非圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构的参数优化与设计

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1、浙江理工大学硕士论文非圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构的参数优化与设计第一章绪论1．1本文研究目的与意义水稻作为一种主食，广泛分布在世界各地，除了南极洲外，世界其它各洲都有水稻的身影，尤其是亚洲，水稻种植面积最大。作为亚洲水稻种植大国之一的中国，其水稻种植面积占全世界种植面积的18．5％，总产量占全世界总产的28．5％t11。中国是世界上最早种植水稻的国家，在距今有7000余年的河姆渡新石器时代遗址中，考古学者发掘出大量的稻谷、稻叶、稻壳。遗址中的稻壳、稻叶依然保持原形，甚至有的稻叶颜色依旧，有的稻壳上连稻毛也清楚可见。经专家鉴定，这些

2、稻谷已有6700"--'6900年的历史，是迄今为止世界上发现最早的稻谷I引。大米作为中国最重要的主食之一，以此为主食的人口约占全国人口的60％，因此水稻生产在我国粮食生产中占有十分重要的地位。我国约有1．58亿户农户种植水稻，约占全国农户总数的64％，种植人员基数较大。在水稻主要种植区，水稻生产是当地农户主要的经济来源，但是水稻种植劳动强度大，收益少，而且水稻种植季节性强。难以让农户有稳定的收入来源。随着大量劳动力逐渐向城市转移，不仅造成一些城市负荷增加，而且造成春运压力增大，农民工维权讨薪难等难题；而在水稻生产种植地区却呈现劳动

3、力日渐紧张的局面，尤其是农忙时节，劳动力短缺问题十分严重。推进水稻种植机械化的进程，可以有效降低劳动强度，提高农民收益，并且减少了劳动力输出，数据表明，水稻种植实现机械化作业可减少劳动力40％Pl。因此实现水稻生产机械化是现代农业产业化面临的难题之一，同时也是一项事关国民生计、持续发展的大事。农业部在全国水稻生产机械化十年发展规划中明确指出，争取到2015年使我国水稻种植机械化水平达到45％131。上述种种都表明我国的水稻生产机械化还处于比较低的水平，尤其是水稻种植机械发展极为缓慢，我国水稻生产主要依靠廉价劳动力来获取。与我国的邻国

4、——日本相比存在着十分明显的差距，日本在水稻插秧机械化研究中起步早，发展快，水平高。1970年左右，日本就实现了水稻插秧的机械化，近几年以来，日本机械插秧的覆盖率达到了99％。而中国的水稻插秧机械化进程发展缓慢，全2005年，全国能够实现水稻机插秧、机播、机抛秧的面积仅占水稻总面积的10％I钔，与日本、韩国相比差距很大。目前，水稻种植技术一般分为直播和移栽两种方式，移栽又分为机械插秧和钵苗移栽两种。直播主要应用于欧美国家的大面积种植，直接将稻谷撒到水田中，后期田间管理比较困难，并不适合亚洲的小田化的生产模式。而移栽方式比较适合亚洲国

5、家的种植方式，其中机械插秧主要集中在日本、韩国以及东南亚各国，机械插秧使用的是毯状苗，其无法1浙江理工大学硕士论文非圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构的参数优化与设计保留秧苗成长土质中的营养物质，且对苗伤害大，影响缓苗，从而影响产量；而钵苗移栽方式利用钵盘育苗，可以有效保留秧苗生长时的基质，故而有缓苗快、成熟快、增产增收效果明显等优点【引，是目前除了改良稻谷品种外，增产效果最明显的方式，因此水稻钵苗移栽成为当今水稻种植机械化的研究重点16]。随着科技的发展，水稻品种得到极大的改良，超级稻计划也随之提出。而超级稻虽然高产，但是种植要求高，要

6、求每穴种植-N两株秧苗，实现机械化种植难度较大，而使用钵苗移栽，可以有效实现超级稻种植要求。同时移栽可以充分利用光热资源，促进作物加快成熟，产生巨大的经济效益。钵苗移栽不伤秧、分蘖早，可比普通毯状苗插秧提早5--'7天分蘖，低节位有效分蘖增加20％，省种30％、节水80％、节肥40％，平均增产5％以上【7】'深受广大农户欢迎。为了实现水稻钵苗移栽，黑龙江垦区曾在几年前引进了两种日本水稻钵苗摆栽机进行试验，但是到目前为止一直没有推广【引，主要原因有两点：1)日本水稻钵苗移栽机价格昂贵，结构复杂：2)日本水稻钵苗移栽机钵盘采用的是半硬塑

7、胶穴盘，成本高，育秧要求高。在引进移栽机的同时也要引进穴盘，无形中增加了引进成本，让想要改善水稻种植现状的农户望而却步，不符合我国的国情。在向国外学习的同时，我国吉林省的几家企业也一直在进行水稻钵苗移栽机的研究。研制出的几种水稻钵苗移栽机虽然能够保证秧苗具有较好的直立度，但是单行速度只有80株／分钟左右，效率偏低，并且采用的多杆式结构，限制了移栽效率的提高f9】，其移栽效率不能达到高速插秧机作业要求。为了推进我国水稻种植机械的发展，同时满足广大农民对水稻种植机械化的需求，研制出一种高速高效的水稻钵苗移栽机构已经迫在眉睫。1．2水稻钵

8、苗移栽机构国内外研究现状随着工业的飞速发展，环境污染问题日益严重，气候变化恶劣，耕地面积也随之减少，导致全球粮食安全问题曰益险峻，而且我国人口基数大，人均耕地面积小等因素也制约了我国粮食的生产。为了提高农民人均受益，降低农民劳动强度，