546 小型蔬菜移栽机的设计(SW建模)

前 言

蔬菜是人们赖以生存的的主食， 它能提供人体所需的维生素和矿物质。我国作为农业生 产大国，农民主要收入来源于经济作物的生产，而蔬菜的种植是其主要组成部分。我国农业 常年用种量在 125 亿公斤以上， 已成为继美国之后的全球第二大种子市场， 其中蔬菜常年用 种量约 4 万多吨，商品化率约为 60%，与世界水平还有一定差距，意味着我国蔬菜市场有 着巨大的发展潜力 [1] 。

移栽机的发展从侧面反映出我国农业机械的使用情况。在我国，移栽机发展处于起步阶 段，发展不够成熟，又由于我国地域广阔，东西部区域所使用的机械存在差异，对机械的要 求也不同，同时生产商制造移栽苗钵存在差异，导致移栽机发展缓慢的原因 [2] 。

因此小型蔬菜移栽机的研究十分具有意义，尤其是个体承包户用于农业生产方面。我国 市场上出现的小型蔬菜移栽机比较少见， 而中等面积的蔬菜生产地又过多， 小型蔬菜移栽机 的使用， 相对来说， 使用机械移栽蔬菜将很大程度上缓解农户的压力， 提高蔬菜移栽的效率， 增加工作进度，完全符合我国目目前城市周边及农业蔬菜生产的行情。

以满足广大农民用户的需求为目的， 综合考虑实际情况， 本文设计一种小型蔬菜移栽机。

从多种类型的蔬菜移栽机中进行对比选择，设计出的移栽机株距和移栽深度稳定，并且移栽 苗钵适应能力强，可以进行多种蔬菜的移栽，对移栽苗体的损伤低，直立度良好，同时有很 好的工作效益的小型蔬菜移栽机。

关键词：移栽机；蔬菜；苗体

目 录

1 绪论 (1)

1.1 国内外蔬菜移栽机发展状况 (1)

1.2 国内外蔬菜移栽机械存在的问题 (1)

1.3 研究的内容和方法 (1)

1.4 预期目标 (2)

1.5 重点研究的关键问题及解决思路 (2)

1.6 工作条件及解决方法 (2)

2 移栽机总体结构及主要零部件的设计 (2)

2.1 蔬菜移栽机的基本结构 (2)

2.2 小型蔬菜移栽机的传动原理 (4)

2.3 移栽器工作原理 (5)

2.4 主要设计参数 (5)

3 吊篮设计 (6)

3.1 吊篮运动分析 (6)

3.2 吊篮基本参数之间的关系 (6)

4 传动比确定 (7)

4.1 总传动比、株距及地轮半径关系 (7)

4.2 链轮齿数的选择与移栽株距的确定 (8)

5 链轮设计 (9)

5.1 链轮选择及参数 (9)

5.2 链节数计算 (9)

6 凸轮设计 (9)

6.1 凸轮与鸭嘴的关系 (9)

6.2 凸轮导轨的设计 (9)

7 地轮轴的校核 (12)

7.1 地轮轴总体受力分析 (12)

7.2 地轮轴垂直面与水平面的支撑反力分析 (13)

7.3 地轮轴的校核计算 (14)

总 结 (16)

致 谢 (17)

参考文献 (18)

1 绪论

1.1 国内外蔬菜移栽机发展状况

1.1.1 国外蔬菜移栽机的发展状况

世界上移栽技术发展较早的主要是欧美、 日本等国家。国外出现的蔬菜移栽机有两种发 展方向。一种以美国为首的，从事农业生产的人少，农业人口人均耕地面积大，移栽技术走 向专业化，实现联合收割，农业生产高度自动化和机械化 [3] 。另一种是以日本为首，农业生 产土地面积较小，蔬菜移栽机精密度高，专用性强，这种蔬菜移栽机实现半自动移栽，人工 辅助，即可完成生产进度，保证小面积移栽蔬菜的需求。

国外移栽机类型多，移栽通用性能较强，相对成熟。由于全自动蔬菜移栽机造价太高， 机械化水平较高的国家大多采用半自动移栽机械，人工喂入 [4] 。国外蔬菜移栽机械配套设施 比较全面，工作效率高，而且移栽蔬菜时能保证移栽的株距和移栽深度，可以在一定范围内 调整。国外的蔬菜移栽机能做到不伤苗体，移栽后苗体依然保持直立状态，这样能使移栽后 蔬菜的成活率提高。

1.1.2 国内蔬菜移栽机械的发展现状

我国蔬菜移栽机起步较晚，上个世纪50年代开始研制移栽机，在70年代开始研制裸根苗 移栽机，80年代出现半自动蔬菜移栽机 [5] 。到目前为止，蔬菜移栽机依然没有得到广泛的应 用，只有机械化程度发展较高的地区可以见到蔬菜移栽机。

我国蔬菜移栽机的发展受到农艺的限制， 两者发展不平衡，移栽机的发展忽略了综合经 济效益，而且在移栽过程中出现的问题没有得到很好的解决，所以蔬菜移栽技术发展缓慢。 不同地区间蔬菜种类、 苗体大小和高度等都有一定的差异，蔬菜移栽机的通用性没有得到很 好的解决，也是蔬菜移栽机不能普及的一个原因。国内已有的移栽机主要适用于秧苗株高小 于30cm，株距大于20cm的玉米、甜菜和烟草等作物的移栽。

国内生产蔬菜移栽机有多家公司，多为烟草、甜菜、棉花移栽机。如青州火绒机械责任 有限公司制造的黄烟移栽机，该机采用了联动控制装置带动投苗机器随栽苗器挖穴、施肥、 栽苗、 封埯等功能的实现， 并且无漏栽苗和伤苗现象发生， 确保了秧苗移栽的质量和成活率， 完全可以弥补人工移栽过程中的深浅不一、株距不均、生产效率低等缺点。

1.2 国内外蔬菜移栽机械存在的问题

机身不稳定， 导致移栽苗体的株距、 国内自主研发的蔬菜移栽机有很多不能解决的问题。

列宽程度都有不同的变化 [6] 。引起这种情况的原因很多。首先是土壤条件，多数农民文化层 次不高，对土壤了解很少，每年留存在土地内的残留物较多，在耕地整地上没有完全做到标 准。其次是蔬菜移栽机本身设计问题，我国生产的蔬菜移栽机械化正处于缓慢发展阶段，理 论部分和实际有一些差距，导致移栽效果与农民期望相差较远 [7] 。

我国适用于蔬菜的钵苗移栽机还不够成熟，钵苗栽植入大田后直立度差，现有机具在扶 苗、覆土、压实上都存在一定问题 [8] 。国内移栽机基本上实现了株距和移栽深度的调整，但 其稳定性差， 株距和移栽深度的不同对幼苗在移栽后的生长状况有很大影响。 同时容易漏栽， 生产效率不高。

国内与移栽机相配套的其他机械少，机械化育苗移栽程度比较低。 国内目前所生产的移 栽机多数是借鉴外国机型，结构复杂，容易出现问题，给后续的维修带来不便，导致移栽机 在我国的推广进度缓慢。

国外移栽机械较为成熟，多数以大型移栽机械为主，自动化程度高，移栽性能良好，一 般用于大面积移栽，但同时其成本太高，不适合我国目前的移栽发展状况。

1.3 研究的内容和方法

根据我国小型蔬菜移栽机的发展现状和存在的问题以及农业生产对机械化要求， 设计小