開題報告-單筒滾動式播種機及其播種精度監(jiān)控裝置設(shè)計.doc
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畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 題目名稱:單筒滾動式播種機及其播種精度監(jiān)控裝置設(shè)計 學(xué) 院: 機械工程學(xué)院 專業(yè)年級: 機械設(shè)計制造及其自動化08級 二O一二 年 三 月 二十二 日 單筒滾動式播種機及其播種精度監(jiān)控裝置設(shè)計 一.本課題的項目背景及研究意義 1.項目背景 我國玉米主要種植地區(qū)在黑龍江、吉林、遼寧、北京、河北、山東、河南、內(nèi)蒙古、西北等地。播種機是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中關(guān)鍵作業(yè)環(huán)節(jié),必須在較短的播種農(nóng)時內(nèi),根據(jù)農(nóng)業(yè)技術(shù)要求,將種子播到田地里去,使作物獲得良好的發(fā)育生長條件。播種質(zhì)量的好壞,將直接影響到作物的出苗、苗全和苗壯,因而對產(chǎn)量的影響也很大。傳統(tǒng)的播種方式有:(1)點播 人工開穴、人工撒種、人工覆土,最傳統(tǒng)的播種方式,優(yōu)點:用種量少、隨機性強,缺點:效率低、勞動強度大、播種質(zhì)量不易控制,主要用于麥田套種、山地或丘陵地播種;(2)條播 用人力或畜力開溝、人工撒種、人工覆土,比較傳統(tǒng)的播種方式,優(yōu)點:用種量少、行距和播種深度容易控制,缺點:效率不高、勞動強度大,主要用于比較平整地塊,多集中于經(jīng)濟不太發(fā)達地區(qū);(3)機播 用專門播種機械一次完成播種任務(wù),優(yōu)點:行距和播種深度容易控制、效率高,缺點:易出現(xiàn)漏播現(xiàn)象,造成缺苗、斷壟,主要用于大面積平整土地,多集中于經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。 2.研究意義 由于年年播種,尤其是科研上就得考慮播種器這個實際的問題,所以播種器就在不斷地創(chuàng)新著與發(fā)展著,那么現(xiàn)在就總結(jié)一下玉米播種器的發(fā)展段。 第一個階段:主要是鎬了,用鎬刨然后由工人將種子點播在刨出的坑內(nèi),再覆上土就OK了,相信很多人都這么種過!用鎬的優(yōu)點是能保證種子直接接觸到濕土,有利于種子快速萌發(fā)。缺點是密度上不去,聽說先鋒最大的密度都在15公分以內(nèi),那再小的鎬也得哭了,心有余而力不足啊!再有揮舞一天大鎬的人就是生有銅肩鐵臂,一天下來也會體力不支的!所以用鎬缺點多,效率低! 第二階段:由于生產(chǎn)及育種思想的變化而導(dǎo)致增加玉米的播種密度的變化,所以產(chǎn)生了一些設(shè)計較新的播種器,主要是解決鎬所不能解決的密度的問題,這一時期的代表有現(xiàn)在生產(chǎn)出售的玉米點播器及專家們設(shè)計的具有類似的功能的點播器,這類工具都是利用一個暫貯種子的部位,一個通暢的管道,一個能伸入土中的設(shè)計,在條件具備后種子落入土中。 傳統(tǒng)的玉米種植法是采用一穴多粒的方式,在一個穴里播種三到四粒種子,根據(jù)種子的出苗情況再通過間苗(把多余的除掉),僅留一株。這是因為傳統(tǒng)的玉米種子出苗率得不到保障,為了保證玉米能出齊苗,農(nóng)民不得不采取每穴多粒的方式播種,但這種方式不僅浪費種子而且也浪費了農(nóng)民們寶貴的錢財。而玉米單粒種植法是指玉米種子一穴一粒,其出苗率達到95%以上,可滿足芽率、芽勢、純度三個方面的指標(biāo)要求。單粒機播技術(shù)的優(yōu)點一是簡化節(jié)本。玉米單粒機播技術(shù)基本上可以實現(xiàn)“一穴播一粒、一粒出一苗”,出苗后不再像常規(guī)條播那樣需要進行間苗、定苗等田間作業(yè),簡化了玉米的田間管理技術(shù),節(jié)省勞力、降低成本。據(jù)測算,單粒機播每畝可節(jié)省間苗和定苗用工費10元左右。在規(guī)?;N植條件下,單粒機播技術(shù)的簡化節(jié)本優(yōu)勢會更加突出。二是節(jié)省種子。通過采取單粒機播方式,種子用量會大幅度降低。傳統(tǒng)機械條播方式一般每畝用種量2.5~3公斤,改單粒機播后每畝用種量可降低到1.5公斤左右,每畝可節(jié)省用種1~1.5公斤,節(jié)省40%~50%,進而也降低了種子的成本投入。三是出苗均勻整齊。玉米單粒播種機可以按照留苗密度需要確定行距和株距。由于落粒均勻一致,保證了植株之間距離均勻一致。加上用于單粒機播的種子經(jīng)過精選和分級,種子粒度整齊一致。因此,單粒機播的地塊出苗整齊、分布均勻,保證了“苗全、苗齊、苗勻、苗壯”,為實現(xiàn)玉米高產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。由于單粒機播技術(shù)在諸多方面的優(yōu)點,該技術(shù)目前正在迅速被廣大農(nóng)民所接受,今后也必將成為我國玉米主產(chǎn)區(qū)的一項主導(dǎo)技術(shù)。 玉米單粒播種將是玉米生產(chǎn)的發(fā)展方向,這將給我國傳統(tǒng)的玉米播種方式帶來一次革命。 二.國內(nèi)外發(fā)展概況 1.國內(nèi)發(fā)展概況 隨著黨中央大力發(fā)展農(nóng)業(yè),提高農(nóng)業(yè)水平,增加農(nóng)民收入等一系列相關(guān)政策的頒布和實施,國內(nèi)對于播種機和播種均勻性的研究也有了飛速發(fā)展。吉林大學(xué)南嶺校區(qū)研究所開發(fā)的2BDY-6型種子著地后產(chǎn)生的彈跳滾動等關(guān)鍵技術(shù),在告訴精播大豆的粒距分布均勻性的表現(xiàn)上效果明顯。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院提出并研究的種子動態(tài)圖像匹配與拼接技術(shù),是國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域信息化水平較高的一種解決方法,解決了基于機器視覺在多排種體動態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究中,播種后種子動態(tài)圖像的匹配與拼接精度的難題。系統(tǒng)從實時性要求出發(fā),在運用模式識別技術(shù)進行檢測的實踐基礎(chǔ)上,闡述了檢測系統(tǒng)的構(gòu)建原理,從而為試驗臺自動檢測奠定了基礎(chǔ)。 2.國外發(fā)展概況 國外農(nóng)業(yè)裝備的水平和特點,主要以經(jīng)濟發(fā)達的歐美國家為代表。這些國家在農(nóng)業(yè)裝備和機械化水平等方面具有一定典型性。 美國是世界上農(nóng)業(yè)最發(fā)達、技術(shù)最先進的國家之一。近幾年,美國在谷物聯(lián)合收割機、噴霧機、播種機等農(nóng)業(yè)裝備上開始采用衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)監(jiān)控作業(yè)等高新技術(shù)。農(nóng)業(yè)出現(xiàn)了向精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方向發(fā)展的趨勢。美國、加拿大以及西歐各發(fā)達國家的播種機播種幅度比較大,且速度快,這在一定程度上解決了播種機滾筒在排鐘上的問題,并且通過對相關(guān)器件性能的改進和提高,加上高新技術(shù)的使用,在農(nóng)業(yè)播種和其他機械方面,精確性都有了很大提高。 三.本課題研究的主要內(nèi)容 1.主要內(nèi)容 本次設(shè)計的主要內(nèi)容是通過廣泛查閱和深入研究國內(nèi)外關(guān)于相關(guān)技術(shù)方面的資料文獻和發(fā)展趨勢,尋找更為簡單易行的方法。完成單筒滾動式播種機的結(jié)構(gòu)設(shè)計,并設(shè)計其播種精度監(jiān)控裝置。 采用更方便的機械設(shè)備與電子系統(tǒng)結(jié)合的方式解決相關(guān)問題,針對本國國情提出相應(yīng)的種子播撒方法和相應(yīng)的檢測方法,最大程度的提高種子播撒精確性和測量數(shù)據(jù)的精確性。 2.技術(shù)要求 (1)排種機構(gòu)單籽率>95%,單籽、雙籽可控,種子破碎率<1%。 (2)注塑件材料選用ABS。 (3)監(jiān)控裝置具有語音提示功能。 (4)注意制圖的標(biāo)準(zhǔn)與配合件的配合公差應(yīng)合理。 3.關(guān)于題目的具體要求 (1)設(shè)計要有創(chuàng)新性,結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。 (2)圖紙要詳細(xì),要符合制圖標(biāo)準(zhǔn)。 (3)生成符合國標(biāo)的詳細(xì)的工程圖,包括裝配圖和各零件圖 (4)使用UG軟件完成全部零件的設(shè)計,并進行裝配。 四.關(guān)鍵問題及解決思路 1.關(guān)鍵問題 (1)單筒滾動式播種機的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 (2)播種監(jiān)控裝置的設(shè)計。 2.解決思路及方案 大中型施肥播種機在小地塊、山坡地或套種作物行間進行播種時難以適應(yīng),而傳統(tǒng)人工播種的勞動強度較大、效率低、播種質(zhì)量差,針對此種情況,應(yīng)用人機工程學(xué)的原理研究設(shè)計了一種手持式播種施肥機,該機也可在作物根部進行追肥。主要由控制器、種肥箱、排鐘肥系統(tǒng)、鴨嘴式開溝器等部件組成,適用于谷物穴播或追肥,可使傳統(tǒng)的人工播種操作變?yōu)榘霗C械化操作,將開溝、播種施肥、覆土一次性完成。它采用了簡單可靠的機構(gòu)和通用的零部件,具有攜帶方便、使用可靠、耗材少、易加工、成本低等特點。 其解決的主要技術(shù)方案是在U形支架的兩端頭上裝有旋轉(zhuǎn)軸,旋轉(zhuǎn)軸與外殼——行走地輪相連,行走地輪上開有鴨嘴排種器,鴨嘴排種器根部開有能與接種漏斗相通的排種口,地輪內(nèi)側(cè)設(shè)有擋塊,旋轉(zhuǎn)軸的一側(cè)裝有鏈輪,鏈輪斜下方裝有毛刷和排種輪,鏈輪與毛刷輪通過鏈條連接,排種輪與排種盤相連,排種輪上開有排種槽,排種輪斜下方裝有接種漏斗,兩旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)側(cè)則與U形支架連接,不能旋轉(zhuǎn),排種輪、毛刷輪和儲種箱均安置在固定結(jié)構(gòu)內(nèi),U形支架的末端連接著斜向推桿,推桿上端焊有橫向工作手柄。 播種時,先將玉米種子裝入儲種箱內(nèi),在人力推動下,地輪向前滾動時,種子進入排種槽,排種盤在碰到地輪擋塊時隨之轉(zhuǎn)動一定角度,帶動排種輪轉(zhuǎn)動,同時鏈輪帶動毛刷輪轉(zhuǎn)動,將多余種子清除,只留一粒種子在排種槽里,(由于排種輪與毛刷輪轉(zhuǎn)動方向相同,避免了種子因擠夾導(dǎo)致的種子碾碎和多粒種子擠在一個排種槽里的問題),當(dāng)漏斗下方出口與排種口對準(zhǔn)時,種子落入鴨嘴,同時與鴨嘴連接的擋桿碰到固定在U形支架上的擋塊,使鴨嘴張開,由鴨嘴排種器將種子自然懸入土壤內(nèi),當(dāng)?shù)诙€鴨嘴排種器依次進入土壤開始播種時,第一個鴨嘴排種器離開穴窩,鴨嘴擋桿脫離擋塊,并受鴨嘴排種器彈簧的張力關(guān)閉鴨舌,播種機地輪繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動時,重復(fù)上述行程,實現(xiàn)精量播種。當(dāng)播種時想播雙籽時,可將排種輪上一側(cè)的擋板打開。 圖4.1正視圖 圖4.2后視圖 圖4.3部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 監(jiān)控裝置設(shè)計:由于C51單片機速度和集成度等都很高并滿足本裝置使用條件,而且性價比很好,所以基于C51單片機開發(fā)監(jiān)控程序,在鴨嘴根部的相對應(yīng)的兩側(cè)分別安裝紅外發(fā)射管和紅外接收管,當(dāng)種子經(jīng)鴨嘴落下時,紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外線被短暫阻隔,紅外接收管因短暫接收不到紅外線而通過蜂鳴器發(fā)聲,提示種子落下,也可以安裝兩對發(fā)射—接收裝置,以提高監(jiān)控精度。 五.預(yù)期的成果 1.使用UG軟件完成全部零件的設(shè)計,并進行裝配。 2.作生成符合國標(biāo)的詳細(xì)的工程圖,包括裝配圖和各零件圖。 3.圖紙、說明書、光碟。 六.進度安排 序號 設(shè)計(論文)各階段名稱 日期 備注 1 資料收集與開題報告 3.19---4.1 開題階段 2 確定總體方案、繪制零件的三維實體模型、裝配 4.2---4.15 設(shè)計階段 3 工程圖繪制 4.16---4.30 繪圖階段 4 制定加工工藝、編程、仿真 5.1---5.25 仿真加工階段 5 打印圖紙、編寫說明書、刻錄光盤 5.26---6.6 答辯準(zhǔn)備階段 6 畢業(yè)答辯 6.7----6.10 答辯 七.參考文獻 [1]《塑料模具設(shè)計》哈爾濱工業(yè)大學(xué) 李碩本編 湖南科學(xué)技術(shù)出版社 [2]《模具設(shè)計與制造簡明手冊》馮炳堯編 上??茖W(xué)技術(shù)出版社 [3]《工模具制造工藝學(xué)》姚開彬編 江蘇科學(xué)技術(shù)出版社 [4]《典型零件模具圖冊》何忠保編 機械工業(yè)出版社 [5]《模具設(shè)計大典》黨根茂會編 中國工程機械學(xué)會 [6]《模具設(shè)計與制造》馮炳堯編 西安電子科技大學(xué)出版社 [7]《使用模具設(shè)計與制造手冊》許發(fā)樾編 機械工業(yè)出版社 [8]《簡明模具工實用技術(shù)手冊》彭建聲編 機械工業(yè)出版社 [9]《模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊》許發(fā)樾編 機械工業(yè)出版社 [10]《UG注塑模具設(shè)計》陸勁昆編 北京大學(xué)出版社 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Yang,Computer Aided Design- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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