自走式烟苗移栽机栽植器的研究与设计.pdf

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1、第8期总第２42期农业科技与装备Ｎｏ.8ＴｏｔａｌＮｏ．２42２０１4年8月ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔAug.２０１4自走式烟苗移栽机栽植器的研究与设计韩冰冰，韩静鸽（许昌职业技术学院，河南许昌461000）摘要：栽植器是自走式移栽机的核心部件，其性能决定了烟苗落地时的直立度以及烟苗入土深度。比较国内现有几种类型栽植器的优缺点后，设计出一种新型的侧置四连杆旋转鸭嘴式烟苗栽植器，并进行样机田间试验，栽植效果较好。关键词：农业机械；移栽机；栽植器；烟苗中图分类号：S223.92文献标识码：Ａ文章编号：1674-1161（20

2、14）０8-0025-03栽植器是移栽装置中的关键部件之一，其性能好坏对烟苗移栽的质量有很大影响。目前国内外典型的栽植器有链夹式、导苗管式、吊杯式、双输送带式、滑道分钵体式5种类型。根据不同品种秧苗的特征和生长环境，以上几种类型的栽植器已经在相关的移栽机械中得以应用。通过观察烟苗的物理特性发现，烟苗的高度和冠部大小差异较大，且其培养基质比较松软。将上述栽图1零速投苗原理示意图植器直接应用于烟苗的移栽，存在一些问题：链夹式Figure1Schematicdiagramofzerospeedseeding栽植器的链夹在移栽过程中容易对烟苗造成损伤，且式中：Vt为机具前进时的速度；R

3、z为栽植器的旋移栽效率较低；导苗管式栽植器不适合漂浮苗移栽，转半径；ω为栽植器旋转角速度；t为栽植器的苗杯从并且难以保证烟苗栽植的立苗率；双输送带式和滑道最高点开始逆时针方向旋转第一次到达P点位置所分钵轮式栽植器对秧苗的整齐性和作业田的平整度需的时间。要求很高；而吊杯式栽植器在移栽过程中不易损伤秧将式（1）中栽植器旋转的角速度用栽植器转速n苗，且其能够实现膜上移栽，比较符合烟苗移栽的技代替，可以得到：术要求。因此，选择吊杯式栽植器用来移栽烟苗，同时RzπnVt=·cos（180°-ωt）（2）在结构上进行一定优化，设计出一种新型的侧置四连30杆旋转鸭嘴式栽植器。从式（2）中可以

4、得出零速投苗时机具前进牵引速1栽植器的动力学分析度Vt、栽植器转速n及投苗点位置P三者之间的关移栽机能一次性完成开沟、投苗、浇水和覆土等系，其中90°＜ωt＜180°。一系列工序。要保证烟苗移栽后仍然处于直立状态，根据零速投苗原理，移栽器栽苗的水平分速度应则烟苗从栽植器落入已开好的苗沟时，其水平方向的尽可能接近机具的前进速度。栽苗的水平分速度无论分速度应当为零，也就是说烟苗要垂直落入苗沟，这大于还是小于机具的前进速度，只要其差值足够大，就是“零速投苗”原理（如图1所示）。均会导致烟苗落地不稳而倾斜。图1中，P为烟苗投放点，由零速投苗原理可知，烟苗速度分析如图2所示。要保证烟苗在

5、P点的水平方向上绝对零速的必要条假设机具的前进速度V前即为自走式移栽机的件是：前进速度，烟苗在栽植器中随旋转圆盘转动到最低点Vt=Rzωcos（180°-ωt）（1）的线速度V线；移栽器打开时的位置角度为最低点滞后10°。则烟苗随移栽器向后的速度：收稿日期：2014-05-12V后=V线×cosα=2πRn×cosα作者简介：韩冰冰（1981—），男，硕士，助教，从事机械工程方式中：R为烟苗的回转半径；n为驱动盘回转速面的研究工作。度。26农业科技与装备２０１4年8月图2烟苗速度分析图3不同特征参数情况下鸭嘴运动轨迹Figure2Analysisoftobaccoseedlin

6、grateFigure3Duckbilltrajectoryundertheconditionofdifferentcharacteristicparameters通过计算可以看出，烟苗在落地时向后的速度与机具前进的速度基本相等，符合零速投苗原理。由于是侧置四连杆旋转鸭嘴式栽植器正常工作的必要条烟苗落地时不受机具前进速度的影响，保证烟苗移栽件。时能够栽得直、栽得正。烟苗投苗点的选择如图4所示。当苗杯旋转至最高点的位置时，投苗人员将烟苗喂入苗杯，之后烟苗便跟随苗杯一起做旋转运动，所以烟苗运动速度由绕栽植器旋转的侧置双圆盘轴心速度和机具前进速度沿水平方向的分速度合成。如图2所示，鸭

7、嘴的运动速度方程可表示如下：!Vx=-Vt-ω·Rzcos（ω·t）Vy=-ω·R·zsin（ω·t）烟苗栽植过程中侧置四连杆旋转鸭嘴式栽植器的鸭嘴在投放烟苗时，烟苗在水平方向上的速度必须满足零速投苗原理，根据鸭嘴运动的速度方程，可以分析得出烟苗投放时将存在3种运动情况：Rzω11）当Vx=0，=-；Vtcos（ωt）Rzω1图4烟苗投苗点选择示意图2）当Vx＞0，0＜＜-；Figure4TobaccoseedlingseedlingselectiondiagramVtcos（ωt）Rzω1