试析高速水稻插秧机分插机构试验台的研究变量深施肥机的研制

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1、浙江大学博士后学位论文高速水稻插秧机分插机构试验台的研究变量深施肥机的研制姓名：马旭申请学位级别：博士后专业：农业机械化工程指导教师：赵匀20010801———!堕查兰堡主星翌塞塑堂摘要研究适应不同形式高速水稻插秧机分插机构试验台，并在实验台上检测分插机构的秧爪运动轨迹和姿态，为我国水稻插秧机分插机构的研制提供快速的试验研究手段，将有利地促进我国水稻种植机娥化的发展。研制手控变量深施肥机是精确农业技术的重要组成部分。可实现机具在每一操作单元上因土壤、因作物实施按需施肥，因而大大地提高了肥料利用率并减少多余肥料对环境的不良影响，有明显的经济、社

2、会和生态效益，是世界农业发展的方向。本文结合国家自然科学基金、中国博士后科学基金和国家“九五”重中之重科技攻关招标等资助项目，进行高速分插机构试验台和变量深藏肥机的研究。其研究内容对国民经济的发展和我国农业现代化水平的提高具有重要的意义。本文的主要研究工作概括如下：l、高速水稻插秧机分插机构试验台的研究1)首次设计出能实现不同形式高速分插机构的试验台。在系统分析国内外高速分插机构研究现状、设计理论和研究方法的基础上，分析了4种具有应用前景的高速分插机构(差速式、椭圆齿轮行星式、正齿行星轮式、偏心链轮式)的秧爪运动轨迹及差异，确定了高速分插机构

3、试验台的总体方案、结构参数。2)进行了高速分插机构试验台关键部件的研究。设计出一种结构简单、调节方便的传动系统，阻力超载后能自动分离的安全离合器，优选出移箱器及送秧机构；并采用MDT工程设计软件进行了移箱器及一种高速分插机构的建模与部件设计。3)提出了高速水稻插秧机分插机构运动轨迹与姿态检测系统。介绍了采用图像处理技术实现检测的硬件要求、检测步骤及方法，并采用此系统进行了精密排种器性能检测的应用研究。2、变量深施肥机的研制1)制定了变量深施肥机的总体方案。在深入分析影响施肥量的主要因素的基础上，通过试验研究，确定了以步进电机为执行机构的交量施

4、肥机控制方案，由步进电机驱动排肥器，通过控制步进电机的转速，完成对施肥量的控制。2)建立了外槽轮排肥器施肥量的数学模型。通过变量施肥机构标定实验，建立了施肥量、机具前进速度和排肥器转速间的数学模型。为手控变量施肥技术提供了重要的依据。3)开发了单片机系统作为变量深施肥机的控制器。用BCD码拨盘输入施肥量，用角度一数字编码器监控机具前进速度，使施肥量根据机速变化自动调节。在设计中保留了与全自动智能控制接口，以便后续工作的展开。4)设计了新颖的钝角凿型分层深旌肥开沟器。一个开沟器可实现肥料在深、浅两个土层中施肥，能充分发挥肥效。浙江大学博士后研究

5、报告5)在国内首创手控变量深施肥机。结合在我国分步实施精确农业的设想，研制的机具既考虑了当前生产需要，又考虑了将来与3S技术接口。机具可与精密播种配套作业，田间测试和生产考核试验表明，本文研究2s卜_2型变量深施肥机工作稳定、控制精度满足使用要求、性能优良。6)分析了今后用于精确农业技术的全球定位系统(GPS)和建立地理信息系统(GIS)的应用软件。以吉林省德惠市中科院长春地理所试验田测土分析为基础，建立了初级的GIS。为实现精确农业及其自动变量施肥研究奠定技术基础。关键词；高速水稻插秧机分插机构试验台图像处理技术检测秧爪轨迹和姿态精确农业变

6、量施肥全球定位系统地理信息系统瓤一一一塑坚奎兰堡主星塑塞塑宣AbstractThispaperstudiesthetestbedthatsuitfordifferentkindsofTransplantingMechanismsinhighefficientRiceTransplanter(TMRT)．Thetraceandthegestureofseedling-clawsonthemovingtransplantingmechanismCanbemeasuredonthetestbed．Thisstudyisofferingafastex

7、perimentmeansforthedevelopmentofTMRT,whichwillhastenthedevelopmentofthericeplantingmechanizationinourcountry．Thestudyonthemanual-controlledVariableRatedeepFertilizerDistributorr、rI强D)iSoneofimportantbranchesinprecisionagriculture，whichcanrealizetheVRFDaccordingtotheconditio

8、nofthesoilandcrop．ItwillgreatlyerdaanCetheutilizationratioofthefertilizerandelimin