集排式手扶水稻直播机关键技术及试验研究

摘要

水稻直播是不需要育秧、移栽，直接把种子播于大田的一种栽培方式。这种方式跟水稻插秧相比劳动强度低，能有效缓解在水稻种植时期劳动力不足的问题，缩短成长周期，并且在大面积生产上产量较传统移栽水稻高5％左右。
　　国内外已经对谷物直播机做了许多研究，目前我国的水稻直播机采用的大都是传统的排种器，即一个排种器播一行种子，工作效率低，结构臃肿，种子在输送过程中容易发生损伤。虽然一些液压、电子等新技术在直播机上得到应用使得播种的可靠性以及效率得到了很大的提高，但这些设备大都结构复杂、价格高昂，不适合我国的农业产业实情。本论文拟开展集排式手扶水稻直播机关键技术及试验研究，对播种机具进行结构创新，保证整机结构简单的前提下提高水稻播种效率和播种均匀性，减少种子的损伤。主要研究内容如下：
　　1）分析了国内外播种机的研究现状及常用排种器的应用现状，结合我国水稻直播的农艺需求，对播种机具的关键结构进行了创新，提出一种新型的集排式手扶水稻直播机总体设计思路，确定主要的工作参数：一次性播种8行，播种行距为25~30cm，作业速度范围为1~3km/h，作业效率为3.6~18亩/h。
　　2）对直播机传动系统和排种参数进行计算，并对整机进行结构设计，包括机架、种箱、集排式排种系统、动力传输系统以及导种管等。
　　3）基于EDEM离散元仿真软件模拟排种系统工作情况，并根据仿真结果得出初步的各行排量一致性变异系数为3.04%。根据正交试验方法得出排种系统中几个因素对排种均匀性的影响程度由高到低为：漏斗口径d、漏斗斜面倾角、锥形分种盘倾角。试验条件下的最优参数组合为：d=24mm，φ=50°，θ=45°。此时理论上的各行排量变异系数ζ=1.88%。
　　4）在结构设计及仿真的基础上结合实际加工能力研制了集排式手扶水稻直播机样机，并对其主要性能参数进行测试，根据试验结果得到整机实际总排量稳定性变异系数为1.18%、各行排量一致性变异系数为3.15%、播种均匀性变异系数为20.04%以及种子破损率为0.32%，均满足谷物条播机国家试验标准的要求。能够较好的满足水稻直播农艺要求。

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第一章 绪论

1.1 论文的研究背景及意义

1.2 国内外播种机研究现状

1.3 论文的主要研究内容

1.4 论文的主要研究方法及技术路线

1.5 本章小结

第二章 集排式手扶水稻直播机总体方案的确定

2.1 方案确定

2.2 总体结构

2.3 工作原理

2.4 工作参数

2.5 本章小结

第三章 集排式手扶水稻直播机各部件的设计和计算

3.1 机架设计

3.2 种箱设计

3.3 集中式排种系统中定量排种器的设计

3.4 集中式排种系统中分种器的设计

3.5 导种管选型设计

3.6 动力传输系统的设计

3.7 其余辅助部件的设计

3.8 本章小结

第四章 基于EDEM的播种仿真分析及参数优化

4.1 EDEM软件概述

4.2 EDEM仿真分析

4.3 集排系统性能影响因素的正交试验研究

4.4 本章小结

第五章 样机的试制与性能试验

5.1 样机的试制

5.2 样机的性能试验

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果