旋轉式水稻缽苗移栽機構的設計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】

購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 設計 1： 1459919609 2： 1969043202 學 院： 專 業(yè)： 題 目： 旋轉式水稻缽苗移栽機構的設計 指導教師： 職稱 : 職稱 : 20*年 *月 *日 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 浙江理工大學本科畢業(yè)設計（論文）開題報告 班 級 姓 名 課題名稱 旋轉式水稻缽苗移栽機構的設計 目 錄 1 選題的背景與意義 內外研究現狀和發(fā)展趨勢 指手研究意義 2 研究的基本內容與擬解決的主要問題 本內容 解決的主要問題 3 研究方案、可行性分析及預期研究成果 究思路方案 行性分析 期研究成果 4 研究工作計劃 答 辯 意 見 （從選題、任務工作量、質量預期、可行性等幾個方面） 答辯組長簽名： 年 月 日 系 主 任 審 核 意 見 簽名： 年 月 日 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 旋轉式水稻缽苗移栽機構的設計 文 研究目的與意義 水稻是我國第一大糧食作物，全國有近 60%的人口以水稻為主 食 ，在 糧 食 安 全 中 占 有 極 其 重 要 的 地 位 。我 國 水 稻 常 年 種 植 面積約 3000 萬 公 頃 ， 占 全 國 谷 物 種 植 面 積 的 30 ， 占 世 界 水 稻 種植面積的 20；稻谷總產量近 20000 萬噸，占全國糧食總產的40，占世界稻谷總產的 35；在主要糧食作物生產中，水稻種植機械化水平最低。 移栽是水稻種植過程中的重要環(huán)節(jié)， 它具有對氣候的補償作用和使作物生育提早的綜合效益，可以充分利用光熱資源，其經濟效益和社會效益均非?？捎^。 與其他國家和地區(qū)相比，我國水稻種植機械化程度較低，絕大部分是移栽作業(yè)；與國內的水稻生產其他工藝流程相比，機械化程度也是最低的（收獲機械化 50%以上，種植 機械化約 12%）。 目 前 ，水 稻 移 栽 機 械 主 要 有 水 稻 拋 秧 機 、插 秧 機 、缽 苗 栽 植機 ，相 應 的 移 栽 技 術 分 別 為 拋 秧 、插 秧 和 缽 苗 栽 植 。其 中 ，水 稻拋秧技術栽植淺、植傷輕、返苗快、分蘗早、分蘗節(jié)位低、淺層根分布廣，提早成熟，且增產增收，但是拋秧容易使秧苗倒伏、直 立 性 不 好 ，影 響 緩 苗 ，進 而 影 響 產 量 ；與 拋 秧 技 術 相 比 ，水 稻插秧方式可以保證栽植秧苗有較好直立性，但與拋秧移栽采用缽盤 育 秧 不 同 ，插 秧 技 術 采 用 毯 狀 秧 苗 ，毯 狀 苗 幾 乎 不 能 保 留 秧 苗的 成 長 土 質 及 營 養(yǎng) 物 質 ， 插 秧 時 秧 苗 斷 根 多 ， 緩 苗 期 較 長 ， 要10 天左右；而水稻缽苗栽植技術也采用缽盤育秧，綜合 了以上兩種水稻移栽方式的所有優(yōu)點，克服了不利的因素，缽苗栽植直立 性 好 ，無 緩 苗 期 ，增 產 明 顯 ，成 為 當 今 水 稻 機 械 化 移 栽 技 術 的研究重點。 另 外 ， 目 前 超 級 稻 種 植 都 是 采 用 手 工 移 栽 ， 要 求 每 穴 種 植 1到 2 株 秧 苗 ，用 現 有 的 毯 狀 苗 插 秧 種 植 方 式 根 本 無 法 滿 足 此 精 準移栽要求；用水稻拋秧移栽技術，難以保證栽植秧苗的直立性，影響產量；而用本課題提出的水稻缽苗栽植技術 ,即可以解決超級稻機械化種植需要每穴 1 到 2 株 苗 ，又 可 以 保 證 栽 植 秧 苗 的 直立性要求，有利于超級稻種植的推廣。 水稻缽苗栽植是一種水稻高產的移栽技術。具有壯苗淺栽、緩 苗 快 、分 蘗 早 、分 蘗 節(jié) 位 低 、有 效 分 蘗 多 、根 系 發(fā) 達 、提 早 成熟增產增收等優(yōu)點，一直以來深受農民歡迎。 水稻缽苗栽植在保證栽植缽苗的直立度后（與水平面夾角不低于 60度 ）， 缽 苗 栽 植方 式 較 插 秧 方 式 增 產 10%因此增產效果明顯。 日本研究出的水稻缽苗栽植機（又稱水稻缽苗擺栽機）價格昂貴、結構復雜，而且又是采用 半硬塑膠穴盤 ，成 本 高 ，育 苗 要 求 也 高 ，使 想 迫 切改變手工勞作并提高稻谷產量的廣大農村農民望而卻步， 黑龍江墾區(qū)五年前 曾引進日本的兩種水稻缽苗擺栽機進行試驗，到現在一直也沒有推廣，不適合中國國情。近幾年來，我國吉林省有幾 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 家 企 業(yè) 一 直 在 研 究 水 稻 缽 苗 栽 植 機 ， 并 進 行 了 小 規(guī) 模 的 應 用 推廣 ，基 本 能 夠 保 證 栽 植 缽 苗 有 較 好 的 直 立 度 。其 移 栽 機 構 采 用 多桿式移栽機構，移栽效率低，單行效率只有 80株 /分鐘左右，由于多桿式機構的結構限制，移栽效率很難再提高了。其移栽效率遠 遠 低 于 步 行 式 插 秧 機 的 插 秧 效 率 ， 更 不 用 說 與 高 速 插 秧 機 相比 。為 了 實 現 我 國 水 稻 缽 苗 栽 植 技 術 的 發(fā) 展 與 應 用 ，滿 足 廣 大 農民的對水稻缽苗栽植機械化的需求，研究出一種新型高速水稻缽苗 栽 植 機 ，具 有 非 常 重 大 的 科 學 意 義 與 經 濟 價 值 。 具有取苗與栽植苗功能的移栽機構，作為水稻缽苗栽植機的核心工作部件，已經成為制約高速水稻缽苗栽植 機械發(fā)展的 “ 瓶頸 ” 問 題 ，開 展 該移栽機構理論與創(chuàng)新設計研究已迫在眉捷。 本課題通過開展水稻缽苗移栽機構的工作機理分析，依托課題組多年研究水稻種植機械的研究平臺，對水稻缽苗移栽機構進行創(chuàng)新研究與優(yōu)化設計，發(fā)明一種新型的高速水稻缽苗移栽機構 ，并 建 立 相 應 的 設 計 理 論 與 方 法 ，將 促 進 我 國 水 稻 缽 苗 栽 植 技術的發(fā)展與應用。為今后高速水稻缽苗栽植機的研發(fā)提供重要理論基礎和設計依據，將直接指導水稻缽苗有序移栽機構的設計 ,特別是水稻缽苗栽植方式非常適合于超級稻的機械化種植，有利于促進超級稻種植的推廣，提高我國農業(yè)機械的研究水平。因此 ,開展本課題研究，不僅具有重要的科學意義，也具有重大的實際應 。 稻缽苗移栽機構的發(fā)展概況 自水稻拋秧或擺秧技術應用以來，國內外不少專家學者開始對有關水稻缽苗移栽機械進行研究。據有關資料報道，從事這方面研究的國家主要是日本和中國。 外發(fā)展概況 日本是水稻移栽機械化程度最高的國家，日本在完成工業(yè)化的 進 程 中 ，逐 步 實 現 了 水 稻 種 植 機 械 化 。 根據有關資料報道，黑龍江省曾分別引進日本井關農機公司和實產業(yè)株式會社生產的水稻缽苗擺栽機，如圖 a） 所示，該擺栽機一次 可栽 6行，采用半硬塑膠缽盤育秧苗 ，缽 盤中的每個缽穴是上粗下細的圓錐杯 ，杯 的 底 部 有 一 小 孔 。采 用 從 半 硬 塑 膠 缽 盤 底 部 將 秧 苗 頂 出 的取苗方式， 其工作過程示意如圖 b）所 示 。頂 桿 對 準 小 孔 有 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 圖 輥式拔秧機構 兩 種 形 式 ：一 種 是 頂 桿 平 移 ，另 一 種 是 缽 秧 盤 平 移 。從 結 構 發(fā) 明的 角 度 看 ，機 構 作 用 于 土 缽 ，土 缽 是 固 體 ，個 體 差 異 小 ，工 作 可靠 ，但 是 機 構 的 運 動 是 直 線 間 歇 運 動 。需 要 一 套 完 成 精 確 移 動 定位 的 機 構 ，加 工 精 度 要 求 高 ，機 構 磨 損 后 容 易 頂 偏 ，造 成 塑 料 秧盤 損 壞 ，有 時 缽 苗 的 秧 根 掛 住 缽 盤 ，造 成 秧 苗 脫 離 不 成 功 ，這 對育秧要求比較高。頂出的缽苗， 通過分秧供秧機構將秧苗水平分送到兩側的旋轉分插部件，由旋轉 分插部件將水平放置的秧苗轉換成垂直方式入土，完成秧苗的田間擺栽作業(yè)。具有可成行擺栽帶 缽 秧 苗 ，株 距 準 確 ，均 勻 性 好 ，作 業(yè) 質 量 高 等 優(yōu) 點 。但 擺 栽 機具 結 構 復 雜 ，成 本 高 ，對 整 地 和 育 秧 質 量 要 求 均 較 高 ，同 時 半 硬塑膠穴盤成本也高，從國內引進試驗來看，并不適合我國國情。 再 如 日 本 洋 馬 農 機 株 式 會 社 的 竹 山 智 洋 發(fā) 明 了 另 一 種 缽 苗移栽 機 （ 專 利 號 為 ： ,由 驅 動 裝 置 和 兩 個 栽植 爪 組 成 ，如 圖 。該 移 栽 機 構 的 驅 動 裝 置 由 兩 套 行 星 輪 系機 構 串 聯(lián) 而 成 ，回 轉 箱 相 當 于 行 星 架 ，第 一 回 轉 箱 內 有 9 個齒輪（其中 2 個 是 扇 形 齒 輪 ）和 一套擺動凸輪機構，第二回轉箱與第一回轉箱中的行星輪固接，內有 5 個 齒 輪 ，由 第 二 套 行 星 輪 的 行星軸輸出運動驅動栽植爪實現取苗和栽植苗動作，該移栽軌跡較為 復 雜 ，如 圖 2 所示。 該缽苗移栽機構的結構很復雜，可靠性不高 ，它 的 設 計 制 造 成 本 相 對 也 比 較 高 ，所 以 該 缽 苗 移 栽 機 構 未 能得到實際應用。 內發(fā)展概況 我國在 90 年代后期 ,水稻缽體育秧技術有了較大的發(fā)展 ,中國 農 業(yè) 大 學 、吉 林 大 學 、江 蘇 大 學 、八 一 農 墾 大 學 等 院 校 都 開 始進行缽體育秧技術與移栽技術研究。 我國目前的有序缽苗移栽機構有較多種方式， 現介紹幾種如下： ( 1 ) 對輥式拔秧機構 由 中 國 農 業(yè) 大 學 工 學 院 研 制 的2用對輥式拔秧機構 (如圖 實 現了 水 稻 穴 盤 育 苗 的 自 動 拔 秧 。2、壓 秧 板 6、上拔秧輥 8和下拔秧輥 9等組成。其工作原理是：缽盤苗通過人工放在托板上并喂入到輸秧輥 4上 ，拔 秧 輥按一定傳動比帶動輸秧輥 4轉 動 ，當 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 圖 間連桿移栽機構簡圖 10秧盤 圖 械手式拋秧機構 上 下 拔 秧 輥（ 8、 9）的 夾 秧 板 對 接 時 ，靠 夾 秧 板 外 緣 彈 性 材 料 變形產生的夾緊力，將位于上下拔秧輥中間的缽苗夾持并帶動其一起 運 動 ，最 后 使 得 缽 苗 與 缽 盤 脫 離 ；當 上 下 拔 秧 輥 轉 過 一 定 角 度后夾秧扳松開， 缽苗落入導苗管，完成拔秧工作。但試驗結果表明 ，秧 苗 營 養(yǎng) 缽 濕 度 對 拔 秧 力 影 響 較 大 ，作 業(yè) 效 率 低 ，拔 秧 輥 釋放 缽 苗 后 ，缽 苗 沿 導 苗 管 滑 落 入 水 田 中 。該 缽 苗 行 栽 機 栽 植 苗 方式是采用導苗管式，秧苗容易倒伏，很難控制栽植秧苗的直立度，將影響緩苗。 (2)機械手式拋秧機構 黑龍江八一農墾大學設計的 機 械 手 式 拋 秧 機 構 如 圖 。 其 工 作 原 理 為 ： 秧 鉗 的固 定 套 4與滾筒 6剛 性 聯(lián) 接 ， 隨筒 回 轉 。 滾 筒 內 是 固 定 不 動 的凸輪 5，它 的 最 大 突 變 點 離 秧 盤最 近 ， 并 對 應 于 取 秧 位 置 。 當擋鐵 8撞 擊 開 閉 凸 輪 7使 秧 鉗 閉合 夾 秧 時 ， 伸 縮 桿 3在 彈 簧 2的作 用 下 迅 速 縮 到 凸 輪 的 凹 處，將 秧 苗 的 缽 體 從 秧 盤 孔 中 拔 出并 離 開 盤 面 。 秧 鉗 在 隨 滾 筒 6回 轉 過 程 中 ，伸 縮 桿 3的端斜面與凸輪 5的 外 輪 廓 接 觸 并 受 其作用向外逐漸伸長。當轉過180 時，開閉凸輪 7的撞桿受擋鐵 9的撞擊，使其轉過 90 將秧鉗 撐 開 ，秧 苗 在 秧 鉗回轉慣性力及重力作用下拋向地面。秧鉗拋出秧苗后一直保持張開狀態(tài)，直至取苗位置后又開始重復上面所述的動作。 該 機 械 手 抓 取 秧 苗 的 準 確 度 和 傷 秧 是 該 機 構 要 解 決 的 關 鍵問 題 。該 機 構 在 栽 植 苗 時 ，由 秧 鉗 通 過 回 轉 慣 性 力 和 重 力 作 用 將秧 苗 拋 向 地 面 ，是 一 種 拋 秧 移 栽 作 業(yè) 方 式 ，因 此 ，秧 苗 移 栽 的 直立度也很難保證，將影響緩苗。 (3)在空間連桿機構的基礎上，中國農業(yè)大學研究開發(fā)了一種水稻缽苗精準栽植機械手機構，與撥桿式夾鉗配合使用該機構與傳統(tǒng)的農業(yè)機械完全不同，它屬于空間閉式鏈機構。圖 示為栽植機械手機構的結構示意圖，該機構由可控變桿長 可控變桿長機構是由機架、主 動 件 、連 桿 、工 作 桿 和 擺 桿 組 成 ，并選取主動件桿 1 為桿長變化桿，且將桿 1 分解為凸輪、滾子從動件和曲柄三部分，源動力通過鏈條鏈輪傳遞動力給與機架運動副連接的曲柄，再由曲柄傳遞動力給滾子從 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 圖 桿移栽機構及移栽軌跡 動 件 ，使 滾 子 沿 凸 輪 表 面 做 圓 周 運 動 ，來 實 現 桿 長 變 化 滾 子 從動件傳遞動力給其它桿件 3、 4，使其作連續(xù)運動，同時使得與桿 2 連接的工作桿 7 和夾鉗一起運動，從而完成夾秧、取秧，移秧 、栽 秧 等 一 系 列 動 作 。此 機 構 在 設 計 過 程 中 需 要 檢 測 桿 之 間 的干涉問題，能保證各桿工作的連續(xù)性，該移栽機構結構太復雜，工作效率低。 (4)2007 年 ， 吉 林 省 延 吉市 光 華 機 械 廠 公 開 了 一 種 水 稻缽 苗 移 栽 機 構 (如圖 這種 移 栽 機 構 包 括 有 動 力 傳 送 齒輪箱 10、移 栽 四 軒 機 構 和 移 栽穩(wěn) 定 三 連 桿 機 構 。 其 中 移 栽 四桿 機 構 是 由 上 曲 柄 7、栽植臂連桿 6、栽植臂桿 23、鎖臂搖桿 14 依 次 鉸 接 組 成 ，在 栽 植 臂桿 上 設 有 夾 秧 裝 置 ； 移 栽 穩(wěn) 定三連桿機構是由下曲柄 19、穩(wěn)定連桿 18 和 上 述 的 鎖 臂 搖 桿14 依 次 鉸 接 組 成 ，移 栽 四 桿 機構 和 移 栽 穩(wěn) 定 三 連 桿 機 構 共 同完 成 取 秧 、移 秧 、栽 秧 的 運 動 軌 跡 。該 發(fā) 明 機 構 移 栽 運 行 軌 跡 穩(wěn)定 ，取 秧 栽 植 過 程 中 取 秧 爪 開 閉 準 時 準 確 ，基 于 缽 盤 育 秧 ，保 證了 完 整 的 根 系 ，不 傷 苗 ，減 少 了 秧 苗 的 緩 蘇 周 期 ，增 產 效 果 顯 著 。但是多桿機構工作配合復雜，要快速提高移栽的速度，將是一個巨 大 的 挑 戰(zhàn) 。該 移 栽 機 構 已 有 樣 機 在 田 間 試 驗 ，但 是 工 作 效 率 低 ，振 動 大 ， 單 行 移 栽 效 率 只 有 80 次 / 右 ， 機 構 的 結 構 本 身 限制了該機構無法再提高移栽效率。 (5) 專利號 為 一種能直接栽插軟塑體缽盤秧苗的缽苗水稻插秧機，如圖 a） 所示 。該水稻缽苗插秧機的核心工作部件 五桿水稻缽苗移栽機構，如圖 b）所 示 。該 機 構 采 用雙曲柄 67、 66分 別 作 正 、反 向 轉 動驅 動 ，是 一 個 雙 自 由 度 機 構 ，栽 植 臂 10往復直插式控制取秧夾 61按特定曲線軌跡進行取秧與栽插秧苗作業(yè)，栽植臂 10內有夾緊與釋 放 苗 裝 置 ，包 括 凸 輪 68、撥 叉 70、彈 簧 63和控制桿 71，控 制 桿71相對栽植臂 10作 往 復 移 動 ，控 制 取 秧 夾 61張 開 與 閉 合 。曲 柄 旋轉 一 周 ，取 秧 夾 61夾取缽苗插秧一次，移栽效率單行為 80次 / ，該 機 構 能 實 現 水 稻 缽 苗 有 序 移 栽 ，但 工 作 效 率 也 較 低 ，振動也大。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 圖 稻缽苗移栽軌跡要求 2 研究的 目的與實現方案 通過以上分析可知，國 內外雖然對水稻缽苗有序移栽技術及移栽機構已做了較多的分析與研究，并有部分樣機投入試驗或應用 。目 前 的 移 栽 方 式 分 為 二 種 ：拋 秧 方 式 和 栽 植 苗 方 式 。拋 秧 方式很難保證栽植秧苗的直立度，影響緩苗，進而影響水稻產量 ,到目前為止 ,一直未能推廣應用；栽植苗方式移栽缽苗能有效地保證栽植秧苗的直立度，無緩苗期，但現有的缽苗移栽機構，工作 效 率 太 低（ 只 有 80株 /分鐘 /行 ），機 構 工 作 時 振 動 大 。但 是 上述 的 缽 苗 移 栽 機 構 所 采 用 的 夾 取 式 取 苗 方 式 可 以 為 本 課 題 研 究提供參考。 究目標 近 年 來 ， 本 課 題 組 對 水 稻 缽 苗 有 序 移 栽 的 工 作 機 理 與 機 構 創(chuàng)新 進 行 了 詳 細 研 究 ， 機 械 移 栽 秧 苗 為塑 料 缽 盤 苗 ， 塑 料 缽 盤 可 重 復 使 用 。本 取 苗 方 式 采 用 兩 片 取 苗 爪 夾 住 水 稻缽 苗 的 莖 桿 根 部 ， 夾 緊 莖 桿 ， 將 缽 苗從 缽 穴 中 撥 出 ， 完 成 取 苗 動 作 ， 取 苗后 夾 持 苗 至 推 秧 位 置 ， 取 苗 爪 張 開 ，釋 放 缽 苗 并 推 苗 入 土 ， 完 成 栽 植 苗 動作 。為 了 實 現 該 缽 苗 的 有 序 移 栽 方 式 ，同時考慮機構工作效率和平穩(wěn)性。 本 論 文 提 出 了 一 種 旋 轉 式 有 序 移栽 機 構 ， 在 旋 轉 箱 體 上 對 稱 布 置 三 個移 栽 臂 ， 提 高 了 工 作 平 穩(wěn) 性 ， 旋 轉 一周 移 栽 三 次 ， 移 栽 效 率 高 ， 移 栽 效 率將不低于 300 株 /分鐘 /行，其移栽效(a)五桿水稻缽苗移栽機 （ b）五桿水稻缽苗移栽機構 圖 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 率遠遠高于現正在應用的有序移栽機構，本論文研究的旋轉式有序移栽 機構是一種高速水稻缽苗移栽機構。 案實現 通過了解水稻缽苗移栽的農藝要求，提出如圖 移栽軌跡 ，該 機 構 的 取 秧 方 式 為 彈 簧 片 夾 取 式 取 秧 ，為 了 避 免 取 秧 時 彈簧片與秧苗的干涉，移栽軌跡在取秧部分為 “ 環(huán)扣狀 ” 。即 由 兩個彈簧片運行到土缽表面時，彈簧片從缽苗的下方 D 運行到缽苗莖 部 開 始 取 秧 ，夾 緊 秧 苗 的 莖 桿 根 部 ，在 圖 中 的 E 位置從穴盤中取 出 帶 土 缽 苗 ，再 沿 持缽苗至圖中的 B 位 置 ，在 推 秧 桿 的作 用 下 ，彈 簧 片 松 開 ，釋 放 并 推 出 缽 苗 ，植 入 水 田 中 ，然 后 彈 簧片經圖中 C 位置，為重新下次取秧做準備 ，完成一次移栽周期。 根據移栽軌跡要求，設計出一種旋轉式橢圓不完全非圓齒輪行星輪系水稻缽苗移栽機構，在一個旋轉箱體上對稱布置了兩套 移 栽 臂 ，旋 轉 一 周 移 栽 兩 次 。如 圖 示為旋轉式橢圓不完全非圓齒輪行星輪系水稻缽苗移栽機構傳動簡圖（圖示為機構的初始安裝位置），該機構由 驅動部分和移栽臂 兩 部分 組 成 ，驅動部分是一個非勻速間歇傳動行星輪系機構 ，由 4 個橢圓齒輪、1 個不完全非圓齒輪、 2 個凹鎖止弧、 1 個凸鎖止弧組成 ，行星架作為輸入運動構件順時針轉動，行星輪為輸出運動構件，其運動形式是彈簧片尖點形成工 作軌跡的關鍵。 3 本文的工作安排 1) 根 據 水 稻 移 栽 的 農 藝 特 點 與 軌 跡 要 求 ， 研 究 出 一 種 新 型的水稻缽苗移栽機構，使之達到高效率、低振動的工作要求。本文采用的是橢圓齒輪不完全非圓齒輪行星輪系作為傳動部件，設計出一種新的水稻缽苗移栽機構 橢圓齒輪 2 ) 對 該 移 栽 機 構 的 運 動 學 特 性 進 行 分 析 ， 包 括 橢 圓 齒 輪 星輪的相對角位移和角速度分析以及秧針尖點的相對位移、速度和加速度分析，并建立運動學模型。 3 ) 根據建立的移栽機構運動學模型，自主開發(fā)移 栽機構輔助分析與優(yōu)化軟件。利用該軟件對移栽機構進行結構參數優(yōu)化，分析該機構參數對移栽工作軌跡的影響，找到一組較優(yōu)的能滿足移栽機構軌跡要求的結構參數。 化 后 的 結 構 參 數 作 為 初 始 參 數 ， 對 移栽 機 構 進 行 整 體設計。利用 出齒輪的點，在 中繪出二維圖，導入到進行建模生成三維圖 ，再進行整體的裝配。為了減小機構的 沖 擊 振 動 ，對 機 構 添 加 了 緩 沖 裝 置 ，并 與 未 加 緩 沖 裝 置 的 軌 跡進行比較。對該移栽機構設計出 2 套消除齒隙裝置，消除齒隙，提高機構取苗的成功率。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 研究工作計劃 起止時間 內容 研、信息匯總，文獻查閱分析 文翻譯、文獻綜述、開題報告，并熟悉理論力學、機械原理 等相關知識 交開題報告、文獻綜述及外文翻譯 題答辯 驅動多指手的整體方案設計 關節(jié)結構設計及零部件設計 維 模 維運動裝配 構改進設計及畢業(yè)論文撰寫 成并提交畢業(yè)論文 理材料準備答辯 文答辯 充值后就可以下載此設計說明書。全套資料包含有相應的 明書（附帶：開題報告、文獻綜述、外文翻譯）和 紙（共計 23 張圖紙）。 需要全套資料的朋友請 加1： 1459919609 或 2： 1969043202， 需 要其他設計題目直接聯(lián)系！ 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 浙江理工大學本科畢業(yè)設計（論文）文獻綜述報告 班 級 姓 名 課題名稱 旋轉式水稻缽苗移栽機構的設計 文獻綜述報告 目 錄 1 選題的背景與意義 內外研究現狀和發(fā)展趨勢 指手研究意義 2 研究的基本內容與擬解決的主要問題 本內容 解決的主要問題 3 研究方案、可行性分析及預期研究成果 究思路方案 行性分析 期研究成果 指導教師 審批意見 簽名： 年 月 日 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 文 研究目的與意義 水稻是我國第一大糧食作物，全國有近 60%的人口以水稻為主 食 ，在 糧 食 安 全 中 占 有 極 其 重 要 的 地 位 。我 國 水 稻 常 年 種 植 面積約 3000 萬 公 頃 ， 占 全 國 谷 物 種 植 面 積 的 30 ， 占 世 界 水 稻 種植面積的 20；稻谷總產量近 20000 萬噸，占全國糧食總產的40，占世界稻谷總產的 35；在主要糧食作物生產中，水稻種植機械化水平最低。 移栽是水稻種植過程中的重要環(huán)節(jié)， 它具有對氣候的補償作用和使作物生育提早的綜合效益，可以充分利 用 光 熱 資 源 ，其 經濟效益和社會效益均非常可觀。 與其他國家和地區(qū)相比，我國水稻種植機械化程度較低，絕大部分是移栽作業(yè)；與國內的水稻生產其他工藝流程相比，機械化程度也是最低的（收獲機械化 50%以上，種植機械化約 12%）。 目 前 ，水 稻 移 栽 機 械 主 要 有 水 稻 拋 秧 機 、插 秧 機 、缽 苗 栽 植機 ，相 應 的 移 栽 技 術 分 別 為 拋 秧 、插 秧 和 缽 苗 栽 植 。其 中 ，水 稻拋秧技術栽植淺、植傷輕、返苗快、分蘗早、分蘗節(jié)位低、淺層根分布廣，提早成熟，且增產增收，但是拋秧容易使秧苗倒伏、直 立 性 不 好 ，影 響 緩 苗 ，進 而 影 響 產 量 ；與 拋 秧 技 術 相 比 ，水 稻插秧方式可以保證栽植 秧苗有較好直立性，但與拋秧移栽采用缽盤 育 秧 不 同 ，插 秧 技 術 采 用 毯 狀 秧 苗 ，毯 狀 苗 幾 乎 不 能 保 留 秧 苗的 成 長 土 質 及 營 養(yǎng) 物 質 ， 插 秧 時 秧 苗 斷 根 多 ， 緩 苗 期 較 長 ， 要10 天左右；而水稻缽苗栽植技術也采用缽盤育秧，綜合了以上兩種水稻移栽方式的所有優(yōu)點，克服了不利的因素，缽苗栽植直立 性 好 ，無 緩 苗 期 ，增 產 明 顯 ，成 為 當 今 水 稻 機 械 化 移 栽 技 術 的研究重點。 另 外 ， 目 前 超 級 稻 種 植 都 是 采 用 手 工 移 栽 ， 要 求 每 穴 種 植 1到 2 株 秧 苗 ，用 現 有 的 毯 狀 苗 插 秧 種 植 方 式 根 本 無 法 滿 足 此 精 準移栽要求；用水稻拋秧移栽技術，難以保證栽植秧苗的直立性，影響產量；而用本課題提 出的水稻缽苗栽植技術 ,即可以解決超級稻機械化種植需要每穴 1 到 2 株 苗 ，又 可 以 保 證 栽 植 秧 苗 的 直立性要求，有利于超級稻種植的推廣。 水稻缽苗栽植是一種水稻高產的移栽技術。具有壯苗淺栽、緩 苗 快 、分 蘗 早 、分 蘗 節(jié) 位 低 、有 效 分 蘗 多 、根 系 發(fā) 達 、提 早 成熟增產增收等優(yōu)點，一直以來深受農民歡迎。 水稻缽苗栽植在保證栽植缽苗的直立度后（與水平面夾角不低于 60度 ）， 缽 苗 栽 植方 式 較 插 秧 方 式 增 產 10%因此增產效果明顯。 日本研究出的水稻缽苗栽植機（又稱水稻缽苗擺栽機）價格昂貴、結構復雜，而且又是采用 半硬塑膠穴盤 ，成 本 高 ，育 苗 要 求 也 高 ，使 想 迫 切改變手工勞作并提高稻谷產量的廣大農村農民望而卻步， 黑龍江墾區(qū)五年前 曾引進日本的兩種水稻缽苗擺栽機進行試驗，到現在一直也沒有推廣，不適合中國國情。近幾年來，我國吉林省有幾家 企 業(yè) 一 直 在 研 究 水 稻 缽 苗 栽 植 機 ， 并 進 行 了 小 規(guī) 模 的 應 用 推 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 廣 ，基 本 能 夠 保 證 栽 植 缽 苗 有 較 好 的 直 立 度 。其 移 栽 機 構 采 用 多桿式移栽機構，移栽效率低，單行效率只有 80株 /分鐘左右，由于多桿式機構的結構限制，移栽效率很難再提高了。其移栽效率遠 遠 低 于 步 行 式 插 秧 機 的 插 秧 效 率 ， 更 不 用 說 與 高 速 插 秧 機 相比 。為 了 實 現 我 國 水 稻 缽 苗 栽 植 技 術 的 發(fā) 展 與 應 用 ，滿 足 廣 大 農民的對水稻缽苗栽植機械化的需求，研究出一種新型高速水稻缽苗 栽 植 機 ，具 有 非 常 重 大 的 科 學 意 義 與 經 濟 價 值 。 具有取苗與栽植苗功能的移栽機構，作為水稻缽苗栽植機的核心工作部件，已經成為制約高速水稻缽苗栽植機械發(fā)展的 “ 瓶頸 ” 問 題 ，開 展 該移栽機構理論與創(chuàng)新設計研究已迫在眉捷。 本課題通過開展水稻缽苗移栽機構的工作機理分析，依托課題組多年研究水稻種植機械的研究平臺，對水稻缽苗移栽機構進行創(chuàng)新研究與優(yōu)化設計，發(fā)明一種新型的高速水稻缽苗移栽機構 ，并 建 立 相 應 的 設 計 理 論 與 方 法 ，將 促 進 我 國 水 稻 缽 苗 栽 植 技術的發(fā)展與應用。為今后高速水 稻缽苗栽植機的研發(fā)提供重要理論基礎和設計依據，將直接指導水稻缽苗有序移栽機構的設計 ,特別是水稻缽苗栽植方式非常適合于超級稻的機械化種植，有利于促進超級稻種植的推廣，提高我國農業(yè)機械的研究水平。因此 ,開展本課題研究，不僅具有重要的科學意義，也具有重大的實際應 。 稻缽苗移栽機構的發(fā)展概況 自水稻拋秧或擺秧技術應用以來，國內外不少專家學者開始對有關水稻缽苗移栽機械進行研究。據有關資料報道，從事這方面研究的國家主要是日本和中國。 外發(fā)展概況 日本是水稻移栽機械化程度最高的國家，日本在完成工業(yè)化的 進 程 中 ，逐 步 實 現 了 水 稻 種 植 機 械 化 。 根據有關資料報道，黑龍江省曾分別引進日本井關農機公司和實產業(yè)株式會社生產的水稻缽苗擺栽機，如圖 a） 所示，該擺栽機一次 可栽 6行，采用半硬塑膠缽盤育秧苗 ，缽 盤 中 的 每 個 缽 穴 是 上 粗 下 細 的 圓 錐杯 ，杯 的 底 部 有 一 小 孔 。采 用 從 半 硬 塑 膠 缽 盤 底 部 將 秧 苗 頂 出 的取苗方式， 其工作過程示意如圖 b）所 示 。頂 桿 對 準 小 孔 有兩 種 形 式 ：一 種 是 頂 桿 平 移 ，另 一 種 是 缽 秧 盤 平 移 。從 結 構 發(fā) 明 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 圖 輥式拔秧機構 的 角 度 看 ，機 構 作 用 于 土 缽 ，土 缽 是 固 體 ，個 體 差 異 小 ，工 作 可靠 ，但 是 機 構 的 運 動 是 直 線 間 歇 運 動 。需 要 一 套 完 成 精 確 移 動 定位 的 機 構 ，加 工 精 度 要 求 高 ，機 構 磨 損 后 容 易 頂 偏 ，造 成 塑 料 秧盤 損 壞 ，有 時 缽 苗 的 秧 根 掛 住 缽 盤 ，造 成 秧 苗 脫 離 不 成 功 ，這 對育秧要求比較高。頂出的缽苗， 通過分秧供秧機構將秧苗水平分送到兩側的旋轉分插部件，由旋轉分插部件將水平放置的秧苗轉換成垂直方式入土，完成秧苗的田間擺栽作業(yè)。具有可成行擺栽帶 缽 秧 苗 ，株 距 準 確 ，均 勻 性 好 ，作 業(yè) 質 量 高 等 優(yōu) 點 。但 擺 栽 機具 結 構 復 雜 ，成 本 高 ，對 整 地 和 育 秧 質 量 要 求 均 較 高 ，同 時 半 硬塑膠穴盤成本也高，從國內引進試驗來看，并不適合我國國情。 再 如 日 本 洋 馬 農 機 株 式 會 社 的 竹 山 智 洋 發(fā) 明 了 另 一 種 缽 苗移栽 機 （ 專 利 號 為： ,由 驅 動 裝 置 和 兩 個 栽植 爪 組 成 ，如 圖 。該 移 栽 機 構 的 驅 動 裝 置 由 兩 套 行 星 輪 系機 構 串 聯(lián) 而 成 ，回 轉 箱 相 當 于 行 星 架 ，第 一 回 轉 箱 內 有 9 個齒輪（其中 2 個 是 扇 形 齒 輪 ）和 一 套 擺 動 凸 輪 機 構 ，第 二 回 轉 箱 與 第一回轉箱中的行星輪固接，內有 5 個 齒 輪 ，由 第 二 套 行 星 輪 的 行星軸輸出運動驅動栽植爪實現取苗和栽植苗動作，該移栽軌跡較為 復 雜 ，如 圖 2 所示。 該缽苗移栽機構的結構很復雜，可靠性不高 ，它 的 設 計 制 造 成 本 相 對 也 比 較 高 ，所 以 該 缽 苗 移 栽 機 構 未 能得到實際應用。 內發(fā)展概況 我國在 90 年代后期 ,水稻缽體育秧技術有了較大的發(fā)展 ,中國 農 業(yè) 大 學 、吉 林 大 學 、江 蘇 大 學 、八 一 農 墾 大 學 等 院 校 都 開 始進行缽體育秧技術與移栽技術研究。 我國目前的有序缽苗移栽機構有較多種方式， 現介紹幾種如下： ( 2 ) 對輥式拔秧機構 由 中 國 農 業(yè) 大 學 工 學 院 研 制 的 2 采 用 對 輥 式拔 秧 機 構 ( 實現了水稻 穴 盤 育 苗 的 自動 拔 秧 。2水稻 缽 苗 行 栽 機 輸秧 拔 秧 裝 置 主 要由輸秧輥 4、壓 秧板 6、 上 拔 秧 輥 8 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 圖 間連桿移栽機構簡圖 10秧盤 圖 械手式拋秧機構 和下拔秧輥 9等組成。其工作原理是：缽盤苗通過人工放在托板上并喂入到輸秧輥 4上，拔秧輥按一定傳動比帶動輸秧 輥 4轉動，當 上 下 拔 秧 輥（ 8、 9）的 夾 秧 板 對 接 時 ，靠 夾 秧 板 外 緣 彈 性 材 料變形產生的夾緊力，將位于上下拔秧輥中間的缽苗夾持并帶動其一 起 運 動 ，最 后 使 得 缽 苗 與 缽 盤 脫 離 ；當 上 下 拔 秧 輥 轉 過 一 定 角度后夾秧扳松開，缽苗落入導苗管，完成拔秧工作。但試驗結果表 明 ，秧 苗 營 養(yǎng) 缽 濕 度 對 拔 秧 力 影 響 較 大 ，作 業(yè) 效 率 低 ，拔 秧 輥釋 放 缽 苗 后 ，缽 苗 沿 導 苗 管 滑 落 入 水 田 中 。該 缽 苗 行 栽 機 栽 植 苗方式是采用導苗管式，秧苗容易倒伏，很難控制栽植秧苗的直立度，將影響緩苗。 (2)機械手式拋秧機構 黑龍江八一農墾大學設計的 機 械 手 式 拋 秧 機 構 如 圖 。 其 工 作 原 理 為 ： 秧 鉗 的固 定 套 4與滾筒 6剛 性 聯(lián) 接 ， 隨筒 回 轉 。 滾 筒 內 是 固 定 不 動 的凸輪 5，它 的 最 大 突 變 點 離 秧 盤最 近 ， 并 對 應 于 取 秧 位 置 。 當擋鐵 8撞 擊 開 閉 凸 輪 7使 秧 鉗 閉合 夾 秧 時 ， 伸 縮 桿 3在 彈 簧 2的作 用 下 迅 速 縮 到 凸 輪 的 凹 處 ，將 秧 苗 的 缽 體 從 秧 盤 孔 中 拔 出并 離 開 盤 面 。 秧 鉗 在 隨 滾 筒 6回 轉 過 程 中 ，伸 縮 桿 3的端斜面與凸輪 5的 外 輪 廓 接 觸 并 受 其作用向外逐漸伸長。當轉過180 時，開閉凸輪 7的撞桿受擋鐵 9的撞擊，使其轉過 90 將秧鉗 撐 開 ，秧 苗 在 秧 鉗回轉慣性力及重力作用下拋向地面。秧鉗拋出秧苗后一直保持張開狀態(tài)，直至取苗位置后又開始重復上面所述的動 作。 該 機 械 手 抓 取 秧 苗 的 準 確 度 和 傷 秧 是 該 機 構 要 解 決 的 關 鍵問 題 。該 機 構 在 栽 植 苗 時 ，由 秧 鉗 通 過 回 轉 慣 性 力 和 重 力 作 用 將秧 苗 拋 向 地 面 ，是 一 種 拋 秧 移 栽 作 業(yè) 方 式 ，因 此 ，秧 苗 移 栽 的 直立度也很難保證，將影響緩苗。 (3) 在 空 間 連 桿 機 構的 基 礎 上 ，中 國 農 業(yè) 大 學研 究 開 發(fā) 了 一 種 水 稻 缽苗精準栽植機械手機構，與 撥 桿 式 夾 鉗 配 合 使用 該 機 構 與 傳 統(tǒng) 的 農 業(yè)機 械 完 全 不 同 ，它 屬 于 空間 閉 式 鏈 機 構 。圖 示 為 栽 植 機 械 手 機 構 的結 構 示 意 圖 ，該 機 構 由 可 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 圖 桿移栽機構及移栽軌跡 控變桿長 構和撥桿式夾鉗裝置兩大部分組成。而可控變桿長機構是由機架、主動件、連桿、工作桿和 擺 桿 組 成 ，并 選 取主動件桿 1 為 桿 長 變 化 桿 ，且 將 桿 1 分 解 為 凸 輪 、滾 子 從 動 件 和曲 柄 三 部 分 ，源 動 力 通 過 鏈 條 鏈 輪 傳 遞 動 力 給 與 機 架 運 動 副 連 接的 曲 柄 ，再 由 曲 柄 傳 遞 動 力 給 滾 子 從 動 件 ，使 滾 子 沿 凸 輪 表 面 做圓 周 運 動 ，來 實 現 桿 長 變 化 滾 子 從 動 件 傳 遞 動 力 給 其 它 桿 件 3、4，使其作連續(xù)運動，同時使得與桿 2 連接的工作桿 7 和夾鉗一起 運 動 ，從 而 完 成 夾 秧 、取 秧 ，移 秧 、栽 秧 等 一 系 列 動 作 。此 機構在設計過程中需要檢測桿之間的干涉問題，能保證各桿工作的連續(xù)性，該移栽機構結構太復雜，工作效率低。 (4)2007 年 ， 吉 林 省 延吉 市 光 華 機 械 廠 公 開 了 一 種水稻 缽 苗 移 栽 機 構 (如圖 這 種 移 栽 機 構 包 括 有 動 力 傳 送齒輪箱 10、移 栽 四 軒 機 構 和 移栽 穩(wěn) 定 三 連 桿 機 構 。 其 中 移 栽四 桿 機 構 是 由 上 曲 柄 7、栽植臂連桿 6、栽植臂桿 23、鎖臂搖桿 14 依 次 鉸 接 組 成 ，在 栽 植臂 桿 上 設 有 夾 秧 裝 置 ； 移 栽 穩(wěn)定三連桿機構是由下曲柄 19、穩(wěn)定連桿 18 和 上 述 的 鎖 臂 搖桿 14 依 次 鉸 接 組 成 ，移 栽 四 桿機 構 和 移 栽 穩(wěn) 定 三 連 桿 機 構 共同 完 成 取 秧 、移 秧 、栽 秧 的 運 動 軌 跡 。該 發(fā) 明 機 構 移 栽 運 行 軌 跡穩(wěn) 定 ，取 秧 栽 植 過 程 中 取 秧 爪 開 閉 準 時 準 確 ，基 于 缽 盤 育 秧 ，保證了完整的根系，不傷苗，減少了秧苗的緩蘇周期，增產效果顯著 。但 是 多 桿 機構工作配合復雜，要快速提高移栽的速度，將是一個巨大的挑戰(zhàn)。該移栽機構已有樣機在田間試驗，但是工作效率 低 ， 振 動 大 ， 單 行 移 栽 效 率 只 有 80 次 / 右 ， 機 構 的 結 構本身限制了該機構無法再提高移栽效率。 (5) 專利號 為 一種能直接栽插軟塑體缽盤秧苗的缽苗水稻插秧機，如圖 a） 所示 。該水稻缽苗插秧機的核心工作部件 五桿水稻缽苗移栽機構，如圖 b）所 示 。該 機 構 采 用 雙 曲 柄 67、 66分 別 作 正 、反 向 轉 動驅 動 ，是 一 個 雙 自 由 度 機 構 ，栽 植 臂 10往復直插式控制取秧夾 61按特定曲線軌跡進行取秧與栽插秧苗作業(yè)，栽植臂 10內有夾緊與釋 放 苗 裝 置 ，包 括 凸 輪 68、撥 叉 70、彈 簧 63和控制桿 71，控 制 桿71相對栽植臂 10作 往 復 移 動 ，控 制 取 秧 夾 61張 開 與 閉 合 。曲 柄 旋轉 一 周 ，取 秧 夾 61夾取缽苗 插 秧 一 次 ，移 栽 效 率 單 行 為 80次 / 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 圖 稻缽苗移栽軌跡要求 左 右 ，該 機 構 能 實 現 水 稻 缽 苗 有 序 移 栽 ，但 工 作 效 率 也 較 低 ，振動也大。2 研究的 目的與實現方案 通過以上分析可知，國內外雖然對水稻缽苗有序移栽技術及移栽機構已做了較多的分析與研究，并有部分樣機投入試驗或應用 。目 前 的 移 栽 方 式 分 為 二 種 ：拋 秧 方 式 和 栽 植 苗 方 式 。