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黑龍江八一農(nóng)墾大學
畢業(yè)設計(論文)開題報告
學生姓名： 楊洋 學 號： 20054024105
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
設計(論文)題目：白菜移栽機栽植臂造型與仿真設計
指導教師： 萬 霖
2009 年 3月 19日
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
文 獻 綜 述
1、白菜移栽機研究的目的及意義
近年來由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，新技術、新工藝的出現(xiàn)，為移栽機具的發(fā)展提供了很好的發(fā)展前景，20世紀80年代以后近年來由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，移栽機具發(fā)展迅速，從不到1000臺上升到將近8000臺。東北等大型農(nóng)場多采用工廠化營養(yǎng)缽苗和機械化栽植技術，總體水平相對較高。
移栽是蔬菜生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)之一，栽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(jīng)濟效益和社會效益均非常可觀。長期以來，蔬菜生產(chǎn)一直是一項勞動密集型產(chǎn)業(yè)，勞動力成本占蔬菜生產(chǎn)成本的50％以上。目前，約有60％蔬菜是采用育苗移栽方式種植的，并且，移栽作業(yè)仍以人工為主。采用人工移栽，勞動強度大，作業(yè)效率低，難以實現(xiàn)大面積移栽，從而導致生產(chǎn)規(guī)模小，生產(chǎn)效益低下，制約了蔬菜生產(chǎn)的發(fā)展，所以實現(xiàn)移栽作業(yè)機械化已成為我國蔬菜種植迫切需要解決的問題。
大白菜是我國北方居民秋冬季節(jié)主要的蔬菜消費品種，它具有價格低廉、品質柔嫩、口感酥脆、營養(yǎng)豐富、吃法多樣、耐貯存、好運輸?shù)膬?yōu)點，非常受人們的歡迎。隨著春季耐抽薹結球白菜新品種的育成，大白菜結束了秋季種植、半年供應的局面，實現(xiàn)了周年均衡供應，而且春白菜以較高的種植效益深受菜農(nóng)的喜愛。
育苗移栽是大白菜栽培的種主要方式。采用這種方式，可以更合理地安排茬口，延長大白菜前作的收獲期，而又不延誤大白菜的生長。利用少量育苗地提前育苗，從而大大提高了土地利用率。同時，集中育苗也便于管理，可以更合理地安排勞動力，并可節(jié)約用種量。據(jù)調(diào)查，在黃河以北地區(qū)，秋冬大白菜的種植面積占秋菜種植面積的50%左右，東北地區(qū)可達60%左右。大白菜生長期較短，生產(chǎn)成本低、產(chǎn)量高，且價格低，尤其在秋冬大白菜的收獲季節(jié)，其價格是所有蔬菜中最低的。因此，它適合于城鎮(zhèn)中低收入水平的家庭和廣大農(nóng)民的要求。所以白菜生產(chǎn)的機械化與自動化也是農(nóng)業(yè)機械化與自動化的一項發(fā)展目標。
對于白菜栽植機械的研究將是白菜機械化生產(chǎn)的一個新的階段，將白菜種子進行集中和規(guī)范式的種植，通過密集化的種植方式使白菜種子迅速而且健康的生長為白菜苗，再通過對白菜苗的篩選，將健壯的，長勢優(yōu)良的白菜苗進行下地栽植，一方面避免了直接播種時產(chǎn)生的育種不良的問題，另一方面由于是選用進行篩選的白菜苗進行栽植，提高了成活率而且由于是選用健壯的白菜苗所以白菜長勢會格外的好。白菜栽植機的研究既會解決白菜播種過程時出現(xiàn)的問題而且在選擇苗體時，被篩選出的不良苗體也可當小白菜食用，這樣就又增加了白菜生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟效益。所以白菜栽植機的研究就有了其長遠的實際效益。
2、國內(nèi)外對于白菜栽植機的研究現(xiàn)狀
白菜的種植一般都采用的是直播種植，首先通過選用優(yōu)良的品種進行育種，育種后在適宜的播種期進行播種，然后通過合理的田間管理和肥水管理使白菜進行健康的生長，期間要進行菜田覆蓋和病蟲害的防治。
國內(nèi)的缽苗移栽機種類較多，有鉗夾式、導苗管式、吊藍式及帶夾圓盤式等多種。采用栽植器形式不同，適合栽植作物也不同。
(1)鉗夾式缽苗移栽機多采用鏈條鉗夾式，這種移栽機最大的優(yōu)點是移栽平穩(wěn)，種苗直立度較高，工作效率在較低速的情況下，可以保證不漏苗；在高速的情況下，由于是人工喂苗，工作效率大大下降，漏苗、缺苗率大大增加。這種移栽機的應用較少，有被淘汰的趨勢?！ ?
(2)導苗管式缽苗移栽機是一種新型的缽苗移栽機械。這種移栽機的特點是：有一個水平喂苗盤和一個垂直或傾斜的將缽苗送入開溝器的導苗管。根據(jù)缽苗進入苗溝的形式不同又分為推落苗式、指帶式和直落苗式三種?！ ?
(3)吊藍式缽苗移栽機是一種適合缽體尺寸較大的缽苗移栽機械，最適宜地膜覆蓋后的打孔移栽作業(yè)。此類機型最大的優(yōu)點是缽苗在移栽過程中不受任何沖擊，特別適合于根系不很發(fā)達而且易破的缽苗移栽，整地較為復雜，喂苗速度不能過高，否則漏栽率將增加，生產(chǎn)率較低?！ ?
???? 國內(nèi)的主要研究單位及主要機型有：中國農(nóng)業(yè)大學研制的2ZDF型導苗管式移栽機；黑龍江農(nóng)墾科學院的2Z-2型玉米缽苗移栽機；山東泰安的2ZM-2型和2ZM—ZAI型棉花移栽機；四川省研制的2ZYS-4型油菜移栽機等?；趪鴥?nèi)外的關于移栽機械的研究狀況，并根據(jù)本次畢業(yè)設計的要求，由于水稻插秧機工作形式與本次設計的目的相似，故將以水稻插秧機為原型進行白菜移栽機的研究與設計。
參考文獻
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畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）
1、 白菜移栽機栽植臂的設計
栽植臂的設計，難點在于由于白菜苗含水量大且韌性差，所以在移栽時容易傷苗，在設計過程中要使白菜苗得到很好的保護。同時要有最佳的速度與運動軌跡，保證分插機構的準確性和可靠性。既要保證準確的株距，還要保證白菜苗的直立度。在移栽過程中要保證較低的漏栽率和重栽率。
本設計的栽植臂對比水稻插秧機分插機構的特點進行設計。采用曲柄搖桿式分插機構。
2、 研究方法
由于沒有實際的白菜移栽機械進行實際測試與比照，本次設計以水稻插秧機為原型進行設計，由于其工作原理以及運動方式相似所以通過比對以及試驗來進行對白菜移栽機的研究設計。一方面通過對水稻插秧機的不斷優(yōu)化來滿足白菜移栽機的要求，另一方面利用實驗數(shù)據(jù)，以三位軟件為媒介對白菜移栽機的工作過程進行模擬，最終獲得理想的設計方案。
3、 研究中遇到的問題
栽植臂運動過程中需要整合速度和運動軌跡，對于數(shù)據(jù)采集要求嚴格，并能應用三位軟件對實際運動效果進行模擬，需要大量時間反復試驗。
曲柄搖桿式分插機構動力學分析較之一般曲柄搖桿機構更為復雜，它的栽植臂內(nèi)含推秧裝置，在推秧過程中其隨栽植臂運動同時又相對栽植臂轉動，在推秧結束時，碰撞緩沖墊。碰撞瞬時，給栽植臂的作用力傳遞到曲柄轉動中心和搖桿軸，使它們產(chǎn)生一個作用力峰值，是不可忽略的，因而不能作為一般的曲柄搖桿機構進行動力學分析。
平衡力產(chǎn)生的力偶矩在一個周期內(nèi)時而為正，時而為負，而平衡力是依據(jù)鏈條伸出的兩個方向確定的，它沒有正負之分。因而不能用矩陣方法求解動力學方程組。用矩陣求動力學方程，勢必在平衡力矩為負時，求得鏈條力為負值，這與實際不符。
由于其橡膠密封圈作用產(chǎn)生較大鉸鏈點摩擦力矩，忽略它們產(chǎn)生誤差，在方程中引入摩擦力矩，則使線性方程組轉為非線性，再則有的摩擦力矩的方向在周期內(nèi)發(fā)生變化，以上問題需在計算時作數(shù)學和程序編制方面的處理。
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
指導教師意見：
1．對“文獻綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：
指導教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
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