作
物， 其动土面积可能超过地表 总面积的 ６ ０ ％ 。 另外 ， 如果 采 用种 肥 侧 施 方 法 ， 需要增加 开沟器 数量 ， 提 高 了机 具 开发 成 本 ， 也 增 加 了开 沟 器 的安 装 难 度 ， 同时 也会 增 大挂 草 率 与堵 塞 率 Ｊ 。因 此 ， 本 组 合 式 开 沟 器 拟 实施 种 肥 同 沟 垂 直 分 层 分 施 ， 一次性 开沟施肥 、 播 种， 种 子播 在 肥 料 的 正 上 方 ， 尽 量 减 少 对 地 表 的 破 坏