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藜蒿是一种经济性且可食用的蔬菜,藜蒿种植已经成为蔡甸区经济发展的重要产业。目前国内藜蒿机械化种植程度低、人工种植劳动强度大、经济效益低,限制了藜蒿种植产业规模的扩大,实施机械化种植是提高藜蒿机械化种植水平的现实迫切需求。 根据藜蒿扦插种植的农艺要求,设计一种藜蒿扦插机的扦插装置,该装置能实现双排22行藜蒿种苗的扦插作业,其性能特点体现为:能够满足种苗扦插深度、扦插入土露苗高度及种苗直立度等农艺要求,能够实现扦插伤苗率低、性能稳定、可靠性高、生产效率高等作业要求。本论文通过查阅国内外移栽机械的相关研究现状、总结分析了关键技术的研究和发展趋势,并提出了设计方案、试验方案以及拟解决的关键技术难题和所采取的技术方法,分析了藜蒿种苗机械物理特性,理论分析了扦插机构工作过程,建立了扦插装置三维模型,并进行了运动仿真分析,以及藜蒿扦插装置的试制加工和试验等研究工作。 上述工作为藜蒿扦插装置的结构设计和参数的确定、优化提供依据,对提高藜蒿种植机械化程度具有实际意义。主要工作具体包括: (1)通过对藜蒿机械物理特性的试验研究,分析了藜蒿径向压缩和弯曲特性,通过应力-应变曲线和应力-扰度曲线分析藜蒿的径向抗压弹性模量和弯曲弹性模量,分析了可施加在藜蒿种苗的径向压力。 (2)结合藜蒿扦插种植农艺要求和种植经验,设计了一种藜蒿扦插装置,依次实现对藜蒿种苗的夹取、运输和下插动作。拟定了藜蒿扦插装置的工作原理及其结构组成,分析确定了凹槽滑道、扦插排、凸轮滑道和各部件安装角度等关键部件的参数。 (3)进行藜蒿扦插装置扦插过程的运动学分析。基于Pro/E、MATLAB等软件建立藜蒿扦插装置的三维模型并进行运动仿真分析,具体分析了藜蒿种苗在取苗阶段、运苗阶段和扦插阶段各个工作过程的运动规律,分析了藜蒿扦插装置的主要结构参数、工作参数对扦插过程的影响规律。 (4)藜蒿扦插机扦插装置的功能性试验研究。开展了扦插装置主要结构参数和工作参数对扦插工作性能影响的功能性台架试验研究,明确了各因素对扦插工作性能的影响,验证了装置结构设计的合理性。