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水稻种绳直播机研制与试验研究

张亚双  
【摘要】:作为世界栽培稻起源地之一,我国水稻种植有着悠久的历史。我国人口众多,土地和水资源相对紧缺,所以研究高效、节水、实用的水稻种植机械,实现水稻种植机械化对于提高农业生产力水平、增加农民收入、改善农村生态环境有着重要的意义。本文通过对水稻多种种植方式的各自特点进行对比分析,认为水稻直播技术及其机械化将成为世界水稻种植的发展趋势,其应用前景看好。 本文针对中国目前水稻的种植方式和生长特点,结合现有水稻种植方式的诸多缺点和已有直播机机型结构复杂、造价高、能耗大、机具转弯半径大,不适合广大农村经营体制的现状,提出了水稻种绳直播技术,并研制了一种相应的水稻种绳直播机械。 提出的水稻种绳直播技术,改变了传统的水稻直播联合作业形式,将水稻直播作业分两步进行。第一步,利用研制的机械设备,在工厂内将水稻种子、肥料和除草剂等按农业技术要求卷在无纺布纸带内,制成纸载体直播种绳盘,使种绳卷制作业在时间上不受农时季节限制,在空间上实现了种绳卷制作业的工厂化,在技术上保证了播种行距、穴距和每穴粒数等参数的标准化,为订单农业提供了技术基础;第二步,到田间,利用研制的种绳直播机只进行开沟、放种绳和覆土,实现了水稻直播田间作业的轻型化。检索结果表明,国内外尚未见相关报道。本文的主要研究内容与结论如下: 1、为确定种绳直播机仅靠种绳的拉力使其工作是否可行,对种绳的组成部分——棉线和无纺布进行抗拉强度试验,同时对种绳单位长度上的捻劲个数及种绳盘的转动惯量和轴承的摩擦力矩进行了较深入的试验研究。试验结果证明,靠种绳的拉力即可使种绳盘转动。该试验结果也为种绳材料的选择和种绳直播机的设计奠定了坚实的理论基础。 2、研制了两代水稻种绳直播机样机。对样机进行了室内模拟和田间试验,结果证明,该机具有如下优点:结构简单、重量轻、机具下陷量小、所需推力小、转弯半径小、开沟器不易堵塞、留地边少、开沟深度稳定、作业质量好、生产成本低、经济效益高、操作维修方便。该机开沟深度和扶手角度可调节,可满足不同地区不同作物播种作业的要求,不仅可以用于大田作业,也可用于温室大棚内作业。 3、用Pro/E软件对整机的重量及其重心进行分析和计算并用Matlab软件绘制样机的重心坐标后,对样机进行了受力分析。用SPSS软件对试验结果进行处理分析,建立了各因素与种绳直播机工作时所需的拉力之间的数学模型,分析了各因素及其交互作用对拉力指标的影响程度,并用Matlab绘图做了进一步说明。通过对多种方案的对比分析及两代样机的试验,确定了种绳直播机的结构及尺寸参数,利用Pro/E软件绘制样机的零部件并用Pro/M对样机的机架参数进行了优化设计。提出了进一步改进的意见。 4、对种绳直播技术的产量及经济性进行了试验研究,证明了种绳直播技术具有明显的节水、省种、省成本和提高作业效率的优点,进一步证实了水稻种绳直播技术的推广可行性。


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