烟苗移栽机栽植器的设计与仿真

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1、Ｓ２２３９９：１０３６４：．单位代码分类号：：１２７２０５６２密级学号会傲居也义ｆ学位论文烟苗移裁机栽植器的设计与仿真ＤｅｓｉｇｎａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＴｒａｎｓｐｌａｎｔ：ｅｒｏｆＴｏｂａｃｃｏＴｒａｎｓｌａｎｔｉｎＭａｃｈｉｎｅｐｇ研巧生；徐新宿指导教师；伍德林副教授合作指导教师；申请学位口类级另Ｕ：工学硕ｄｒ专业名称ｉ云：机械甫ｊ造及自力化研究方向：专用机械设计’所在学院：工学院答辩委员会主席／＇

2、：／（［２０１５年６月独创性声明本人声明所呈的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽农业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名、痴；省啼签字日期：Ｘ）／全年《月学位论文版权使用授权书Ｉ本学位论文作者完全了解安徽农业大学有关保留、使用学位文的规定，有权保留并向国家有

3、关部口或机构送交论文的复印件和电子文件，允许论文被畜阅和借阅。人业大学可レッ将学位论本授权安徽农全部分内容编入有关数据库进行检索，收录到《中国学位论文的部或、、汇文全文据》，可用影印印或复手段数库采缩扫描等制保存编，社会息（论学位论文公众信服务。位在密后适向提供保密的学文解本授权书）。用：蘇病签；一学位论文作者签名指导教名师勺。Ｔ签日：年曰签日；字（字７〇月Ｉ日期月期牌知＾：学位论文者业后作毕去向工：电：作单位话：：通信地址邮编摘要我国烟苗培育方式主要为漂浮育苗的培育方式，通过在育苗盘

4、里面填充基质，然后将烟叶的种子播在育苗盘里，将育苗盘放置在温室内的营养液里，烟苗从营养液内汲取养分生长，待烟苗生长到合适的时候再将烟苗移入大田中。但是人工移栽烟苗劳动强度大、耗费工时多，并且栽植株距、深度很难保持均匀，移栽质量得不到保障，人均作业效率约为0.3亩/天，当采用机械化移栽时，人均工作效率可以提高到12亩/天。截至目前，我国实现机械化烟苗移栽的覆盖率小，主要原因在于我国现有的移栽机不能适应烟苗的农艺要求，栽植效果不满意，因此我国亟需设计一款针对烟苗移栽的栽植器来替代人工移栽。本文设计的栽植器为鸭嘴式栽植器，针对漂浮育苗的特点，抽样调

5、查烟苗的物理性质：烟苗基质底部到烟苗顶端的高度、烟苗的重量和烟苗在自然状态下烟叶散开的直径，并计算得到平均值分别为15.6cm、15.3g、9.7cm；调研烟苗移栽的农艺要求。初步确定栽植器的结构，选取对栽植器作业效果影响较大的零件进行详细设计，如鸭嘴、丫板、凸轮、连接器。通过对鸭嘴进行有限元分析得到鸭嘴所受最大应力为79.4MPa，最大应变为0.48，最小使用寿命为1×10，验证了鸭嘴的强度和使用寿命满足实际工作的需要。考虑到鸭嘴式栽植器的作业特点：鸭嘴式栽植器属于半自动移栽机，需要人工喂苗，现有的喂苗装置为投苗转盘，为了避免产生漏苗现象需

6、要工作人员集中注意力来喂苗。针对这种情况，设计了新型的具有防漏苗功能的投苗转盘。主要是在投苗盘上设置正常投苗杯和备用投苗杯，通过红外线检测正常投苗杯内是否存在烟苗，当没有烟苗时通过单片机控制投苗转盘转动的方式，切换到备用投苗杯，并由蜂鸣器发出报警声提醒工作人员及时补充正常投苗杯内的烟苗，从而起到防止漏苗的作用。建立鸭嘴式栽植器的简化模型，得到鸭嘴的位移方程，通过对位移方程求导得到鸭嘴的速度方程，根据零速投苗原理分析鸭嘴水平方向速度的变化状况，并引入特征参数，分析不同特征参数下的运动轨迹得出只有当1的时候才可以实现零速投苗。在1时的轨

7、迹上分析不同位置投苗时候的状况，得到在OB段投苗时可以得到最佳的直立效果。通过选取不同运动参数进行正交实验，得到栽植器的结构尺寸，建立栽植器的三维模型并导入Adams进行运动学仿真，通过仿真分析得到鸭嘴在水平方向上的位移和速度变化曲线，得到移栽机最佳前进速度为0.4m/s，此时鸭嘴在水平方向上每个运动周期存在两个个零速点，并且在零速点的附近鸭嘴在水平方向上的位移基本不变，保证了烟苗在投入苗穴内的时候水平方向上的速度为零，符合零速投苗原理。I通过试制样机，在皖南烟区选取含水率为20%的粘质土壤和含水率为15%的粘性土壤两种典型的土壤进行试验，得

8、到栽植器在含水率较低的粘土上的作业效果更好，株距合格率为97%以上，，立苗率在96%左右，漏苗率小于3%。而在含水率较高的粘质土壤上的作业效果稍差，但是也能符合烟苗