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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:针对传统免耕播种机在作业时需对秸秆及残茬进行剪切或移除,从而存在对切割部件性能要求高、功耗大、扬尘以及秸秆缠绕堵塞等问题,研究一种滚筒穴式免耕播种成穴机构,实现在不对地表覆盖物进行任何专门处理的情况下穿透成穴.核心机构由鸭嘴滚轮排种装置和由其鸭嘴驱动的被动式滚筒组成,二者处于内相切关系.转动的滚筒将秸秆碾压成一薄层,鸭嘴从滚筒内伸出并穿透这一秸秆薄层后进行成穴并投放种子.基于运动学分析,建立鸭嘴驱动角φ、鸭嘴助力角α、鸭嘴滚轮排种装置的角速度ω0、滚筒角速度ω1之间的数学模型.对于100 mm整数倍株距的播种情况,运用Matlab(Matrix laboratory)图像处理模块对方程进行分析,以结构及工作要求为约束条件,以滚筒转速波动平缓为主要衡量指标,结构紧凑为辅助衡量指标,优化得出鸭嘴滚轮排种装置半径为200 mm,滚筒半径为400 mm,鸭嘴助力角α为23°,初始驱动角φ为31°,进一步的几何分析计算得出滚筒上设置的驱动孔个数为23个,尺寸为84 mm×32 mm.运用CATIA进行数字样机运动仿真,分析滚筒在鸭嘴驱动下实际情况和角速度的变化规律,验证了理论分析.样机试验表明被动滚筒式免耕播种成穴机构满足设计要求,工作过程简单可靠,为免耕播种提供了一种有效的技术手段....
[专利] 实用新型 CN201620083334.4
东北农业大学 2016-08-17
摘要:滚筒式免耕播种伸缩针成穴机构属于农业播种机械;由滚筒、凸轮、打穴机构和排种机构四个部分组成。种子放置在排种机构中,排种机构处于滚筒内部的中心位置,滚筒的内部设有一个固定凸轮,此凸轮具有特殊的轮廓曲线,能够满足当打穴播种机构运动到最低点时,通过凸轮的挤压,机构进行打穴播种作业。当转过最低点时,可利用所设置的回位弹簧使其快速回收,达到“快入快出”的效果,避免了传统的滚轮鸭嘴式穴播器作业时拖带秸秆残茬的缺点,更加适用于保护耕作中。滚筒为整体机构提供一定的刚性,对秸秆残茬起到碾压的作用且具有良好的通过性,成本低,符合节约型社会对新产品的要求。
[专利] 实用新型 CN201620102937.4
东北农业大学 2016-08-17
摘要:碾压储能遥控式停车位占位器属于车辆占位机械;由挡板转动机构、中央机械控制机构和底座框架三个部分组成,当汽车行驶到自己的车位前,操控遥控器使中央机械控制机构中的电机带动凸轮转动,打开前锁,挡板靠自身重力下落,压在底座框架机构中的储能弹簧上。这时汽车轮胎碾压挡板,挡板压缩储能弹簧,同时挡板被后锁锁住,此时占位器处于储能状态。当汽车驶出车位后,用户也只需操控遥控器,控制中央机械控制机构中的电机带动凸轮转动,前锁,后锁打开,挡板被储能弹簧弹起后,前锁受到前弹簧弹力回位,挡板被前锁锁在一定高度,此时占位器处于占位状态。
[专利] 实用新型 CN201620061938.9
东北农业大学 2016-08-17
摘要:本实用新型涉及滚筒式免耕播种偏心轮成穴机构,属于农业播种机械;由机架、种箱、滚筒、快速变换株距式播种器、护种板式挡口和传动系统部分组成。拖拉机牵引滚筒式免耕播种机前进,地轮通过链传动将动力传递滚筒传动轴,滚筒传动轴通过链传动将动力传递给快速变换株距式播种器。该播种器与滚筒处于偏心内相切位置关系。滚筒的转动依靠地面摩擦力,嘴式穴播器在滚筒内部随滚筒向前滚动,放置在种箱中的种子经输种管被运送到快速变换株距式播种器中的种子盒中。护种板式挡口将设置在滚筒上与鸭嘴式穴播器相适应的长孔封闭,仅留下端5个长孔为开放状态,当鸭嘴转动到特定位置时会穿过滚筒上所设置的长孔透过秸秆进入土壤中,完成打穴播种过程。
[专利] 发明专利 CN201610053204.0
东北农业大学 2016-05-04
摘要:滚筒式免耕播种伸缩针成穴机构属于农业播种机械;由滚筒、凸轮、打穴机构和排种机构四个部分组成。种子放置在排种机构中,排种机构处于滚筒内部的中心位置,滚筒的内部设有一个固定凸轮,此凸轮具有特殊的轮廓曲线,能够满足当打穴播种机构运动到最低点时,通过凸轮的挤压,机构进行打穴播种作业。当转过最低点时,可利用所设置的回位弹簧使其快速回收,达到“快入快出”的效果,避免了传统的滚轮鸭嘴式穴播器作业时拖带秸秆残茬的缺点,更加适用于保护耕作中。滚筒为整体机构提供一定的刚性,对秸秆残茬起到碾压的作用且具有良好的通过性,成本低,符合节约型社会对新产品的要求。
[专利] 发明专利 CN201610047897.2
东北农业大学 2016-04-20
摘要:滚筒式免耕播种偏心轮成穴机构属于农业播种机械;由机架、种箱、滚筒、快速变换株距式播种器、护种板式挡口和传动系统部分组成。拖拉机牵引滚筒式免耕播种机前进,地轮通过链传动将动力传递滚筒传动轴,滚筒传动轴通过链传动将动力传递给快速变换株距式播种器。该播种器与滚筒处于偏心内相切位置关系。滚筒的转动依靠地面摩擦力,嘴式穴播器在滚筒内部随滚筒向前滚动,放置在种箱中的种子经输种管被运送到快速变换株距式播种器中的种子盒中。护种板式挡口将设置在滚筒上与鸭嘴式穴播器相适应的长孔封闭,仅留下端5个长孔为开放状态,当鸭嘴转动到特定位置时会穿过滚筒上所设置的长孔透过秸秆进入土壤中,完成打穴播种过程。
[专利] 发明专利 CN201610071555.4
东北农业大学 2016-05-04
摘要:碾压储能遥控式停车位占位器属于车辆占位机械;由挡板转动机构、中央机械控制机构和底座框架三个部分组成,当汽车行驶到自己的车位前,操控遥控器使中央机械控制机构中的电机带动凸轮转动,打开前锁,挡板靠自身重力下落,压在底座框架机构中的储能弹簧上。这时汽车轮胎碾压挡板,挡板压缩储能弹簧,同时挡板被后锁锁住,此时占位器处于储能状态。当汽车驶出车位后,用户也只需操控遥控器,控制中央机械控制机构中的电机带动凸轮转动,前锁,后锁打开,挡板被储能弹簧弹起后,前锁受到前弹簧弹力回位,挡板被前锁锁在一定高度,此时占位器处于占位状态。
[硕士论文] 闻浩楠
农业工程;农业机械化工程 东北农业大学 2016(学位年度)
摘要:随着保护性耕作的广泛应用,免耕播种机的种类也随之增加。目前具有的免耕播种机主要有两种工作方式,一种是将地里的秸秆残茬进行“剪切”,即利用圆盘切刀切断地表的秸秆残茬和杂草,从而进行入土开沟。另一种是将地里的秸秆残茬进行“移除”,即利用清秸覆秸装置将播种带内的根茬切断、清除,连同秸秆等一起抛掷机具前进方向的左侧,清理出干净的播种带后,进行开沟和播种作业。以上这两种工作方式存在对秸秆扰动大、工作能耗高、污染环境等缺点。
  针对这一情况,结合国家公益性行业(农业)科研专项(201303011),遵循理论分析与软件虚拟技术相接合的原则,研究从确定合理的滚筒式免耕播种成穴机构外观设计入手,通过理论分析确定主要结构参数。并对成穴机构进行运动学分析,运用Matlab软件分析鸭嘴式滚轮机构角速度ω、夹角ψ、鸭嘴助力角α对滚筒角速度ω1的影响,分析得出当鸭嘴助力角α=28°时,滚筒角速度ω1变化平缓。根据求得的鸭嘴助力角α=28°,计算得出滚筒上设置的矩形长孔的角间距18°,长孔个数为20个。利用以上得出的数据,运用CATIA对成穴机构进行运动仿真,得出当机具行进速度为1m/s即鸭嘴式滚轮机构角速度为1.67π rad/s时,机具工作平稳。最后绘制工程图纸,进行样机加工,通过试验再次验证成穴机构的工作性能和设计方案的可行性。
  课题主要工作如下:
  (1)成穴机构的方案选择:通过研究对比三种免耕播种成穴机构方案,最终确定一种新型滚筒式免耕播种成穴机构,主要是以成穴入土播种的工作方式穿透秸秆完成播种过程,该方案不仅对秸秆残茬扰动较小,并且能耗较低。
  (2)关键部件设计:通过理论分析与几何图形求解对鸭嘴式滚轮机构、滚筒等关键部件进行设计,确定了主要结构参数:穴播器半径为200mm、鸭嘴为12个、鸭嘴长度为70mm、鸭嘴助力角α=28°;滚筒半径为400mm、圆周径向均匀分布20个70×40mm矩形孔等。
  (3)成穴机构运动机理分析:对成穴机构进行运动学分析,得到滚筒角速度ω1与鸭嘴与滚筒接触位置和竖直方向夹角ψ的方程。运用Matlab软件对滚筒角速度∞1与鸭嘴式滚轮机构角速度∞、夹角ψ、鸭嘴助力角α之间的关系。
  (4)仿真分析:运用CATIA运动仿真对成穴机构进行运动仿真分析,求得鸭嘴在拨动滚筒转动的过程中,鸭嘴拨动滚筒转动的规律和滚筒角速度的变化规律。
  (5)样机试制与试验:应用CATIA工程制图工作台,进行样机工程图纸的绘制。加工装配试验样机,从而进行田间作业,验证样机的通过性和成穴效果。
  研究结果表明通过使用拖拉机牵引滚筒式免耕播种成穴机构试验装置,在保护性耕作地中进行免耕播种试验成穴效果良好。滚筒式免耕播种成穴机构试验装置这一创新型研究成果能够在具有秸秆残茬的田间工作,本研究为免耕播种机的进一步研究提供技术支撑。
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