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玉米植质钵育移栽机秧箱机构的设计与试验研究（硕士学位论文），共49页。
第一章 绪论
1.1 研究的目的和意义
玉米是国际四大粮食作物之一，也是我国主要的粮食作物。据统计局消息，2011 年我国玉米种植面积达到 3,320 万公顷，比上年的 3,250 万公顷扩大约 70 万公顷，增幅 2.2%；2012 年全国玉米播种面积达3,494.9 万公顷，比 2011 年增幅 4.2%；单产水平比 2011 年增加 133 千克/公顷；玉米总产达 20,812 万吨,比 2011 年增产 1,534 万吨,增长幅度达8.0%[1]；近年来玉米种植收益保持良好水平，农民对玉米的种植意愿强，国内玉米市场长期处于供给和需求双向紧张的状况；此外随全球气候变暖，适合玉米生长的第四积温带面积扩大[2]， 2012/2013 年度全国玉米种植面积为 3460 万公顷，比上一年度增加 105.8 万公顷[3]。 玉米生产的主要模式有传统的田间直播和钵苗移栽两种方式，其中钵苗移栽技术因秧苗带有营养钵，移栽时不伤根，无缓苗期，且钵苗移栽技术可以提早播种，突破地区性无霜期短、积温不足等气候局限，延长作物有效生育期，利于选种晚熟高产品种[4]并获得稳产。目前钵苗移栽技术的综合经济效益并不显著，主要原因是玉米移栽机械化程度低，给应用、推广造成困难[5]。近年来国内研制使用的玉米移栽机械仍处于起步阶段，以半自动为主，依靠人工供苗，机械栽植，作业效率低，移栽质量不稳定；国外一些发达国家移栽机型已比较成熟，基本能够达到移栽要求，供苗机构自动化程度高，如工业高度发达的日本，大多采用全自动移栽机，性能稳定，专用性强，充分发挥了钵苗机械化栽培技术高产、优质的优势。但是由于结构复杂、造价高、不同地理环境兼容性差等原因国外大多数全自动机型无法在国内使用[6]。
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【摘要】 玉米育苗移栽技术是提高玉米单产水平和品质的主要技术措施之一，目前国内玉米移栽生产机械化程度低、移栽机多为半自动、作业速度受限于人工取苗和喂苗速度、移栽质量不稳定，直接限制了这项技术的推广和应用；国外大多数全自动移栽机由于结构复杂，造价过高，以及国内外地理条件差异等因素影响导致无法应用。针对以上问题，本课题组以玉米钵育移栽技术为依托，以高速水稻插秧机工作特点为基础，研制了一种基于植质钵育技术的全自动玉米植质钵育苗移栽机。本文通过分析国外移栽机的发展趋势，总结国内半自动移栽机供苗方式的不足，结合高速水稻插秧机进给机构特点，设计了一种适用于玉米植质钵育苗移栽机的全自动供苗机构。该机构能实现自动补苗、连续进给的全自动过程，其结构简单，工作稳定可靠，弥补了国内半自动移栽机无法摆脱人工送苗的缺陷。本文主要研究内容和结论如下：（１）供苗机构的设计与研究根据玉米植质钵苗物理性状结合玉米育苗农艺要求，运用机构运动学原理对现有的多种横向、纵向移箱机构进行分析，设计了一种满足玉米植质钵苗物理特性与喂入量的全自动供苗机构。该机构主要功能包括螺旋轴滑块式横向供苗，拨叉棘轮式纵向补苗。建立该供苗机构数学模型，对其结构参数及运动机理进行深入分析与总结。（２）机构合理性检验利用Solid Edge、CAD等软件对供苗机构各零部件建模，在三维环境下对虚拟样机进行运动仿真分析，总结机构运动特点，校核理论参数，验证机构合理性。（３）试验分析建立样机试验台，以玉米钵苗直立度（倒伏率）为目标值，秧箱水平夹角、投苗垂直倾角、机车前进速度为影响因素，设计了供苗机构的二次回归正交旋转组合试验方案。利用SPSS软件分析了玉米植质钵育移栽机供苗机构主要参数对综合土壤条件下玉米植质钵苗直立度的影响规律，建立供苗机构主要参数与评价指标间的数学模型，分析因素交互作用计算各因素影响贡献度，并利用MATLAB对该模型进行优化求解最优值。得到了各因素影响贡献度为：投苗垂直倾角﹥机车前进速度﹥秧箱水平夹角，确保植质钵苗较高直立度的最佳组合参数：秧箱水平夹角22.5°，投苗垂直倾角13.14°，机车前进速度0.57m/s，最后经过试验验证与理论分析结果间的误差不超过10%，在允许范围内。
【关键词】 玉米植质钵育； 供苗机构； 设计； 运动仿真； 试验研究；

目录
摘要 I
ABSTRACT II
第一章 绪论1
11 研究的目的和意义 1
12 国内外发展概况 1
121 国外全自动移栽机发展趋势1
122 国内半自动移栽机供苗方式及缺点3
13 玉米钵育苗供苗机构需要解决的问题 4
14 本文研究内容及技术路线 4
141 课题研究内容4
142 主要方法5
143 关键问题5
144 技术路线6
15 本章小结 7
第二章 供苗机构的设计及其工作原理分析8
21 玉米植质钵盘的物理性状 8
22 玉米植质钵育移栽机供苗机构核心功能及设计要求分析9
221 横向供苗的分析 9
222 纵向间歇供苗的分析 10
23 供苗机构设计方案分析 11
231 螺旋轴式横向供苗机构机构设计与分析11
232 螺旋轴的分析与设计11
233 棘轮式纵向供苗机构机构设计与分析14
24 本章小结 16
第三章 玉米植质钵育移栽机供苗机构试验台的建立11
31 试验台的传动布局 11
32 试验台工作原理简介 11
33 SOLID EDGE ST4 三维建模及分析12
331 虚拟样机零件建模12
332 虚拟试验台的分析检验20
34 本章小结 21
第四章 样机试验与数据处理22
41 试验设计 22
411 虚拟样机零件建模22
412 虚拟样机零件建模23
42 试验结果与数据处理 25
43 MATLAB 参数优化31
44 本章小结 32
第五章 试验验证33
51 各因素对直立度影响程度的验证 33
52 最佳参数组合试验验证直立度 34
53 本章小结 35
第六章 结论与展望30
61 创新点 36
62 结论 30
63 展望 31
参考文献32
致 谢49
作者简历41
个人情况41
教育背景41
在研期间参与的课题与发表的论文41