开题报告-水稻钵盘精量播种装置的设计

1、机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计（论文）开题报告书 本科毕业设计(论文)开题报告姓 名： 学 院： 工程学院专 业: 机械设计制造及其自动化学 号：课 题 名 称： 水稻钵盘精量播种装置的设计指 导 教 师： 研究起止日期：2016 年 12月2017年5月一、论文选题的目的和意义（1）选题目的：对水稻钵盘精量播种装置进行优化设计，可以提高装置的播种质量，使种子均匀分布，适当的播种深度，以及提高种子的利用率。水稻钵盘精量播种装置的优化提高了农业生产力和粮食产量，实现农民的效益的增收。（2） 选题意义： 我国是一个人多地少的农业大国，水稻是我国第一大粮食作物，分布广泛。我国有65以上的人口以稻米为主食。据联合国粮农组织统计，2000年我国水稻的播种面积为30508万公顷，是我国粮食种植面积最大(279)，单产最高(平均6212 kghm2)，总产最多(387)的作物，在我国粮食生产中有着举足轻重的地位。我国水稻生产在世界水稻生产中也占有重要的地位，水稻种植面积和产量分别占世界面积的214和345，中国以占世界7的耕地，解决了世界22人口的温饱问题，取得了举世瞩目的成就。但我国水稻种

2、植机械化水平却很低，传统的水稻种植基本采用人工育秧、插秧、收获的“三弯腰”方式，劳动强度大，用工比较多，季节性强。1985年我国的机插和机播面积只占水稻种植总面积的051和059，从20世纪90年代起，国家开始重视对农业的投入，水稻价格也有了较大幅度的提高，这些大大激发了农民种植水稻的积极性，使我国水稻种植的机械化水平有了一定程度的提高。据报道”1995年我国水稻种植机械化的水平为219， 1996年为22，1997年为37，1998年为396，1999年为45，2000年为443。其中，机插面积927万hm，机播面积4098万hm。虽然水稻生产机械化有了一定的发展，但与其它作物种植机械化程度相比有明显差距(如玉米机械化程度达351、小麦为729；与发达国家相比差距更大(美国己100实现水稻机械化直播，日本机械化插秧占90以上)。因此发展农业机械化，减轻劳动强度提高水稻单位面积产量和生产效益，已经成为我国粮食生产中最紧迫的任务。而水稻生产机械化落后的关键原因之一是要有适合农艺需要的育秧播种装置，研究水稻育秧精密播种新工艺和措施，不但对推动和促进水稻机械化育秧精密播种技术推广应用具有极其

3、重要的意义，而且对水稻育秧播种装置进行理论和实践研究有重要的实用价值，同时其研究成果也可用于蔬菜、烟草等其它秧苗精密播种，具有普遍的推广价值。二、 国内外研究现状及发展趋势：20 世纪80 年代初国内主要采用机械式播种方式，研制单位有中国农业大学、黑龙江省农垦科学院工程所、黑龙江省二九一机械厂和灵川县农机技术推广站等多家，比如2ZBZ-600 型水稻穴（平）盘育秧流水线，采用的播种部件为外槽轮式播种器；90 年代起研制振动式原理的播种流水线，对播种质量有较大的提高；90 年代后期，随着钵体苗移栽技术的发展，水稻钵体育秧技术有了较大的发展，中国农业大学、广西北海市农机化研究所、八一农垦大学等都开始进行钵体育秧技术研究，并以气吸式播种方式为主，可以实现精少量播种，如2QB-330 型气吸振动式秧盘精量播种机，是国内播种部件采用吸盘式的代表。国外，以直播机械化为主的欧美国家研制出来的水稻秧盘育秧播种的设备比较少，设备普遍采用吸针式，每穴15 粒不等，作业质量较好，功能全，自动化程度较高。亚洲的水稻秧盘育秧流水线比较多，像日本的久保田、日清、三菱等株式会社都有自己的育秧播种设备，其工艺精湛、自

4、动化程度高，但价格昂贵，且这些流水线多数是针对常规稻36 粒/穴和杂交稻21 粒/穴的盘育秧，采用的播种部件主要有机械式（槽轮、窝眼和型孔）和气力式（吸针、吸盘和滚筒）。水稻育秧播种机械是农业机械的重要组成部分，播种质量的好坏直接影响到水稻的发芽、生长及产量，“种好收一半”是眭期生产实践对播种重要性的总结。（1）国外水稻育秧播种机的研究现状近几年来，国外在发展水稻育秧播种机时所遵循的原则是：不断更新工作原理，尽量完善其结构，使其具备良好的工作性能，以提高播种质量，并注重提高播种机具的通用性和适应性。在精密播种机上除了设有完善的整地、覆土、镇压及施肥、洒农药装置外，其排种装置多采用新的工作原理，包括各种气力式排种原理与机械式排种原理。以保证单粒精密播种。另外，液压技术及电子技术也在播种机上得以应用。日本在水稻育秧播种机的研制方面一直处于领先地位，这主要与水稻移栽机的研制有关。生产企业有久保田、三菱、石井等公司。产品主要形式有常规播量和精少量毡状秧苗联合播种机，也有使用于穴盘育秧的精量播种机，播种部件有槽轮散播和槽轮条播两种。特别是联合播种机流水加工线从秧盘叠放、落下、输送、播种、洒水、覆

5、土秧盘取出、营养土自动补给等工序全部自动化，生产率在180430盘小时。虽然日本的自动化程度高，但价格昂贵，不适合我国国情。（1）国内水稻育秧播种机的研究现状在1949年以前，我国主要用耧车或耧播机。1949年，我国才开始引进和仿制苏式播种机械主要为外槽轮式和水平圆盘式排种器。1958年至1978年。中国农机研究院等单位开展了以谷物联合播种机系列为主的小型播种机械的研究与白行设计，1975年，开始水稻工厂化育秧的试验研究， 1979年从日本引进育秧成套设备在江苏、浙江、上海、贵州、吉林等省市进行试验改制，研究出适合中国国情的育种生产流水线，如北京市农机研制的2BSP一360育苗播种生产线。吉林农业大学研制的吸盘式播种器。改革开放以后，我国越来越重视农业播种机械的应用研究新结构、新原理的播种机械得到了迅速发展，形成了一系列适应不同作物播种要求的播种机械。如1994年，在借鉴日本久保田亮和育秧播种机的基础上，黑龙江省红兴隆机械厂研制了水稻工厂化育秧成套设备，它可实现传统育秧的机械化作业，操作简单生产率高。1996年，华南农业大学研制出了水稻育秧精密播种机，该播种机由定量供种装置和电磁振动排

6、种装置两部分组成。定量供种装置由供种箱、外槽排种轮和调速电动机等组成，外槽轮的转速由调速电动机控制，可根据生产需要随时调整播种用量，以适应不同播种量或不同品种水稻种子的要求。电磁振动排种装置由支架、电磁铁、弹簧板、联接架和排种盘等组成。工作时，供种箱内的种子由外槽排种轮连续均匀地排出，落入振动排种盘的反倾斜平板上。由于振动的作用，种子在反倾斜平面上既向前运动又因相互之间的挤迫而横向移动，形成了一层均匀的平面种子流。然后均匀落入各V形槽中。每一V形槽中的种子在振动和V形槽两侧面的作用下沿长度方向排列并向前运动，形成多条种子流，分别对应排入匀速送进的育秧穴盘的每一行穴孔中。它的使用提高了常规播量种子的分布精度和均匀度可达到每穴播种23粒的台格率90，整盘空穴率4，且生产效率为500盘小时。1997年由江苏理工大学研制的新型水稻精密播种机。它应用振动气吸的原理，设计了由种子振动台、吸种部件及气源组成的新结构。种子经振动台振动后产生向上抛掷运动，使种子间相互分离，呈“沸腾”状态。将吸种部件吸种盘移到振动台上方，与种盘对齐，打开气源吸气，气室产生负压。吸种部件向下运动吸种，“沸腾的种子被均匀的吸

7、附在小孔上，再将吸种部件移至育秧播种机输送带上的育秧盘上方的适当位置，除去负压，种子靠自重离开吸种板落下育秧盘。由于吸种板上开有与育秧盘孔穴相对应的吸种孔，从而保证了育秧盘每穴23粒种子空穴率4以下，合格率达9096以上生产率达360500盘小时，达到精密播种。2003年，西南农业大学研制了光电控制穴盘精密播种装置，该精密播种装置由光电传感器、电磁振动排种器、横向移动机构、机架、输送带传送机构和单片微机控制器等组成。该装置以PICl6C57为核心采用光电一体化技术来控制电磁振动排种器，使其每次只排出一粒种子，提高了播种精度，降低了漏播率。试验表明，该播种装置的单粒率达98以上，重播率小于2。以上几种育秧播种机代表了我国该领域的研制水平，与世界上同类技术相比，位居前列。三、 研究内容的方案设计及可行性分析（1）方案设计： 为满足水稻育秧播种的农艺要求，参照现有机型，整机主要由电机、机架、播种装置、播土机构、输送带等部分组成。机架是由矩形结构钢焊接而成其作用主要用于各个部件和机构并确定其相互位置，使其形成一整套精播程序。另外，各部件、机构的相对位置可做一定的调整，以确保各部件、机构之间处于

8、较合适的位置。整机动力源为电动机，其类型为耶型三相异步减速电机，转速N=1400转分，减速比为：43，电压380v。在试验过程中，水稻精密播种试验机构采用人工喂盘。自动输送，自动播土，自动覆土。其工作原理为：首先，工作人员把育秧盘放在输送带上，育秧盘在输送带的带动下与其一起运动；当运动到底土播土装置播土的下方时，底土装置内的营养土就被播入到了秧盘的穴孔中。然后秧盘随着输送带运动到排种器的下方时种子落入到秧盘的穴孔中，且育秧盘的穴孔距与排种轮的圆周上孔距是一一对应的，运动速度也相同；完成播种之后，钵盘继续前移，再由表土播土装置播上一层表土，然后由操作人员取下秧盘，完成了一个播种周期。对于图纸结构设计，用CAXA完成二维图设计，用solidworks完成三维图设计。（2） 可行性分析： 根据任务书对现有水稻精播机进行优化改进，通过改变播种带与水平面的角度来确定最好的播种效果。通过外设辅助辐轮，来解决角度改变后播种带多出的问题。在已有方案上改进可行性较大。四、 研究方法及技术路线（1） 研究方法： 1在对水稻种子物理特性理论分析的基础上，根据水稻育秧播种的农艺要求，探讨实现水稻育秧精密播种的

9、途径和方法，提出水稻育秧精密播种机的设计方案。 2针对新型排种器的排种原理、分析和研究排种器的工作参数对排种性能的影响，为选择合理的参数提供理论依据，实现工作参数的优化。 3根据播种机的工作特性，通过对误差影响因素和排种器结构参数等对排种均匀性所造成的影响进行分析，提出提高排种器工作性能的方法。 4通过试验研究，分析了不同型孔形式、不同充种角度对播种机工作性能的影响，完成水稻育秧精密播种机的设计、试制和试验。（2） 技术路线播种机整体设计图纸转化、装配参数计算关键部件设计 通过改变播种带与水平面的角度这个变量，进行对比研究，对装置进行优化。在现有数据下设计计算，画出二维图及三维图，做出装配图，运动仿真及分析。五、课题的研究进度第一阶段（2016年12月20日-2017年2月28日） 1）资料查阅：查阅了有关水稻钵盘精量播种的相关资料。 2）方案确定：通过改变播种带与水平面的角度来确定最好的播种效果。通过外设辅助辐轮，来解决角度改变后播种带多出的问题。第二阶段（2017年3月1日-2017年4月31日）1）对非标件的选用及计算。2）绘制图纸，画出三维图，开始装配。第三阶段 (2017年5月1-2017年5月20) 完成装配图、撰写设计说明书、毕业设计答辩1）完成装配图。2）撰写设计说明书，请知道老师审批，修改，为答辩做准备。 六、预期结论本论文在参考国内外大量有关播种文献、研究成果分析总结的基础上，从基础理论分析和试验研究入手，设计了一种机械式水稻育秧精密播种机。满足水稻育秧精密播种的要求。对该机理论分析和试验研究，可以得出以下结论：1)在水稻种子的特征分布

《开题报告-水稻钵盘精量播种装置的设计》由会员cl****1分享，可在线阅读，更多相关《开题报告-水稻钵盘精量播种装置的设计》请在金锄头文库上搜索。