旋转式水稻钵苗移栽机构的设计【含CAD图纸优秀毕业课程设计论文】

购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 学 毕 业 设 计 说 明 书 设计 1： 1459919609 2： 1969043202 学 院： 专 业： 题 目： 旋转式水稻钵苗移栽机构的设计 指导教师： 职称 : 职称 : 20*年 *月 *日 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 浙江理工大学本科毕业设计（论文）开题报告 班 级 姓 名 课题名称 旋转式水稻钵苗移栽机构的设计 目 录 1 选题的背景与意义 内外研究现状和发展趋势 指手研究意义 2 研究的基本内容与拟解决的主要问题 本内容 解决的主要问题 3 研究方案、可行性分析及预期研究成果 究思路方案 行性分析 期研究成果 4 研究工作计划 答 辩 意 见 （从选题、任务工作量、质量预期、可行性等几个方面） 答辩组长签名： 年 月 日 系 主 任 审 核 意 见 签名： 年 月 日 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 旋转式水稻钵苗移栽机构的设计 文 研究目的与意义 水稻是我国第一大粮食作物，全国有近 60%的人口以水稻为主 食 ，在 粮 食 安 全 中 占 有 极 其 重 要 的 地 位 。我 国 水 稻 常 年 种 植 面积约 3000 万 公 顷 ， 占 全 国 谷 物 种 植 面 积 的 30 ， 占 世 界 水 稻 种植面积的 20；稻谷总产量近 20000 万吨，占全国粮食总产的40，占世界稻谷总产的 35；在主要粮食作物生产中，水稻种植机械化水平最低。 移栽是水稻种植过程中的重要环节， 它具有对气候的补偿作用和使作物生育提早的综合效益，可以充分利用光热资源，其经济效益和社会效益均非常可观。 与其他国家和地区相比，我国水稻种植机械化程度较低，绝大部分是移栽作业；与国内的水稻生产其他工艺流程相比，机械化程度也是最低的（收获机械化 50%以上，种植 机械化约 12%）。 目 前 ，水 稻 移 栽 机 械 主 要 有 水 稻 抛 秧 机 、插 秧 机 、钵 苗 栽 植机 ，相 应 的 移 栽 技 术 分 别 为 抛 秧 、插 秧 和 钵 苗 栽 植 。其 中 ，水 稻抛秧技术栽植浅、植伤轻、返苗快、分蘖早、分蘖节位低、浅层根分布广，提早成熟，且增产增收，但是抛秧容易使秧苗倒伏、直 立 性 不 好 ，影 响 缓 苗 ，进 而 影 响 产 量 ；与 抛 秧 技 术 相 比 ，水 稻插秧方式可以保证栽植秧苗有较好直立性，但与抛秧移栽采用钵盘 育 秧 不 同 ，插 秧 技 术 采 用 毯 状 秧 苗 ，毯 状 苗 几 乎 不 能 保 留 秧 苗的 成 长 土 质 及 营 养 物 质 ， 插 秧 时 秧 苗 断 根 多 ， 缓 苗 期 较 长 ， 要10 天左右；而水稻钵苗栽植技术也采用钵盘育秧，综合 了以上两种水稻移栽方式的所有优点，克服了不利的因素，钵苗栽植直立 性 好 ，无 缓 苗 期 ，增 产 明 显 ，成 为 当 今 水 稻 机 械 化 移 栽 技 术 的研究重点。 另 外 ， 目 前 超 级 稻 种 植 都 是 采 用 手 工 移 栽 ， 要 求 每 穴 种 植 1到 2 株 秧 苗 ，用 现 有 的 毯 状 苗 插 秧 种 植 方 式 根 本 无 法 满 足 此 精 准移栽要求；用水稻抛秧移栽技术，难以保证栽植秧苗的直立性，影响产量；而用本课题提出的水稻钵苗栽植技术 ,即可以解决超级稻机械化种植需要每穴 1 到 2 株 苗 ，又 可 以 保 证 栽 植 秧 苗 的 直立性要求，有利于超级稻种植的推广。 水稻钵苗栽植是一种水稻高产的移栽技术。具有壮苗浅栽、缓 苗 快 、分 蘖 早 、分 蘖 节 位 低 、有 效 分 蘖 多 、根 系 发 达 、提 早 成熟增产增收等优点，一直以来深受农民欢迎。 水稻钵苗栽植在保证栽植钵苗的直立度后（与水平面夹角不低于 60度 ）， 钵 苗 栽 植方 式 较 插 秧 方 式 增 产 10%因此增产效果明显。 日本研究出的水稻钵苗栽植机（又称水稻钵苗摆栽机）价格昂贵、结构复杂，而且又是采用 半硬塑胶穴盘 ，成 本 高 ，育 苗 要 求 也 高 ，使 想 迫 切改变手工劳作并提高稻谷产量的广大农村农民望而却步， 黑龙江垦区五年前 曾引进日本的两种水稻钵苗摆栽机进行试验，到现在一直也没有推广，不适合中国国情。近几年来，我国吉林省有几 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 家 企 业 一 直 在 研 究 水 稻 钵 苗 栽 植 机 ， 并 进 行 了 小 规 模 的 应 用 推广 ，基 本 能 够 保 证 栽 植 钵 苗 有 较 好 的 直 立 度 。其 移 栽 机 构 采 用 多杆式移栽机构，移栽效率低，单行效率只有 80株 /分钟左右，由于多杆式机构的结构限制，移栽效率很难再提高了。其移栽效率远 远 低 于 步 行 式 插 秧 机 的 插 秧 效 率 ， 更 不 用 说 与 高 速 插 秧 机 相比 。为 了 实 现 我 国 水 稻 钵 苗 栽 植 技 术 的 发 展 与 应 用 ，满 足 广 大 农民的对水稻钵苗栽植机械化的需求，研究出一种新型高速水稻钵苗 栽 植 机 ，具 有 非 常 重 大 的 科 学 意 义 与 经 济 价 值 。 具有取苗与栽植苗功能的移栽机构，作为水稻钵苗栽植机的核心工作部件，已经成为制约高速水稻钵苗栽植 机械发展的 “ 瓶颈 ” 问 题 ，开 展 该移栽机构理论与创新设计研究已迫在眉捷。 本课题通过开展水稻钵苗移栽机构的工作机理分析，依托课题组多年研究水稻种植机械的研究平台，对水稻钵苗移栽机构进行创新研究与优化设计，发明一种新型的高速水稻钵苗移栽机构 ，并 建 立 相 应 的 设 计 理 论 与 方 法 ，将 促 进 我 国 水 稻 钵 苗 栽 植 技术的发展与应用。为今后高速水稻钵苗栽植机的研发提供重要理论基础和设计依据，将直接指导水稻钵苗有序移栽机构的设计 ,特别是水稻钵苗栽植方式非常适合于超级稻的机械化种植，有利于促进超级稻种植的推广，提高我国农业机械的研究水平。因此 ,开展本课题研究，不仅具有重要的科学意义，也具有重大的实际应 。 稻钵苗移栽机构的发展概况 自水稻抛秧或摆秧技术应用以来，国内外不少专家学者开始对有关水稻钵苗移栽机械进行研究。据有关资料报道，从事这方面研究的国家主要是日本和中国。 外发展概况 日本是水稻移栽机械化程度最高的国家，日本在完成工业化的 进 程 中 ，逐 步 实 现 了 水 稻 种 植 机 械 化 。 根据有关资料报道，黑龙江省曾分别引进日本井关农机公司和实产业株式会社生产的水稻钵苗摆栽机，如图 a） 所示，该摆栽机一次 可栽 6行，采用半硬塑胶钵盘育秧苗 ，钵 盘中的每个钵穴是上粗下细的圆锥杯 ，杯 的 底 部 有 一 小 孔 。采 用 从 半 硬 塑 胶 钵 盘 底 部 将 秧 苗 顶 出 的取苗方式， 其工作过程示意如图 b）所 示 。顶 杆 对 准 小 孔 有 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 图 辊式拔秧机构 两 种 形 式 ：一 种 是 顶 杆 平 移 ，另 一 种 是 钵 秧 盘 平 移 。从 结 构 发 明的 角 度 看 ，机 构 作 用 于 土 钵 ，土 钵 是 固 体 ，个 体 差 异 小 ，工 作 可靠 ，但 是 机 构 的 运 动 是 直 线 间 歇 运 动 。需 要 一 套 完 成 精 确 移 动 定位 的 机 构 ，加 工 精 度 要 求 高 ，机 构 磨 损 后 容 易 顶 偏 ，造 成 塑 料 秧盘 损 坏 ，有 时 钵 苗 的 秧 根 挂 住 钵 盘 ，造 成 秧 苗 脱 离 不 成 功 ，这 对育秧要求比较高。顶出的钵苗， 通过分秧供秧机构将秧苗水平分送到两侧的旋转分插部件，由旋转 分插部件将水平放置的秧苗转换成垂直方式入土，完成秧苗的田间摆栽作业。具有可成行摆栽带 钵 秧 苗 ，株 距 准 确 ，均 匀 性 好 ，作 业 质 量 高 等 优 点 。但 摆 栽 机具 结 构 复 杂 ，成 本 高 ，对 整 地 和 育 秧 质 量 要 求 均 较 高 ，同 时 半 硬塑胶穴盘成本也高，从国内引进试验来看，并不适合我国国情。 再 如 日 本 洋 马 农 机 株 式 会 社 的 竹 山 智 洋 发 明 了 另 一 种 钵 苗移栽 机 （ 专 利 号 为 ： ,由 驱 动 装 置 和 两 个 栽植 爪 组 成 ，如 图 。该 移 栽 机 构 的 驱 动 装 置 由 两 套 行 星 轮 系机 构 串 联 而 成 ，回 转 箱 相 当 于 行 星 架 ，第 一 回 转 箱 内 有 9 个齿轮（其中 2 个 是 扇 形 齿 轮 ）和 一套摆动凸轮机构，第二回转箱与第一回转箱中的行星轮固接，内有 5 个 齿 轮 ，由 第 二 套 行 星 轮 的 行星轴输出运动驱动栽植爪实现取苗和栽植苗动作，该移栽轨迹较为 复 杂 ，如 图 2 所示。 该钵苗移栽机构的结构很复杂，可靠性不高 ，它 的 设 计 制 造 成 本 相 对 也 比 较 高 ，所 以 该 钵 苗 移 栽 机 构 未 能得到实际应用。 内发展概况 我国在 90 年代后期 ,水稻钵体育秧技术有了较大的发展 ,中国 农 业 大 学 、吉 林 大 学 、江 苏 大 学 、八 一 农 垦 大 学 等 院 校 都 开 始进行钵体育秧技术与移栽技术研究。 我国目前的有序钵苗移栽机构有较多种方式， 现介绍几种如下： ( 1 ) 对辊式拔秧机构 由 中 国 农 业 大 学 工 学 院 研 制 的2用对辊式拔秧机构 (如图 实 现了 水 稻 穴 盘 育 苗 的 自 动 拔 秧 。2、压 秧 板 6、上拔秧辊 8和下拔秧辊 9等组成。其工作原理是：钵盘苗通过人工放在托板上并喂入到输秧辊 4上 ，拔 秧 辊按一定传动比带动输秧辊 4转 动 ，当 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 图 间连杆移栽机构简图 10秧盘 图 械手式抛秧机构 上 下 拔 秧 辊（ 8、 9）的 夹 秧 板 对 接 时 ，靠 夹 秧 板 外 缘 弹 性 材 料 变形产生的夹紧力，将位于上下拔秧辊中间的钵苗夹持并带动其一起 运 动 ，最 后 使 得 钵 苗 与 钵 盘 脱 离 ；当 上 下 拔 秧 辊 转 过 一 定 角 度后夹秧扳松开， 钵苗落入导苗管，完成拔秧工作。但试验结果表明 ，秧 苗 营 养 钵 湿 度 对 拔 秧 力 影 响 较 大 ，作 业 效 率 低 ，拔 秧 辊 释放 钵 苗 后 ，钵 苗 沿 导 苗 管 滑 落 入 水 田 中 。该 钵 苗 行 栽 机 栽 植 苗 方式是采用导苗管式，秧苗容易倒伏，很难控制栽植秧苗的直立度，将影响缓苗。 (2)机械手式抛秧机构 黑龙江八一农垦大学设计的 机 械 手 式 抛 秧 机 构 如 图 。 其 工 作 原 理 为 ： 秧 钳 的固 定 套 4与滚筒 6刚 性 联 接 ， 随筒 回 转 。 滚 筒 内 是 固 定 不 动 的凸轮 5，它 的 最 大 突 变 点 离 秧 盘最 近 ， 并 对 应 于 取 秧 位 置 。 当挡铁 8撞 击 开 闭 凸 轮 7使 秧 钳 闭合 夹 秧 时 ， 伸 缩 杆 3在 弹 簧 2的作 用 下 迅 速 缩 到 凸 轮 的 凹 处，将 秧 苗 的 钵 体 从 秧 盘 孔 中 拔 出并 离 开 盘 面 。 秧 钳 在 随 滚 筒 6回 转 过 程 中 ，伸 缩 杆 3的端斜面与凸轮 5的 外 轮 廓 接 触 并 受 其作用向外逐渐伸长。当转过180 时，开闭凸轮 7的撞杆受挡铁 9的撞击，使其转过 90 将秧钳 撑 开 ，秧 苗 在 秧 钳回转惯性力及重力作用下抛向地面。秧钳抛出秧苗后一直保持张开状态，直至取苗位置后又开始重复上面所述的动作。 该 机 械 手 抓 取 秧 苗 的 准 确 度 和 伤 秧 是 该 机 构 要 解 决 的 关 键问 题 。该 机 构 在 栽 植 苗 时 ，由 秧 钳 通 过 回 转 惯 性 力 和 重 力 作 用 将秧 苗 抛 向 地 面 ，是 一 种 抛 秧 移 栽 作 业 方 式 ，因 此 ，秧 苗 移 栽 的 直立度也很难保证，将影响缓苗。 (3)在空间连杆机构的基础上，中国农业大学研究开发了一种水稻钵苗精准栽植机械手机构，与拨杆式夹钳配合使用该机构与传统的农业机械完全不同，它属于空间闭式链机构。图 示为栽植机械手机构的结构示意图，该机构由可控变杆长 可控变杆长机构是由机架、主 动 件 、连 杆 、工 作 杆 和 摆 杆 组 成 ，并选取主动件杆 1 为杆长变化杆，且将杆 1 分解为凸轮、滚子从动件和曲柄三部分，源动力通过链条链轮传递动力给与机架运动副连接的曲柄，再由曲柄传递动力给滚子从 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 图 杆移栽机构及移栽轨迹 动 件 ，使 滚 子 沿 凸 轮 表 面 做 圆 周 运 动 ，来 实 现 杆 长 变 化 滚 子 从动件传递动力给其它杆件 3、 4，使其作连续运动，同时使得与杆 2 连接的工作杆 7 和夹钳一起运动，从而完成夹秧、取秧，移秧 、栽 秧 等 一 系 列 动 作 。此 机 构 在 设 计 过 程 中 需 要 检 测 杆 之 间 的干涉问题，能保证各杆工作的连续性，该移栽机构结构太复杂，工作效率低。 (4)2007 年 ， 吉 林 省 延 吉市 光 华 机 械 厂 公 开 了 一 种 水 稻钵 苗 移 栽 机 构 (如图 这种 移 栽 机 构 包 括 有 动 力 传 送 齿轮箱 10、移 栽 四 轩 机 构 和 移 栽稳 定 三 连 杆 机 构 。 其 中 移 栽 四杆 机 构 是 由 上 曲 柄 7、栽植臂连杆 6、栽植臂杆 23、锁臂摇杆 14 依 次 铰 接 组 成 ，在 栽 植 臂杆 上 设 有 夹 秧 装 置 ； 移 栽 稳 定三连杆机构是由下曲柄 19、稳定连杆 18 和 上 述 的 锁 臂 摇 杆14 依 次 铰 接 组 成 ，移 栽 四 杆 机构 和 移 栽 稳 定 三 连 杆 机 构 共 同完 成 取 秧 、移 秧 、栽 秧 的 运 动 轨 迹 。该 发 明 机 构 移 栽 运 行 轨 迹 稳定 ，取 秧 栽 植 过 程 中 取 秧 爪 开 闭 准 时 准 确 ，基 于 钵 盘 育 秧 ，保 证了 完 整 的 根 系 ，不 伤 苗 ，减 少 了 秧 苗 的 缓 苏 周 期 ，增 产 效 果 显 著 。但是多杆机构工作配合复杂，要快速提高移栽的速度，将是一个巨 大 的 挑 战 。该 移 栽 机 构 已 有 样 机 在 田 间 试 验 ，但 是 工 作 效 率 低 ，振 动 大 ， 单 行 移 栽 效 率 只 有 80 次 / 右 ， 机 构 的 结 构 本 身 限制了该机构无法再提高移栽效率。 (5) 专利号 为 一种能直接栽插软塑体钵盘秧苗的钵苗水稻插秧机，如图 a） 所示 。该水稻钵苗插秧机的核心工作部件 五杆水稻钵苗移栽机构，如图 b）所 示 。该 机 构 采 用双曲柄 67、 66分 别 作 正 、反 向 转 动驱 动 ，是 一 个 双 自 由 度 机 构 ，栽 植 臂 10往复直插式控制取秧夹 61按特定曲线轨迹进行取秧与栽插秧苗作业，栽植臂 10内有夹紧与释 放 苗 装 置 ，包 括 凸 轮 68、拨 叉 70、弹 簧 63和控制杆 71，控 制 杆71相对栽植臂 10作 往 复 移 动 ，控 制 取 秧 夹 61张 开 与 闭 合 。曲 柄 旋转 一 周 ，取 秧 夹 61夹取钵苗插秧一次，移栽效率单行为 80次 / ，该 机 构 能 实 现 水 稻 钵 苗 有 序 移 栽 ，但 工 作 效 率 也 较 低 ，振动也大。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 图 稻钵苗移栽轨迹要求 2 研究的 目的与实现方案 通过以上分析可知，国 内外虽然对水稻钵苗有序移栽技术及移栽机构已做了较多的分析与研究，并有部分样机投入试验或应用 。目 前 的 移 栽 方 式 分 为 二 种 ：抛 秧 方 式 和 栽 植 苗 方 式 。抛 秧 方式很难保证栽植秧苗的直立度，影响缓苗，进而影响水稻产量 ,到目前为止 ,一直未能推广应用；栽植苗方式移栽钵苗能有效地保证栽植秧苗的直立度，无缓苗期，但现有的钵苗移栽机构，工作 效 率 太 低（ 只 有 80株 /分钟 /行 ），机 构 工 作 时 振 动 大 。但 是 上述 的 钵 苗 移 栽 机 构 所 采 用 的 夹 取 式 取 苗 方 式 可 以 为 本 课 题 研 究提供参考。 究目标 近 年 来 ， 本 课 题 组 对 水 稻 钵 苗 有 序 移 栽 的 工 作 机 理 与 机 构 创新 进 行 了 详 细 研 究 ， 机 械 移 栽 秧 苗 为塑 料 钵 盘 苗 ， 塑 料 钵 盘 可 重 复 使 用 。本 取 苗 方 式 采 用 两 片 取 苗 爪 夹 住 水 稻钵 苗 的 茎 杆 根 部 ， 夹 紧 茎 杆 ， 将 钵 苗从 钵 穴 中 拨 出 ， 完 成 取 苗 动 作 ， 取 苗后 夹 持 苗 至 推 秧 位 置 ， 取 苗 爪 张 开 ，释 放 钵 苗 并 推 苗 入 土 ， 完 成 栽 植 苗 动作 。为 了 实 现 该 钵 苗 的 有 序 移 栽 方 式 ，同时考虑机构工作效率和平稳性。 本 论 文 提 出 了 一 种 旋 转 式 有 序 移栽 机 构 ， 在 旋 转 箱 体 上 对 称 布 置 三 个移 栽 臂 ， 提 高 了 工 作 平 稳 性 ， 旋 转 一周 移 栽 三 次 ， 移 栽 效 率 高 ， 移 栽 效 率将不低于 300 株 /分钟 /行，其移栽效(a)五杆水稻钵苗移栽机 （ b）五杆水稻钵苗移栽机构 图 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 率远远高于现正在应用的有序移栽机构，本论文研究的旋转式有序移栽 机构是一种高速水稻钵苗移栽机构。 案实现 通过了解水稻钵苗移栽的农艺要求，提出如图 移栽轨迹 ，该 机 构 的 取 秧 方 式 为 弹 簧 片 夹 取 式 取 秧 ，为 了 避 免 取 秧 时 弹簧片与秧苗的干涉，移栽轨迹在取秧部分为 “ 环扣状 ” 。即 由 两个弹簧片运行到土钵表面时，弹簧片从钵苗的下方 D 运行到钵苗茎 部 开 始 取 秧 ，夹 紧 秧 苗 的 茎 杆 根 部 ，在 图 中 的 E 位置从穴盘中取 出 带 土 钵 苗 ，再 沿 持钵苗至图中的 B 位 置 ，在 推 秧 杆 的作 用 下 ，弹 簧 片 松 开 ，释 放 并 推 出 钵 苗 ，植 入 水 田 中 ，然 后 弹 簧片经图中 C 位置，为重新下次取秧做准备 ，完成一次移栽周期。 根据移栽轨迹要求，设计出一种旋转式椭圆不完全非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构，在一个旋转箱体上对称布置了两套 移 栽 臂 ，旋 转 一 周 移 栽 两 次 。如 图 示为旋转式椭圆不完全非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构传动简图（图示为机构的初始安装位置），该机构由 驱动部分和移栽臂 两 部分 组 成 ，驱动部分是一个非匀速间歇传动行星轮系机构 ，由 4 个椭圆齿轮、1 个不完全非圆齿轮、 2 个凹锁止弧、 1 个凸锁止弧组成 ，行星架作为输入运动构件顺时针转动，行星轮为输出运动构件，其运动形式是弹簧片尖点形成工 作轨迹的关键。 3 本文的工作安排 1) 根 据 水 稻 移 栽 的 农 艺 特 点 与 轨 迹 要 求 ， 研 究 出 一 种 新 型的水稻钵苗移栽机构，使之达到高效率、低振动的工作要求。本文采用的是椭圆齿轮不完全非圆齿轮行星轮系作为传动部件，设计出一种新的水稻钵苗移栽机构 椭圆齿轮 2 ) 对 该 移 栽 机 构 的 运 动 学 特 性 进 行 分 析 ， 包 括 椭 圆 齿 轮 星轮的相对角位移和角速度分析以及秧针尖点的相对位移、速度和加速度分析，并建立运动学模型。 3 ) 根据建立的移栽机构运动学模型，自主开发移 栽机构辅助分析与优化软件。利用该软件对移栽机构进行结构参数优化，分析该机构参数对移栽工作轨迹的影响，找到一组较优的能满足移栽机构轨迹要求的结构参数。 化 后 的 结 构 参 数 作 为 初 始 参 数 ， 对 移栽 机 构 进 行 整 体设计。利用 出齿轮的点，在 中绘出二维图，导入到进行建模生成三维图 ，再进行整体的装配。为了减小机构的 冲 击 振 动 ，对 机 构 添 加 了 缓 冲 装 置 ，并 与 未 加 缓 冲 装 置 的 轨 迹进行比较。对该移栽机构设计出 2 套消除齿隙装置，消除齿隙，提高机构取苗的成功率。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 研究工作计划 起止时间 内容 研、信息汇总，文献查阅分析 文翻译、文献综述、开题报告，并熟悉理论力学、机械原理 等相关知识 交开题报告、文献综述及外文翻译 题答辩 驱动多指手的整体方案设计 关节结构设计及零部件设计 维 模 维运动装配 构改进设计及毕业论文撰写 成并提交毕业论文 理材料准备答辩 文答辩 充值后就可以下载此设计说明书。全套资料包含有相应的 明书（附带：开题报告、文献综述、外文翻译）和 纸（共计 23 张图纸）。 需要全套资料的朋友请 加1： 1459919609 或 2： 1969043202， 需 要其他设计题目直接联系！ 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 浙江理工大学本科毕业设计（论文）文献综述报告 班 级 姓 名 课题名称 旋转式水稻钵苗移栽机构的设计 文献综述报告 目 录 1 选题的背景与意义 内外研究现状和发展趋势 指手研究意义 2 研究的基本内容与拟解决的主要问题 本内容 解决的主要问题 3 研究方案、可行性分析及预期研究成果 究思路方案 行性分析 期研究成果 指导教师 审批意见 签名： 年 月 日 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 文 研究目的与意义 水稻是我国第一大粮食作物，全国有近 60%的人口以水稻为主 食 ，在 粮 食 安 全 中 占 有 极 其 重 要 的 地 位 。我 国 水 稻 常 年 种 植 面积约 3000 万 公 顷 ， 占 全 国 谷 物 种 植 面 积 的 30 ， 占 世 界 水 稻 种植面积的 20；稻谷总产量近 20000 万吨，占全国粮食总产的40，占世界稻谷总产的 35；在主要粮食作物生产中，水稻种植机械化水平最低。 移栽是水稻种植过程中的重要环节， 它具有对气候的补偿作用和使作物生育提早的综合效益，可以充分利 用 光 热 资 源 ，其 经济效益和社会效益均非常可观。 与其他国家和地区相比，我国水稻种植机械化程度较低，绝大部分是移栽作业；与国内的水稻生产其他工艺流程相比，机械化程度也是最低的（收获机械化 50%以上，种植机械化约 12%）。 目 前 ，水 稻 移 栽 机 械 主 要 有 水 稻 抛 秧 机 、插 秧 机 、钵 苗 栽 植机 ，相 应 的 移 栽 技 术 分 别 为 抛 秧 、插 秧 和 钵 苗 栽 植 。其 中 ，水 稻抛秧技术栽植浅、植伤轻、返苗快、分蘖早、分蘖节位低、浅层根分布广，提早成熟，且增产增收，但是抛秧容易使秧苗倒伏、直 立 性 不 好 ，影 响 缓 苗 ，进 而 影 响 产 量 ；与 抛 秧 技 术 相 比 ，水 稻插秧方式可以保证栽植 秧苗有较好直立性，但与抛秧移栽采用钵盘 育 秧 不 同 ，插 秧 技 术 采 用 毯 状 秧 苗 ，毯 状 苗 几 乎 不 能 保 留 秧 苗的 成 长 土 质 及 营 养 物 质 ， 插 秧 时 秧 苗 断 根 多 ， 缓 苗 期 较 长 ， 要10 天左右；而水稻钵苗栽植技术也采用钵盘育秧，综合了以上两种水稻移栽方式的所有优点，克服了不利的因素，钵苗栽植直立 性 好 ，无 缓 苗 期 ，增 产 明 显 ，成 为 当 今 水 稻 机 械 化 移 栽 技 术 的研究重点。 另 外 ， 目 前 超 级 稻 种 植 都 是 采 用 手 工 移 栽 ， 要 求 每 穴 种 植 1到 2 株 秧 苗 ，用 现 有 的 毯 状 苗 插 秧 种 植 方 式 根 本 无 法 满 足 此 精 准移栽要求；用水稻抛秧移栽技术，难以保证栽植秧苗的直立性，影响产量；而用本课题提 出的水稻钵苗栽植技术 ,即可以解决超级稻机械化种植需要每穴 1 到 2 株 苗 ，又 可 以 保 证 栽 植 秧 苗 的 直立性要求，有利于超级稻种植的推广。 水稻钵苗栽植是一种水稻高产的移栽技术。具有壮苗浅栽、缓 苗 快 、分 蘖 早 、分 蘖 节 位 低 、有 效 分 蘖 多 、根 系 发 达 、提 早 成熟增产增收等优点，一直以来深受农民欢迎。 水稻钵苗栽植在保证栽植钵苗的直立度后（与水平面夹角不低于 60度 ）， 钵 苗 栽 植方 式 较 插 秧 方 式 增 产 10%因此增产效果明显。 日本研究出的水稻钵苗栽植机（又称水稻钵苗摆栽机）价格昂贵、结构复杂，而且又是采用 半硬塑胶穴盘 ，成 本 高 ，育 苗 要 求 也 高 ，使 想 迫 切改变手工劳作并提高稻谷产量的广大农村农民望而却步， 黑龙江垦区五年前 曾引进日本的两种水稻钵苗摆栽机进行试验，到现在一直也没有推广，不适合中国国情。近几年来，我国吉林省有几家 企 业 一 直 在 研 究 水 稻 钵 苗 栽 植 机 ， 并 进 行 了 小 规 模 的 应 用 推 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 广 ，基 本 能 够 保 证 栽 植 钵 苗 有 较 好 的 直 立 度 。其 移 栽 机 构 采 用 多杆式移栽机构，移栽效率低，单行效率只有 80株 /分钟左右，由于多杆式机构的结构限制，移栽效率很难再提高了。其移栽效率远 远 低 于 步 行 式 插 秧 机 的 插 秧 效 率 ， 更 不 用 说 与 高 速 插 秧 机 相比 。为 了 实 现 我 国 水 稻 钵 苗 栽 植 技 术 的 发 展 与 应 用 ，满 足 广 大 农民的对水稻钵苗栽植机械化的需求，研究出一种新型高速水稻钵苗 栽 植 机 ，具 有 非 常 重 大 的 科 学 意 义 与 经 济 价 值 。 具有取苗与栽植苗功能的移栽机构，作为水稻钵苗栽植机的核心工作部件，已经成为制约高速水稻钵苗栽植机械发展的 “ 瓶颈 ” 问 题 ，开 展 该移栽机构理论与创新设计研究已迫在眉捷。 本课题通过开展水稻钵苗移栽机构的工作机理分析，依托课题组多年研究水稻种植机械的研究平台，对水稻钵苗移栽机构进行创新研究与优化设计，发明一种新型的高速水稻钵苗移栽机构 ，并 建 立 相 应 的 设 计 理 论 与 方 法 ，将 促 进 我 国 水 稻 钵 苗 栽 植 技术的发展与应用。为今后高速水 稻钵苗栽植机的研发提供重要理论基础和设计依据，将直接指导水稻钵苗有序移栽机构的设计 ,特别是水稻钵苗栽植方式非常适合于超级稻的机械化种植，有利于促进超级稻种植的推广，提高我国农业机械的研究水平。因此 ,开展本课题研究，不仅具有重要的科学意义，也具有重大的实际应 。 稻钵苗移栽机构的发展概况 自水稻抛秧或摆秧技术应用以来，国内外不少专家学者开始对有关水稻钵苗移栽机械进行研究。据有关资料报道，从事这方面研究的国家主要是日本和中国。 外发展概况 日本是水稻移栽机械化程度最高的国家，日本在完成工业化的 进 程 中 ，逐 步 实 现 了 水 稻 种 植 机 械 化 。 根据有关资料报道，黑龙江省曾分别引进日本井关农机公司和实产业株式会社生产的水稻钵苗摆栽机，如图 a） 所示，该摆栽机一次 可栽 6行，采用半硬塑胶钵盘育秧苗 ，钵 盘 中 的 每 个 钵 穴 是 上 粗 下 细 的 圆 锥杯 ，杯 的 底 部 有 一 小 孔 。采 用 从 半 硬 塑 胶 钵 盘 底 部 将 秧 苗 顶 出 的取苗方式， 其工作过程示意如图 b）所 示 。顶 杆 对 准 小 孔 有两 种 形 式 ：一 种 是 顶 杆 平 移 ，另 一 种 是 钵 秧 盘 平 移 。从 结 构 发 明 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 图 辊式拔秧机构 的 角 度 看 ，机 构 作 用 于 土 钵 ，土 钵 是 固 体 ，个 体 差 异 小 ，工 作 可靠 ，但 是 机 构 的 运 动 是 直 线 间 歇 运 动 。需 要 一 套 完 成 精 确 移 动 定位 的 机 构 ，加 工 精 度 要 求 高 ，机 构 磨 损 后 容 易 顶 偏 ，造 成 塑 料 秧盘 损 坏 ，有 时 钵 苗 的 秧 根 挂 住 钵 盘 ，造 成 秧 苗 脱 离 不 成 功 ，这 对育秧要求比较高。顶出的钵苗， 通过分秧供秧机构将秧苗水平分送到两侧的旋转分插部件，由旋转分插部件将水平放置的秧苗转换成垂直方式入土，完成秧苗的田间摆栽作业。具有可成行摆栽带 钵 秧 苗 ，株 距 准 确 ，均 匀 性 好 ，作 业 质 量 高 等 优 点 。但 摆 栽 机具 结 构 复 杂 ，成 本 高 ，对 整 地 和 育 秧 质 量 要 求 均 较 高 ，同 时 半 硬塑胶穴盘成本也高，从国内引进试验来看，并不适合我国国情。 再 如 日 本 洋 马 农 机 株 式 会 社 的 竹 山 智 洋 发 明 了 另 一 种 钵 苗移栽 机 （ 专 利 号 为： ,由 驱 动 装 置 和 两 个 栽植 爪 组 成 ，如 图 。该 移 栽 机 构 的 驱 动 装 置 由 两 套 行 星 轮 系机 构 串 联 而 成 ，回 转 箱 相 当 于 行 星 架 ，第 一 回 转 箱 内 有 9 个齿轮（其中 2 个 是 扇 形 齿 轮 ）和 一 套 摆 动 凸 轮 机 构 ，第 二 回 转 箱 与 第一回转箱中的行星轮固接，内有 5 个 齿 轮 ，由 第 二 套 行 星 轮 的 行星轴输出运动驱动栽植爪实现取苗和栽植苗动作，该移栽轨迹较为 复 杂 ，如 图 2 所示。 该钵苗移栽机构的结构很复杂，可靠性不高 ，它 的 设 计 制 造 成 本 相 对 也 比 较 高 ，所 以 该 钵 苗 移 栽 机 构 未 能得到实际应用。 内发展概况 我国在 90 年代后期 ,水稻钵体育秧技术有了较大的发展 ,中国 农 业 大 学 、吉 林 大 学 、江 苏 大 学 、八 一 农 垦 大 学 等 院 校 都 开 始进行钵体育秧技术与移栽技术研究。 我国目前的有序钵苗移栽机构有较多种方式， 现介绍几种如下： ( 2 ) 对辊式拔秧机构 由 中 国 农 业 大 学 工 学 院 研 制 的 2 采 用 对 辊 式拔 秧 机 构 ( 实现了水稻 穴 盘 育 苗 的 自动 拔 秧 。2水稻 钵 苗 行 栽 机 输秧 拔 秧 装 置 主 要由输秧辊 4、压 秧板 6、 上 拔 秧 辊 8 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 图 间连杆移栽机构简图 10秧盘 图 械手式抛秧机构 和下拔秧辊 9等组成。其工作原理是：钵盘苗通过人工放在托板上并喂入到输秧辊 4上，拔秧辊按一定传动比带动输秧 辊 4转动，当 上 下 拔 秧 辊（ 8、 9）的 夹 秧 板 对 接 时 ，靠 夹 秧 板 外 缘 弹 性 材 料变形产生的夹紧力，将位于上下拔秧辊中间的钵苗夹持并带动其一 起 运 动 ，最 后 使 得 钵 苗 与 钵 盘 脱 离 ；当 上 下 拔 秧 辊 转 过 一 定 角度后夹秧扳松开，钵苗落入导苗管，完成拔秧工作。但试验结果表 明 ，秧 苗 营 养 钵 湿 度 对 拔 秧 力 影 响 较 大 ，作 业 效 率 低 ，拔 秧 辊释 放 钵 苗 后 ，钵 苗 沿 导 苗 管 滑 落 入 水 田 中 。该 钵 苗 行 栽 机 栽 植 苗方式是采用导苗管式，秧苗容易倒伏，很难控制栽植秧苗的直立度，将影响缓苗。 (2)机械手式抛秧机构 黑龙江八一农垦大学设计的 机 械 手 式 抛 秧 机 构 如 图 。 其 工 作 原 理 为 ： 秧 钳 的固 定 套 4与滚筒 6刚 性 联 接 ， 随筒 回 转 。 滚 筒 内 是 固 定 不 动 的凸轮 5，它 的 最 大 突 变 点 离 秧 盘最 近 ， 并 对 应 于 取 秧 位 置 。 当挡铁 8撞 击 开 闭 凸 轮 7使 秧 钳 闭合 夹 秧 时 ， 伸 缩 杆 3在 弹 簧 2的作 用 下 迅 速 缩 到 凸 轮 的 凹 处 ，将 秧 苗 的 钵 体 从 秧 盘 孔 中 拔 出并 离 开 盘 面 。 秧 钳 在 随 滚 筒 6回 转 过 程 中 ，伸 缩 杆 3的端斜面与凸轮 5的 外 轮 廓 接 触 并 受 其作用向外逐渐伸长。当转过180 时，开闭凸轮 7的撞杆受挡铁 9的撞击，使其转过 90 将秧钳 撑 开 ，秧 苗 在 秧 钳回转惯性力及重力作用下抛向地面。秧钳抛出秧苗后一直保持张开状态，直至取苗位置后又开始重复上面所述的动 作。 该 机 械 手 抓 取 秧 苗 的 准 确 度 和 伤 秧 是 该 机 构 要 解 决 的 关 键问 题 。该 机 构 在 栽 植 苗 时 ，由 秧 钳 通 过 回 转 惯 性 力 和 重 力 作 用 将秧 苗 抛 向 地 面 ，是 一 种 抛 秧 移 栽 作 业 方 式 ，因 此 ，秧 苗 移 栽 的 直立度也很难保证，将影响缓苗。 (3) 在 空 间 连 杆 机 构的 基 础 上 ，中 国 农 业 大 学研 究 开 发 了 一 种 水 稻 钵苗精准栽植机械手机构，与 拨 杆 式 夹 钳 配 合 使用 该 机 构 与 传 统 的 农 业机 械 完 全 不 同 ，它 属 于 空间 闭 式 链 机 构 。图 示 为 栽 植 机 械 手 机 构 的结 构 示 意 图 ，该 机 构 由 可 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 图 杆移栽机构及移栽轨迹 控变杆长 构和拨杆式夹钳装置两大部分组成。而可控变杆长机构是由机架、主动件、连杆、工作杆和 摆 杆 组 成 ，并 选 取主动件杆 1 为 杆 长 变 化 杆 ，且 将 杆 1 分 解 为 凸 轮 、滚 子 从 动 件 和曲 柄 三 部 分 ，源 动 力 通 过 链 条 链 轮 传 递 动 力 给 与 机 架 运 动 副 连 接的 曲 柄 ，再 由 曲 柄 传 递 动 力 给 滚 子 从 动 件 ，使 滚 子 沿 凸 轮 表 面 做圆 周 运 动 ，来 实 现 杆 长 变 化 滚 子 从 动 件 传 递 动 力 给 其 它 杆 件 3、4，使其作连续运动，同时使得与杆 2 连接的工作杆 7 和夹钳一起 运 动 ，从 而 完 成 夹 秧 、取 秧 ，移 秧 、栽 秧 等 一 系 列 动 作 。此 机构在设计过程中需要检测杆之间的干涉问题，能保证各杆工作的连续性，该移栽机构结构太复杂，工作效率低。 (4)2007 年 ， 吉 林 省 延吉 市 光 华 机 械 厂 公 开 了 一 种水稻 钵 苗 移 栽 机 构 (如图 这 种 移 栽 机 构 包 括 有 动 力 传 送齿轮箱 10、移 栽 四 轩 机 构 和 移栽 稳 定 三 连 杆 机 构 。 其 中 移 栽四 杆 机 构 是 由 上 曲 柄 7、栽植臂连杆 6、栽植臂杆 23、锁臂摇杆 14 依 次 铰 接 组 成 ，在 栽 植臂 杆 上 设 有 夹 秧 装 置 ； 移 栽 稳定三连杆机构是由下曲柄 19、稳定连杆 18 和 上 述 的 锁 臂 摇杆 14 依 次 铰 接 组 成 ，移 栽 四 杆机 构 和 移 栽 稳 定 三 连 杆 机 构 共同 完 成 取 秧 、移 秧 、栽 秧 的 运 动 轨 迹 。该 发 明 机 构 移 栽 运 行 轨 迹稳 定 ，取 秧 栽 植 过 程 中 取 秧 爪 开 闭 准 时 准 确 ，基 于 钵 盘 育 秧 ，保证了完整的根系，不伤苗，减少了秧苗的缓苏周期，增产效果显著 。但 是 多 杆 机构工作配合复杂，要快速提高移栽的速度，将是一个巨大的挑战。该移栽机构已有样机在田间试验，但是工作效率 低 ， 振 动 大 ， 单 行 移 栽 效 率 只 有 80 次 / 右 ， 机 构 的 结 构本身限制了该机构无法再提高移栽效率。 (5) 专利号 为 一种能直接栽插软塑体钵盘秧苗的钵苗水稻插秧机，如图 a） 所示 。该水稻钵苗插秧机的核心工作部件 五杆水稻钵苗移栽机构，如图 b）所 示 。该 机 构 采 用 双 曲 柄 67、 66分 别 作 正 、反 向 转 动驱 动 ，是 一 个 双 自 由 度 机 构 ，栽 植 臂 10往复直插式控制取秧夹 61按特定曲线轨迹进行取秧与栽插秧苗作业，栽植臂 10内有夹紧与释 放 苗 装 置 ，包 括 凸 轮 68、拨 叉 70、弹 簧 63和控制杆 71，控 制 杆71相对栽植臂 10作 往 复 移 动 ，控 制 取 秧 夹 61张 开 与 闭 合 。曲 柄 旋转 一 周 ，取 秧 夹 61夹取钵苗 插 秧 一 次 ，移 栽 效 率 单 行 为 80次 / 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 图 稻钵苗移栽轨迹要求 左 右 ，该 机 构 能 实 现 水 稻 钵 苗 有 序 移 栽 ，但 工 作 效 率 也 较 低 ，振动也大。2 研究的 目的与实现方案 通过以上分析可知，国内外虽然对水稻钵苗有序移栽技术及移栽机构已做了较多的分析与研究，并有部分样机投入试验或应用 。目 前 的 移 栽 方 式 分 为 二 种 ：抛 秧 方 式 和 栽 植 苗 方 式 。