机械设计制造及其自动化+王佳豪+202101016674+开题报告（11月15 日改）

山东英才学院本科毕业设计（论文）开题报告题目一种气吸式大蒜播种机的结构设计学院工学院班级本科机制2101学生姓名王佳豪学号202101016674指导教师吴桂日期2024年11月5日

开题报告内容：选题的目的、意义，国内外研究现状（文献综述），研究（设计）内容，研究（设计）思路、方法或技术路线，预期成果，参考文献等（可加页）。一、选题目的及意义(一)选题目的当前,我国农村地区普遍存在人工劳动效率低、种植成本高等问题,急需通过气吸播种机的创新设计来提高播种作业的自动化水平和作业效率。大蒜作为一种重要的经济作物，在全球范围内被广泛种植和消费。然而，传统的大蒜播种方法存在着效率低、播种质量难以保障的问题，严重制约了大蒜种植业的发展。因此，设计一款专门用于大蒜种植的气吸式播种机具有重要的实际意义和市场需求。(二)选题意义1.理论意义农业现代化是实现农业高质量发展的关键,而气吸播种机作为关键的农业机械之一,其性能对提高农业生产效率和产量有着直接影响。当前,我国农村地区普遍存在人工劳动效率低、种植成本高等问题,亟需通过气吸播种机的创新设计来提高播种作业的自动化水平和作业效率。大蒜作为一种重要的经济作物，在全球范围内被广泛种植和消费。然而，传统的大蒜播种方法存在着效率低、播种质量难以保障的问题，严重制约了大蒜种植业的发展。因此，设计一款专门用于大蒜种植的气吸式播种机具有重要的实际意义和市场需求。2.实践意义推动农业现代化进程：设计一款高效、精准的大蒜气吸式播种机，有助于推动农业生产的现代化进程，提高农业生产的科技含量和竞争力。促进农业产业升级：引入气吸式播种技术，有助于优化大蒜种植的生产流程，提高生产效率和质量，促进农业产业的升级和转型。节约资源保护环境：气吸式播种机可以减少种植过程中的能源消耗和土壤扰动，有助于节约资源和保护环境。提高农民收入增加就业机会：提高大蒜种植的效率和产量，有助于提高农民的收入水平，增加农业从业人员的就业机会，推动农村经济的发展二、国内外研究现状(一)国内研究现状国内的各厂商，针对大蒜播种机械化也有很多的突破。德易播机械发展有限公司生产了一款DB-DS-8大蒜播种机，一次可播种八行的大蒜种子，每小时可以播0.2~0.33hm2。其排种器异于大多数播种机的勺链式取种方式，它采用指夹式的方式，可以将大蒜种子直接播种到田地里，避免了在排种环节中蒜种掉落的缺点。同时株距可以通过对齿轮的更换来调节。山东帝龙机械有限公司发明了两种类型的大蒜播种机，根据体型与性能分成小型自走式大蒜播种机与大型气动直立播种机。前者通过自带的汽油机可提供12马力的动力，也是采用勺链式的取种方式，一次可播种5行。机器取种后种子直接落入土里。后者需通过三点悬挂装置与拖拉机相连，并依靠拖拉机提供动力，机器一个周期的运动可播种30粒种子，且通过风机的配备为整机提供动力使得大蒜种子可以直立播入土中。由山东农业大学研制的种盒式大蒜播种机，整机的取种需依靠人工摆放，但区别于国外的人工取种播种机，它的蒜种盒可以降解，在播种时连同蒜种一起播入土里，同时可以当作肥料使用。工作效率是0.1hm²/h，需要人工操作才能满足播种的需求，增加了劳动力。济南华庆公司研制了一款自走履带式大蒜播种机。它可以满足大蒜种子定向栽植的农艺需求，且正芽率可达95%，除此之外行走轮使用履带，满足了丘陵地区的使用。整体的株距和行距可调整，日播种可达0.33hm2以上。自身配备动力，通过柴油发动机带动整机的运作，降低了配备拖拉机的成本。但针对取种部分也是采用勺链式的模式，也无法避免受蒜种大小和整机振动的影响。(二)国外研究现状欧美国家土地比较广阔，所以针对大蒜播种，采用人工栽植并不现实。因此他们机械化开始的时间相比我国稍早一些，发展的程度较高，整机体型较大[15]，一次性可完成对土地的旋耕、开沟以及蒜种的栽植、覆土等步骤，播种机排种器多采用勺链式的取种部件。又因欧美地区的人们食蒜方式以吃蒜头为主，没有食用蒜苔的习惯，所以针对大蒜播种机的设计，蒜种均是经过排种器或排种管后直接落入土中，不具备鳞芽直立的效果，对于我国的小规模种植以及食蒜方式并不合适[16]。波兰Garmach[17]公司针对大蒜播种主要是研制机械式大蒜播种机，譬如AGP系列，生产率是0.2hm²/h。一个工作周期可播种的行数从三行到八行均可选型，同时随着播种行数的增加，整机重量从260kg增加到300kg。AGP系列的整机结构与工作原理均一致，排种器都是采用勺链式的取种方式。整机可开沟、播种与覆土，可以完成一次完整的播种过程。工作时播种机关键部件链条转动，其上的取种勺从种箱中舀取一粒大蒜种子。其优势是整机重量轻、结构简单，容易检修。但通过取种勺的运动使大蒜种子直接落入土穴当中并不能保证蒜种的直立，同时取种勺的尺寸固定，无法满足大蒜这种球形率较高的种子，以使其每一个都被舀取到或者不会一次性舀取一个以上，这会导致漏播率、重播率变高的问题。Garmach公司还有MGP系列的大蒜播种机，它的原理是需要人工将大蒜种子放置在种盒内，随着齿轮的转动，其上固定的种盒跟着转动，在末端蒜种依靠自身重力落入导种管中。这样的流程需要人工伴随整个播种过程，逐一将大蒜种子放置在种盒内部。漏播率和重播率的高低取决于人工放种的好坏，比较消耗体力，同时依据播种行数的需求，也需要增加工作人员数量，一般五行需要四名人工坐在机子四周，增加了机子的承重，使所需拖拉机的功率增大，在28KW左右。因为种盒要不断的运动，所以为了配合导种管，使得二者中间留有间隙，大蒜种子会存在没有及时落入导种管的情况，只能在后续依靠重力随意坠入土中，致使播种合格率降低。波兰的另一家公司IMBRIANO[18]也有类似APG系列的设计，也是采用取种勺在种箱中舀取蒜种，但是不同于APG系列采用的竖直导种管，其采用类似弹簧结构的导种管，可以在某种程度上改变种子的运动姿态。另外还有一款手推自动式的小型播种机，一行勺链式取种的设计，整机轻便，结构简单，适合小批量栽植大蒜的个体户。土耳其DEMSAN公司设计有一款牵引式大蒜栽植机[19]。这款播种机一次可播种五行大蒜种子，行距为22cm。通过链条的传动，取种勺从种箱内取出一粒大蒜种子，当勺子转动到部件底部时，种子落入导种管中。而整机的特点是导种管交错排布，使得结构更紧密，机子体积更小，同时在每一个导种管后侧都安装了一个覆土轮用于覆盖开沟器所开的沟。包括地轮一共有七个轮子。因为导种管的设计使得大蒜种子入土的合格率提高。而勺链式排种器也是一样避免不了大蒜种子会因为尺寸差异大而取不到种，过小多取种。日本洋马公司[23]生产了一款型号为PH4R-GHA的大蒜插秧机，可满足4行播种，效率是人工种植的4倍。操作人员将蒜种放置于播种机上转动的供给孔内，人工根据需求选择蒜种播种时姿态直立与否。整机配备有自动调整路径方向和播种深度的传感器，跟随垄面的高低来对深度自动进行调节。整机配备风冷四冲程汽油发动机，通过齿轮传动来实现换挡。整机采用铺膜的方式来种植蒜种，株距配备15、16与17cm的零件可选择更换。综上所述，国内外对于大蒜播种技术的研究主要集中在传统播种技术的改进和现代化播种技术的探索两个方面。尽管国内的研究起步较晚，但随着气吸式播种技术的引入和发展，国内也逐渐开始重视这一领域的研究和应用，希望能够借鉴国外先进经验，加速大蒜播种技术的现代化进程，提高农业生产的效率和质量。文献评述大蒜作为一种播种范围遍布全球的农作物，其机械化播种可以显著提高大蒜种植收益，国内外有关大蒜播种机的研究已经持续了几十年。气吸式播种机作为一种现代化的精密播种设备，在农业生产中有着重要的作用。将二者结合起来将产生一种新型大蒜气吸式播种机。目前，国内外有关大蒜气吸式播种机的相关研究还很少三、研究（设计）内容气吸式大蒜播种机的总体方案设计展开，通过对机架、镇压装置、排种风机以及种粒箱等关键部件的设计进行详细阐述。在机架设计中，稳固性、材料选择、结构设计、适应性等因素被充分考虑，以确保机器在各种作业环境下稳定可靠运行。针对土地松土镇压的需求，设计了具有弹簧机构的镇压装置，以提高播种质量。同时，为满足大面积播种需求，设计了适用于大蒜气吸播种机的种粒箱，以保证播种效率和持续作业能力。在传动系统设计中，通过对地轮传动和风机传动的详细分析，确定了适合播种机运行的传动方案，确保了风机能够在正常转速下工作四、研究（设计）思路、方法或技术路线技术路线可分为以下几个关键步骤：气吸装置设计：设计气吸槽和吸气口的结构，确保吸气均匀，能够精准抓取和释放大蒜种子。计算所需的气流量和风速，确保种子在输送过程中不被损坏。种子输送系统：设计种子输送管道，确保种子在输送过程中不易堵塞，并能保持适当的速度和间距。选择合适的材料，保证耐磨性和使用寿命。播种深度和间距调节机制：设计可调节的播种深度装置，以适应不同土壤和气候条件。研究种子间距控制系统，确保播种效果。经过上文的分析，技术路线如图1-1所示。五、预期成果1.毕业论文1份。2.图纸折合A0号2张。3.三维建模、整体装配源文件1套。4.三维模型运动仿真视频1件。六、参考文献[1]陈凤艳,张晋国,陈凤娟.槽缝式小麦气吸精密播种机的设计与研究[J].农机化研究,2011,33(08):81-84[2]吕小荣,陈小虎,杨璐杰等.大豆玉米气吸式播种机补种系统的设计与试验[J/OL].四川农业大学学报:1-14[2023-10-18][3]王凤花,孙凯,赖庆辉等.单行气吸式微型薯精密播种机设计与试验[J].农业机械学报,2020,51(01):66-76.[4]李德言.气吸播种机使用指南[J].农业机械,2021(05):94-95+97.[5]陈爽.气吸式播种机的发展现状与功能特点[J].农机使用与维修,2018(08):100.[6]霍红伟,许连永.气吸式播种机的理论研究[J].中国新技术新产品,2010(10):231-232.[7]马玉宝,张晶.气吸式播种机简评[J].农机科技推广,2011(06):57.[8]苏微,王福林,陈海涛等.气吸式播种机气力系统研究[J].东北农业大学学报,2012,43(05):61-64.[9]韩丹丹,何彬,杨文钰等.气吸式大豆-玉米带状间作播种机的设计与试验[J].甘肃农业大学学报,2023,58(04):260-268.[10]陈新予,史宇亮,陈明东等.气吸式胡萝卜播种机设计与试验[J].农业工程,2021,11(04):106-109.[11]张甜甜,何晓宁,王延耀等.气吸式花生精密播种机的研究[J].农机化研究,2017,39(05):68-74.[12]秦烟.气吸式精密播种机集锦[J].农业技术与装备,2008(01):59-61.[13]SonwaniS,VictorV,NaikR.DevelopmentandPerformanceEvaluationofGarlicPlanter[J].JournalofExperimentalAgricultureInternational,2024,46(5):479-485.[14]ImD,LeeSH,KimHJ,etal.BucketSizeOptimizationforMeteringDeviceinGarlicPlanterUsingDiscreteElementMethod[J].Agriculture,2023,13(6):[15]Karayel,D.Performanceofamodifiedprecisionvacuumseeddrillforno-tillsowingofmaizeandsoybean[J].SoilandTillageResearch,2009,104(1):121-125.毕业设计（论文）提纲目录摘要第一章1.绪论1.1研究背景1.2课题的目的及意义1.3国内外研究现状分析1.4课题要达到的要求1.5技术路线第二章2.总体方案设计2.1机架设计2.2镇压装置设计2.3排种风机方案设计2.4种粒箱设计第三章3.传动系统设计3.1地轮传动设计3.2风机传动设计第四章4.结论与展望毕业设计（论文）完成进度安排2024年10月-2024年11月中旬：熟悉设计任务及要求，查阅并分析毕业设计有关文献资料，制定设计方案，撰写开题报告并答辩。2024年11月-2025年01月：确定总体方案，绘制机构运动简图，进行总体方案可行性判断及运动分析等；撰写毕业论文初稿，进一步收集材料准备中期检查。2025年01月-2025年02月底：细化设计方案，学习相关标准，根据技术要求确定主要零部件结构，并提供设计计算过程，绘制结构总装图和相关零件图；整理、总结设计结果，撰写毕业论文，根据指导老师建议进一步完善论文，完成中期答辩，为查重做准备。2025年03月-2025年04月中旬：完成查重、图纸