机械振动板式小麦精播机关键部件设计与试验

摘要

小麦是我国主要的主要作物粮食之一，我国小麦的播种面积、总产量和库存量均居世界首位。小麦传统栽培技术采用大肥、大水、大播量（撒播或条播），致使群体过大，光照不足，造成小麦植株易倒伏，穗粒小。小麦田间精密播种技术虽已在我国多个省市推广，但力度不够。目前我国小麦主要采用的播种机具基本都是半精播机具，其中排种器质量的好坏对精密播种机的播种效果起着决定性的作用，我国对小麦的精播排种器的研究，无论是从排种机理还是从排种器结构而言，研究的种类少、范围小，投入生产使用的也较少。
　　 本文针对上述情况，设计出一款适应小麦精密播种的机械振动式排种器及两种精播机型，并搭建试验台，通过试验对排种器振动参数进行优化设计，得到排种器较合适的设计参数。最后分析单粒小麦种子在充种板上的运动方程，并尝试用图像处理的方法观察其运动特性，对其它种子的排种器设计具有一定的指导意义。
　　 本文所做的研究工作如下:
　　 1、通过田间试验，设计制造手动小麦精播机，为机械振动精播机设计奠定良好的基础。
　　 2、设计出两款小麦振动精播机，并用PROE、CAD软件绘制出其平面图及立体图。由于排种器的某些关键参数（较合适的振幅、振动周期、板面倾角等）未知，所以必须搭建试验台，通过试验来获取这些设计参数。
　　 3、本文测量了小麦种子的表观特性以及摩擦特性。表观特性主要测得小麦种子的含水率、千粒重、平均长度以及平均直径;摩擦特性主要测得小麦种子的休止角，以及与板面的滑动摩擦角。
　　 4、搭建小麦振动精播机排种器试验台，研究振动周期、振幅、板面倾角三个参数对排种器充种率的影响，通过大量的试验得到了较合适的设计参数。
　　 5、对单粒种子进行动力学分析，由于小麦种子外形复杂，虽然得到了单粒种子的运动方程，但很难进行数学上的解释分析。所以本文用图像处理的方法直观的研究种子在板面的运动轨迹。发现当种子的最大位移接近板面孔距的时候充种率比较高，为其它种子在精播板上的充种提供了理论依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题来源及选题依据

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 研究目的与研究内容

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究内容

第二章 振动精播机的设计以及振动试验台的搭建

2．1 精播机的播种原理

2．2 手动精播装置的设计

2．3 机械式振动精播机的设计

2．3．1 振动精播机的原理设计

2．3．2 振动精播机的设计

2．4 精播机试验平台的搭建

2．4．1 传动方案的设计

2．4．2 传动系统参数的确定

2．4．3 机架的设计

2．5 试验台振动参数的调节

2．5．1 振幅的调节

2．5．2 振动周期的调节

2．5．3 板面倾角的调节

2．6 本章小结

第三章 小麦种子振动充种试验

3．1 小麦籽粒的物理机械特性的试验与分析

3．1．1 材料与方法

3．1．2 结果与分析

3．2 小麦种子振动充种试验

3．2．1 试验目的

3．2．2 试验条件及方法

3．2．3 试验结果分析

3．2．4 效率分析

3．3 精密排种器主要性能指标的计算方法

3．3．1 GB6973-86《单粒播种机实验方法》中的计算方法

3．3．2 习惯评价计算方法

3．4 本章小结

第四章 小麦单粒种子在板面上的振动分析

4．1 小麦种子在板面上的运动分析

4．1．1 颗粒在板面运动的理论与试验研究

4．1．2 颗粒在板面运动的运动分析

4．2 图像处理法的应用

4．3 采用图像处理法研究小麦在精播板上的运动规律

4．3．1 试验目的

4．3．2 图像的采集

4．3．3 图像的预处理

4．3．4 图像尺寸的标定

4．3．5 麦种坐标的获取

4．4 结论

4．5 本章小节

第五章 结论与建议

5．1 结论

5．2 研究展望

参考文献

附录

附录1 精播机的设计图

附录2 第四章matlab程序

致谢

研究生期间发表的论文