基于氣流的振動(dòng)輸送式有序拋秧新機(jī)構(gòu)分析與優(yōu)化.pdf

1、拋秧是種新型的水稻栽植技術(shù)，有序拋秧是一種具有一定行距和株距的拋秧方式，具插秧和傳統(tǒng)拋秧的優(yōu)點(diǎn)，有序拋秧機(jī)械是國內(nèi)熱門的研究課題。其核心部件，分秧機(jī)構(gòu)是有序拋秧機(jī)研究的關(guān)鍵和難點(diǎn)。本課題提出并研究了一種基于氣流的振動(dòng)式有序拋秧分秧新機(jī)構(gòu)，本機(jī)構(gòu)完全不同于現(xiàn)有有序拋秧分秧機(jī)構(gòu)。本課題的研究目的，是通過對分秧機(jī)構(gòu)的各參數(shù)對缽苗分秧的影響，建立模型并進(jìn)行參數(shù)選擇與優(yōu)化。本文主要的研究內(nèi)容和結(jié)果如下： 1) 通過對國內(nèi)外有序拋秧機(jī)的研究

2、，指出現(xiàn)有拋秧機(jī)存在分秧機(jī)構(gòu)復(fù)雜、作業(yè)效率低、需帶盤操作，增加了機(jī)子的操作空間等問題，提出了一種基于氣流的振動(dòng)式有序拋秧分秧新機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)將振動(dòng)與氣流作用相結(jié)合，振動(dòng)使秧苗在振動(dòng)板上運(yùn)動(dòng)，氣流使缽苗保持直立，缽苗自動(dòng)排序，撥秧輪撥指把缽苗一棵棵地?fù)茈x，缽苗順著導(dǎo)苗管落入田中，完成有序拋秧作業(yè)。 2) 用有限元技術(shù)研究了拋秧機(jī)振動(dòng)輸送機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)性能，得到機(jī)構(gòu)的各階頻率和相應(yīng)振型，并進(jìn)行了模態(tài)試驗(yàn)分析，試驗(yàn)結(jié)果與仿真數(shù)據(jù)基本一致，

3、可以利用模態(tài)分析對振動(dòng)輸送機(jī)構(gòu)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。 3) 對缽苗在振動(dòng)輸送板上運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析，并模擬計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明缽苗運(yùn)動(dòng)特征值的模擬計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值接近，用高速攝影進(jìn)行瞬時(shí)速度的分析，發(fā)現(xiàn)缽苗瞬時(shí)速度是變化和波動(dòng)的。缽苗在振動(dòng)板運(yùn)動(dòng)的理論分析與計(jì)算方法可用于拋秧機(jī)振動(dòng)輸送機(jī)構(gòu)的參數(shù)分析與優(yōu)化計(jì)算。 4) 提出了缽苗自動(dòng)正位的概念，并對缽苗在振動(dòng)輸送過程中受到釘子阻礙后，其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析。用高速攝影對

4、單顆缽苗和群體缽苗進(jìn)行觀察分析，證明缽苗在運(yùn)動(dòng)過程中受到釘子的阻擋后會自動(dòng)在慣性力的作用下沿振動(dòng)方向產(chǎn)生土缽在前的運(yùn)動(dòng)，通過合理的機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇，缽苗自動(dòng)正位是可行的，可使原來雜亂的缽苗自動(dòng)排序。 5) 對缽苗在氣流作用下的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了理論分析，并用試驗(yàn)驗(yàn)證了缽苗在氣流作用下是完全可以直立的，通過對缽苗在氣流作用下的特性分析與試驗(yàn)，可以確定缽苗在振動(dòng)時(shí)的合適的氣流速度，保證缽苗以一種直立的姿勢向前運(yùn)動(dòng)，做到有序排列。

5、6) 建立了撥指撥秧的力平衡式，在不同撥輪轉(zhuǎn)速情況下，對弧形、水平、傾斜三種形狀撥指在無擋條和有接條時(shí)的撥苗過程的進(jìn)行高速攝影觀察與分析，發(fā)現(xiàn)加擋后缽苗能比較容易地達(dá)到土缽在下，葉子在上的缽苗下落效果，而無擋條時(shí)，則很難做到，撥輪轉(zhuǎn)速太高，則缽苗易掉落，不能可靠地工作。一般情況下，速度較低時(shí)撥秧效果較好。 7) 建立了缽苗在導(dǎo)苗管運(yùn)動(dòng)的方程，并對缽苗的入土深度進(jìn)行了試驗(yàn)，通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)缽苗落差高度在0.75～1.5 m范圍內(nèi)時(shí)，秧