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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告
課題名稱 鏈夾式大蔥移栽機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 武發(fā)杰
學(xué) 號(hào) 8031210133
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級(jí) 農(nóng)機(jī)16-2班
指導(dǎo)教師 肖愛(ài)玲
起止時(shí)間2015.10.15至2016.05.28
機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
填 表 說(shuō) 明
一、學(xué)生撰寫(xiě)《開(kāi)題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容：
1、本課題來(lái)源及研究的目的和意義；
2、本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；
3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；
4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路；
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；
6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃；
7、主要參考文獻(xiàn)（不少于7篇）。
二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫(xiě)完成，并交指導(dǎo)教師審閱。
三、開(kāi)題報(bào)告要求手寫(xiě)體，字?jǐn)?shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊(cè)內(nèi)填寫(xiě)，頁(yè)面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開(kāi)題報(bào)告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。
一、本課題來(lái)源及研究的目的和意義
大蔥在我國(guó)已有3000多年的栽植歷史，大蔥富含多種微量元素，有特殊的辛辣味道，具
良好的調(diào)味和醫(yī)療功效。大蔥在我國(guó)不僅栽植歷史悠久，而且栽植面積大，尤其是在我國(guó)北方，形成了許多具有地方特色、全國(guó)知名的大蔥品種，其中較為著名的有天津的高腳白、陜西的赤水孤蔥以及山東章丘的大梧桐等。隨著國(guó)家對(duì)“三農(nóng)”問(wèn)題的關(guān)注度越來(lái)越大，以及農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，許多地方將大蔥種植作為特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使得大蔥的種植面積進(jìn)一步擴(kuò)大，如山東章丘、天津?qū)氎婧桶不张R泉等地區(qū)的大蔥種植面積甚至超過(guò)10萬(wàn)畝。而且大蔥的種植是在6至7月份，天氣炎熱，人工作業(yè)環(huán)境差，效率低。所以農(nóng)民對(duì)實(shí)現(xiàn)大蔥移栽機(jī)械化的要求越來(lái)越迫切，同時(shí)對(duì)移栽機(jī)的性能要求也越來(lái)越高，因此設(shè)計(jì)一款高性能的大蔥移栽機(jī)對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化有著十分重要的意義?？梢蕴岣叽笫[栽植過(guò)程中人力和物力資源的利用率，降低成本，同時(shí)也提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和大蔥栽植質(zhì)量。
二、本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析
對(duì)于移栽機(jī)的研究無(wú)論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)都取得了一定的研究成果。目前，市面上流行的移栽機(jī)有吊杯式、導(dǎo)苗管式、撓性圓盤(pán)式以及鏈夾式。任何一種移栽機(jī)都有其自身的特點(diǎn)，能夠適應(yīng)某種或某些作物的移栽，但是都不具有普遍使用性。目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的移栽機(jī)主要適用于玉米、棉花、煙苗等大株距、小株高作物移栽。對(duì)于大蔥移栽機(jī)，國(guó)內(nèi)研究較少，國(guó)外研究主要在日本，日本的大蔥移栽機(jī)產(chǎn)品需要與相應(yīng)的農(nóng)藝相配合，不適應(yīng)我國(guó)大田育苗的現(xiàn)狀。
1.吊杯式移栽機(jī)
吊杯式移栽機(jī)，如圖2-1所示，主要由栽植圓盤(pán)、偏心圓盤(pán)、導(dǎo)軌、吊杯等組成。作業(yè)時(shí)，吊杯始終垂直地面，并隨著圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)醣D(zhuǎn)動(dòng)到上部時(shí)，人工將秧苗放入吊杯中，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)定位置時(shí)，吊杯底部的鴨嘴在導(dǎo)軌的作用下被壓開(kāi)，秧苗落入穴內(nèi),隨后覆土鎮(zhèn)壓裝置進(jìn)行覆土鎮(zhèn)壓，完成栽植。吊杯脫離導(dǎo)軌后，在彈簧的作用下重新閉合，以此循環(huán)。吊杯式移栽機(jī)在栽植過(guò)程中使秧苗不受沖擊， 圖2-1吊杯式移栽機(jī)
但喂苗速度低，適合適合于株距較大的缽苗移栽。
2.導(dǎo)苗管式移栽機(jī)
導(dǎo)苗管式移栽機(jī)，如圖2-2所示，主要由喂入器、導(dǎo)苗管、扶苗器、開(kāi)溝器、覆土鎮(zhèn)壓輪和苗架等組成。作業(yè)時(shí)，人工將秧苗投入到喂入器的喂苗筒內(nèi)，當(dāng)喂苗筒轉(zhuǎn)到導(dǎo)苗管的上方時(shí)，活門(mén)打開(kāi)，秧苗依靠自身重力作用，落入導(dǎo)苗管內(nèi)，由導(dǎo)苗管將秧苗引入苗溝內(nèi)，通過(guò)扶苗器的作用，秧苗保持直立狀態(tài)，然后覆土鎮(zhèn)壓，完成栽植。導(dǎo)苗管式移栽機(jī)不傷苗、較好保持秧苗移栽后的直立性，栽植頻率在 40~60 株/min。
圖2-2導(dǎo)苗管式移栽機(jī) 圖2-3撓性圓盤(pán)式式移栽機(jī)
3.撓性圓盤(pán)式移栽機(jī)
撓盤(pán)式移栽機(jī)，如圖2-3所示，主要由供苗輸送帶、撓性盤(pán)、鎮(zhèn)壓輪、以及傳動(dòng)系統(tǒng)組成。作業(yè)時(shí)，人工將秧苗放入供苗輸送帶上，供苗輸送帶上等距安裝橡膠塊。輸送帶將秧苗味入撓盤(pán)內(nèi)，秧苗隨撓盤(pán)旋轉(zhuǎn)到合適位置，撓盤(pán)打開(kāi)，秧苗進(jìn)去開(kāi)好的溝內(nèi)，然后覆土鎮(zhèn)壓，完成栽植。撓盤(pán)式移栽機(jī)對(duì)秧苗株距的適應(yīng)性較好，但栽植深度不穩(wěn)定，無(wú)法保證秧苗的高直立性。
4.鏈夾式移栽機(jī)
鏈夾式移栽機(jī)，如圖2-4所示，主要由機(jī)架、導(dǎo)軌、苗夾、鎮(zhèn)壓輪等組成。作業(yè)時(shí)，人工將秧苗放到苗夾上，秧苗被苗夾夾持，在鏈條帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)秧苗轉(zhuǎn)至苗溝時(shí)，苗夾在導(dǎo)軌作用下被打開(kāi)，秧苗落入苗溝中，然后覆土鎮(zhèn)壓，完成栽植?，F(xiàn)有的鏈夾式移栽機(jī)栽植株距準(zhǔn)確，栽植后秧苗的直立度較好，喂苗送苗穩(wěn)定可靠。但零速投苗效果不好，易傷苗，容易造成秧苗的漏栽。
圖2-4鏈夾式移栽機(jī)
三、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
1. 任務(wù)要求：大蔥栽植深度較深一般為 15cm 左右，并在后期進(jìn)行層層覆土，蔥白的質(zhì)量直接影響大蔥的質(zhì)量，因此要杜絕蔥苗移栽時(shí)窩根。國(guó)內(nèi)雖也有對(duì)大蔥移栽機(jī)的研制，但是蔥苗入溝時(shí)不能保證零速投苗，會(huì)造成蔥苗的傾斜、窩根，直接影響大蔥的質(zhì)量。因此，根據(jù)以上大蔥移栽的特性，設(shè)計(jì)了一款鏈夾式大蔥移栽機(jī)。
2.可行性分析：
（1）移栽機(jī)的整體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，為了實(shí)現(xiàn)大蔥移栽時(shí)的零速投苗，選擇合適的傳動(dòng)方案，進(jìn)行理論計(jì)算。
（2）移栽機(jī)核心部分為喂苗和投苗機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分，輸送鏈的運(yùn)行平穩(wěn)性直接影響到苗夾取苗的準(zhǔn)確性。
（3）對(duì)于移栽機(jī)主要的零部件進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，如苗夾、開(kāi)溝器、夾緊導(dǎo)軌、限位導(dǎo)軌等，保證機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
（4）根據(jù)分析結(jié)果，對(duì)方案進(jìn)行改善，進(jìn)行樣機(jī)試制，進(jìn)行田間試驗(yàn)。
四、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路
本課題研究的重點(diǎn)是投苗機(jī)構(gòu)：主要問(wèn)題是“零速投苗”。對(duì)于大蔥特殊的要求：高直立性、小株距、覆土深等，設(shè)計(jì)了鏈夾式大蔥移栽機(jī)，包括四部分：喂苗機(jī)構(gòu)、投苗機(jī)構(gòu)、機(jī)架和傳動(dòng)系統(tǒng)。
1. 喂苗機(jī)構(gòu)：該機(jī)構(gòu)主要部分是輸送帶和苗槽，輸送帶根據(jù)移栽作業(yè)要求設(shè)計(jì)合理，苗槽安裝在輸送帶上，大蔥移栽的株距等于苗槽之間的距離。該裝置主要起到一個(gè)銜接作用，操作人員將盛放在苗箱中的裸蔥苗一棵一棵放入每個(gè)苗槽之中，蔥苗隨著苗槽由水平轉(zhuǎn)為豎直運(yùn)動(dòng)，到達(dá)合適位置后，被安裝在投苗機(jī)構(gòu)的苗夾夾取。
2. 投苗機(jī)構(gòu)：該機(jī)構(gòu)主要包括限位導(dǎo)軌、夾緊導(dǎo)軌、苗夾和輸送帶。苗夾安裝在輸送帶的每個(gè)鏈節(jié)上，其間距等于苗槽的間距即大蔥株距，限位導(dǎo)軌主要對(duì)鏈條擺動(dòng)起到限制作用。夾緊導(dǎo)軌主要控制苗夾的開(kāi)閉，通過(guò)兩導(dǎo)軌之間的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)苗夾進(jìn)入夾緊導(dǎo)軌后逐漸閉合，夾緊蔥苗，然后在合適的位置逐漸打開(kāi)完成投苗。夾緊導(dǎo)軌使苗夾逐漸閉合，是為了避免蔥苗被夾取時(shí)造成的損傷，同時(shí)也減小了由于突變引起的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)沖擊。
通過(guò)對(duì)喂苗機(jī)構(gòu)和投苗機(jī)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)和安裝，實(shí)現(xiàn)苗夾在豎直方向，與對(duì)應(yīng)的苗槽高度一致，保證準(zhǔn)確夾取苗槽中的蔥苗；在喂苗機(jī)構(gòu)、投苗機(jī)構(gòu)和拖拉機(jī)之間通過(guò)合理的傳動(dòng)方案，實(shí)現(xiàn)苗夾和苗槽在豎直方向運(yùn)動(dòng)的同步，以及苗夾在作水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)速度與移栽機(jī)前進(jìn)的速度大小相等、方向相反，實(shí)現(xiàn)零速投苗。
操作人員向苗槽放苗是在苗槽的水平運(yùn)動(dòng)段，隨即苗槽轉(zhuǎn)為豎直運(yùn)動(dòng)，當(dāng)蔥苗隨著苗槽轉(zhuǎn)為豎直運(yùn)動(dòng)后，相應(yīng)的苗夾也進(jìn)入豎直軌道，在適當(dāng)位置，苗夾逐漸夾緊，夾住對(duì)應(yīng)苗槽中的蔥苗。喂苗機(jī)構(gòu)和投苗機(jī)構(gòu)的繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)苗槽的運(yùn)動(dòng)方向偏離豎直運(yùn)動(dòng)時(shí)，蔥苗和苗槽分離。苗夾隨投苗輸送帶繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)苗夾轉(zhuǎn)過(guò)90°后，轉(zhuǎn)為水平運(yùn)動(dòng)，其速度與移栽機(jī)前進(jìn)的速度大小相等、方向相反，實(shí)現(xiàn)在一段時(shí)間內(nèi)的蔥苗相對(duì)于地面速度為零，在這期間完成對(duì)蔥苗的覆土和鎮(zhèn)壓，之后苗夾在夾緊導(dǎo)軌的控制下，逐漸打開(kāi)放開(kāi)蔥苗。由于苗夾作水平運(yùn)動(dòng)有一個(gè)時(shí)間段，覆土鎮(zhèn)壓裝置有充分時(shí)間在蔥苗相對(duì)地面速度為零的情況下對(duì)蔥苗覆土壓實(shí)，因此移栽后的蔥苗直立性好、株距均勻等。
五、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法
1. 利用萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)和中國(guó)知網(wǎng)查閱相關(guān)資料，了解大蔥移栽機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀。
2. 確定設(shè)計(jì)方案。
3. 查閱相關(guān)資料，了解大蔥移栽機(jī)，以確定方案中所需的機(jī)構(gòu)。
?4. 遇到關(guān)鍵性的問(wèn)題向老師請(qǐng)教。
5. 利用二維軟件CAD、SW軟件繪制三維裝配圖和零件圖。
6. 參考資料中的計(jì)算方法及公式等進(jìn)行計(jì)算校核。
六、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃
第1周—第2周???? 通過(guò)查找文獻(xiàn)資料，了解發(fā)展現(xiàn)狀。
第3周—第4周?? ??設(shè)計(jì)總體方案。??
第5周—第9周??? 結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
第10周—第13周?? 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，對(duì)部分問(wèn)題修改、調(diào)整。
第14周 ? 整理資料準(zhǔn)備答辯。
七、主要參考文獻(xiàn)
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學(xué)生簽名
年 月 日
指導(dǎo)教師審閱意見(jiàn)
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日