精密播种机开沟器对种子触土后位移的控制及部件的研究

论文摘要

精密播种是一种先进的种植方法,是现代化农业的必经之路,也是农业增产增收和降低粮食生产成本的重要措施之一。多年来人们一直致力于精密播种机具的基础理论和整机试验研究。本文对种子触土后的弹跳滚动位移进行了深入、系统的研究,主要内容如下:首先进行了单圆盘开沟器和V形断面开沟器的种子触土后弹跳滚动位移试验研究,分别得到了种子触土后弹跳滚动位移模型,找出有利于减小种子弹跳滚动的开沟器所开沟形条件;接着进行了土壤性质对种子触土后弹跳滚动位移影响的试验研究,通过试验研究土壤粒度、土壤湿度等土壤性质及土壤在振动情况下对种子弹跳滚动位移的影响,建立种子位移与参数间的数学模型,利用控制土壤的粒度、施加振动力来控制种子触土后的弹跳滚动位移;然后建立了种子与土壤碰撞的离散元法计算模型,应用离散元软件分析种子触土过程,确定合理的分析计算参数,并进行仿真研究,揭示种子与土壤之间的作用规律;根据上述结果,研制出一种振动式开沟器,采用振动方法,借助采土槽板实现细土覆盖沟底,利用其所作用的土壤性质和所开沟形控制种子在沟内的弹跳滚动;最后应用Pro/E软件对精密播种机单体进行虚拟制造和运动仿真,提高了设计的准确性和效率。本文的研究为提高精密播种质量和丰富精密播种理论打下了一定的基础。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪 论
• 1.1 选题的目的和意义
• 1.2 国内外精密播种技术研究概况
• 1.3 国内外开沟器的研究发展概况
• 1.3.1 开沟器的主要形式
• 1.3.2 几种典型的开沟器研究状况
• 1.4 计算机仿真技术在农业工程上的应用概况
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 沟形对种子触土后弹跳滚动影响的试验研究
• 2.1 试验设备
• 2.1.1 PSJ 型排种器性能实验机、排种器及高速摄像系统
• 2.1.2 单圆盘开沟器试验部件
• 2.1.3 V 形断面开沟部件
• 2.1.4 土壤湿度测定装置
• 2.1.5 土壤坚实度测定装置
• 2.2 试验指标与测量方法
• 2.3 单圆盘开沟器试验研究
• 2.3.1 种子触土后弹跳滚动位移影响因素的正交试验分析
• 2.3.2 基于均匀设计的种子触土后弹跳滚动位移试验
• 2.3.3 小结
• 2.4 V 形断面开沟器试验研究
• 2.4.1 试验方案和结果
• 2.4.2 试验结果分析和研究
• 2.4.3 小结
• 2.5 本章小结
• 第3章 土壤性质对种子触土后弹跳滚动影响的试验研究
• 3.1 试验材料和方法
• 3.1.1 试验装置
• 3.1.2 试验因素指标测定方法
• 3.2 试验方案和结果
• 3.3 试验结果分析和研究
• 3.3.1 玉米试验结果分析和研究
• 3.3.2 大豆试验结果分析和研究
• 3.3.3 综合分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于离散元法的种子触土过程的计算机仿真分析
• 4.1 离散元的基本思想
• 4.2 种子触土过程的离散元分析边界模型建立
• 4.3 种子触土过程的仿真分析
• 4.3.1 种子模型建立
• 4.3.2 仿真选项设置及分析
• 4.3.3 仿真计算
• 4.3.4 计算机仿真结果与实物试验结果的对比
• 4.4 本章小结
• 第5章 振动开沟器的试验研究
• 5.1 试验材料和方法
• 5.1.1 试验装置设计
• 5.1.2 试验因素指标测定方法
• 5.2 试验方案和结果
• 5.3 试验结果分析和研究
• 5.3.1 玉米试验结果分析和研究
• 5.3.2 大豆试验结果分析和研究
• 5.3.3 综合分析
• 5.4 振动开沟器田间适用性分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 精密播种机单体的虚拟制造和运动仿真
• 6.1 工作过程简介
• 6.2 零件的三维设计
• 6.3 精密播种机单体的装配连接
• 6.4 运动仿真
• 6.5 运动结果的处理
• 6.5.1 机械运动性能分析
• 6.5.2 动态干涉检查
• 6.5.3 结果讨论
• 6.6 本章小结
• 第7章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的学术论文及其他成果
• 致谢
• 摘要
• Abstract