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（全套CAD）氣動射種裝置的設計（終稿）

器和個周期性驅動電路組成，周期時間同種子和種道分離時間相致，種子在種道上的運輸由電磁設備控制，這樣種子被連續排至種溝。日本年代初又研制了套電磁操作的排種裝置，用于電子控制的氣力精播機。該系統由個高性能的電磁閥個數據采集與控制器和個排種器組成。該控制系統主要用于控制電磁閥的動作，排種性能可以根據種子下落間隔進行調整。試驗室測試結果表明，該系統能保證較好的排種精度，調整排種參數更加容易，而且全面提高了播種機的使用效率。日本近年來在研究蔬菜播種機施肥和排種的排量自動控制系統，該系統首先獲取地輪地轉速信號，并根據這個信號控制排肥和排種軸地轉速來控制排量。這樣排種和排肥不受拖拉機速度地影響。年，波蘭科學家開發了套型排種器地電子控制系統。該控制系統與播種機配套使用，也可以用于具有相同結構的其他播種機。該系統可根據工作幅寬地輪半徑及不同機型進行編程。使用該系統可以提高工作效率，改進操作條件。國內精密播種機監控系統的研究起步較晚，主要是引進國外的產品。年山東農業大學研制了精密播種機工況自動監視及播種量數顯系統中國農業大學近幾年也將虛擬儀器用于農機控制檢測對農機的各項性能進行控制檢測。機電體化技術與播種機械的結合準確而精密的播種不但可以節省種子，節省田間移苗補苗所需要的勞動力，而且有利于作物生長，便于田間管理。在國外，不但玉米甜菜大豆等作物大量采用精密播種，而且部分傳統的谷物條播也采用精密播種，據介紹準確而精密的播種可以比傳統的播種方式增產氣動,裝置,設計,畢業設計,全套,圖紙摘要本研究的核心是氣動射種，這是種與土壤非接觸式的播種方式。為了進步探索氣動射種的可行性，專門設計并試制了氣動射種試驗裝置。氣動射種試驗裝置由機架步進電機射種元件電磁鐵電磁閥，控制電路等組成。用步進電機驅動排種器電磁鐵和電磁閥分別控制射種元件中排種閥和電磁閥的開關控制電路實現步進電機電磁鐵和電磁閥的協調動作，完成送種排種射種這工作過程同時通過修改程序來控制試驗參數對射種元件中關鍵部件排種腔體噴嘴的設計采用理論分析結合實際的方法，得出合理的形狀和尺寸。裝置的工作原理是排種器排種后開啟排種閥，種子落入排種腔體后關閉排種閥，開啟電磁閥，種子隨著高速氣流通過噴嘴噴射而出，完成次射種。本論文首次提出了氣動射種這新型的非接觸式播種方式，經過理論上的深入探討，開始氣動射種裝置的研發，旨在開辟氣動射種這非接觸式播種研究新領域，探索氣動射種播種的機理和方法。關鍵詞氣動射種，播種方式，射種器，農業技術，播種器裝國農村經濟的調整和農業產業化區域布局的初步形成，以及農業向環保節水可可持續化發展的趨勢，對農業資源的合理利用和播種機械的技術水平都有了新的要求。由于現代的農業播種機械是實現農業資源的持續合理利用的重要手段，因此世紀我國的農業播種機械的發展方向是發展有利于耕地資源保護的聯合播種機械。播種聯合作業是指在播種的同時，完成耕整地施肥噴灑液等作業，其優點是次可以完成多項作業，作業效率高，保證及時播種，提高產量，可以充分利用配套動力，節省能源，降低作業成本，與傳統播種方法相比，聯合播種的勞動消耗的作業費用約降低。發展有利于節水和水資源有效利用的播種機械隨著全球淡水資源的匱乏，特別是我國屬于嚴重缺水國家，發展節水農業具有深遠的意義和廣闊的前景。從年開始，農業部累計投資億多元，建設了批旱作節水農業示范基地和行走式節水灌溉示范區，通過農藝農機生物工程等綜合措施的應用，完成了批以坡改梯生土熟化農田工程集雨節水補灌等為重點的高標準基礎設施建設，有效改善了旱區農業基本條件。農業部還在全國各地累計推廣了水稻“淺濕曬”灌溉“坐水種”“行走式節水”施用抗旱保水劑地膜與生物覆蓋等節水農業技術措施.億畝左右，發展田間及大棚集雨節水和噴微滲灌等技術措施萬畝。世紀我國農業發展將面臨嚴峻的水資源供求矛盾的挑戰。壓穩定無漩流，對此流動建立如圖所示的柱坐標系，在離進水口處的截面上，其流量圖噴嘴結構示意圖圖噴嘴流道中流過的高壓氣流所建立的柱坐標系式中截面的平均流速截面的截面積。在噴嘴中流動的高壓氣流不僅是不可壓縮穩定無漩流，而且瞬間壓強滿足關系式于是其速度壓強分布如圖所示，存在的損失僅是摩擦損失，其值般都是很小的。因此截面的平均流速和壓強的關系可以利用非粘性流體的連續方程圖截面的流速壓強分布和歐拉方程以噴嘴中流體的性質為邊界條件積分求得。結果為式中拉普拉斯標符號氣流密度截面上勢函數。在式中，當以軸為基準線時，僅為摩擦引起的水頭損失。假設在進口截面上則從進口截面到任意截面，根據噴嘴中氣流特點由量綱法式中摩擦阻力系數于是從進口到出口的過程中得出假設噴嘴中的氣流為理想流動，則，于是式中理想流動時截面處的平均速度。那么高壓氣體從噴嘴中流出而形成高壓射流時，其實際出流為理想出流式中理想流動時截面的流量，其流量系數從可以看出，射流噴嘴的流量系數與孔口出流的孔口流量系數相同，也僅與噴嘴的摩擦阻力系數有關，即流量系數是噴嘴自身阻力引起的能量損失，噴嘴的摩擦阻力越小，流量系數越大，液流在噴嘴中的能量損失也越小。在此，為了盡可能的減小噴嘴的流量系數，采用圖所示的噴嘴形狀，同時在加工過程中提高內孔的加工精度，減小摩擦阻力。種箱設計種箱用于盛放待播的種子，隨著播種的不斷進行，種箱里的種子應該自動下滑，其形狀采用播種機普遍使用的方形形狀，種箱下端用適當的錐度過渡，種箱尺寸的大小根據播種裝置的整體尺寸進行合理的設計。本設計中種子箱的形狀如圖所示。輸種管設計輸種管是連接排種漏斗和排種腔體的柔性過渡管，其作用是將種子從排種漏斗輸送到排種腔體并為下步的射種做準備。輸種管應有定的彈性，以便保證和排種漏斗連接時的可靠性。射種器的基本形式與設計參數研究.本章小結本章主要介紹了國內外播種機的發展現狀發展趨勢，以及機電體化技術應用于農業機械的些情況。指出氣動射種是種先進的非接觸的播種形式，是對農業播種領域的另種嘗試，并對它的研究現狀和未來進行初步概述。第二章機械裝置的設計.總體設計方案氣動射種裝置是將機械技術電子技術等技術綜合應用于農業機械領域的種新型機電體化裝置，可分為氣動射種裝置和電氣控制兩大部分。試驗的基本過程分為控制步進電機排種電磁鐵控制排種活塞送種和氣動電磁閥控制高壓氣流射種三個部分。本套裝置僅針對單粒種子進行試驗，所以排種機構采用窩眼式排種器，用步進電機驅動窩眼式排種器排種。在試驗過程中要實現送種和射種的高度協調配合，就必須有套精確的控制機構。以其精確的控制和眾多優越于單片機的性能而被用于射種裝置的控制系統。具體的工作循環流程為控制步進電機排種開啟排種閥關閉排種閥開啟電磁閥氣動射種關閉電磁閥步進電機排種，重復上述循環?？傮w設計方案如圖所示圖實驗裝置的總體方案.裝置總體設計本套裝置設計成兩大部分機械排種送種裝置和電氣控制部分。機械排種送種裝置又可分為動力部件和執行機構兩部分，只要集中在個整體的機架內，機架至于車架之上電氣控制系統獨立于機械排種送種裝置之外，其目的是不僅便于進行接線檢修等操作而且使該裝置的安全系數大大提高因屬初步的實驗性研究，高壓氣體壓縮機暫時獨立于兩大部分之外，用高壓輸氣管道進行連接。裝置的工作過程為步進電機動作驅動排種器的主軸實現排種，經過定的延時后，排種電磁鐵吸合將種子送入種腔，然后電磁鐵斷電在自然狀態，排種活塞在復位彈簧的作用下閉合，氣動電磁閥得電吸合實現高壓輸氣，射種完畢后松開電磁閥。個完整的射種過程就完成了。.行走裝置的設計在研制的初級階段，以實現該播種方式為目標，設計個單行播種的裝置。隨著播種的成功，逐步擴展到多行播種。行走裝置包括車架裝置和機架裝置。車架裝置是推動播種裝置前進以保證連。精密播種是種先進的播種技術，需要有更先進的排種送種的機械裝置，更需要有精確度較高的控制系統。氣吸式播種機對種子要求不嚴格，容易達到精密點播，作業速度也比機械式高，因此在玉米大豆棉花等作物的精密播種機上采用的越來越普遍。近幾年來在農業新技術領域，隨著旱作農業精準農業節水農業口號的提出，對播種機械提出了更高的要求。例如，它需要播種機械根據土壤肥力等條件的變化來決定不同的播種密度和不同的播種深度甚至更根據作物生長的需水量來來嚴格控制播種時水的用量。這種更具質量化智能化的播種要求都要求有精確智能的控制系統，和機械控制系統相比較，電氣控制系統更能滿足未來播種機械的需求，所以要進步提高精密播種質量，采用機電體化技術是開發質量化智能化農業機械的必由之路。所謂機電體化技術是由微電子技術計算機技術信息技術與機械技術結合而成的綜合技術，般由以下幾部分組成機械本體部分動力部分傳感部分驅動部分執行部分控制及信息處理部分。近年來，由于計算機技術的迅速發展，電氣控制元件的不斷完善，大量的電氣元件被廣泛應用于農業機械，并且都達到了理想的預期目標。早在年代初，西方國家就開始將電子技術應用于農業機械的轉速測量，聯合收割機的損失監視速度控制，噴灌流速的測量等，并不斷致力于降低產品造價改進工作性能及改善農業環境影響的研究。這類系統般包括傳感器顯示屏控制單元執行機構專家系統等。從目前農業機械的發展趨勢看來，在未來的農業機械發展領域，機電體化技術將被廣泛的應用于各種類型的農業機械，將使傳統的農業機械發生質的飛躍。將極大的提高播種的質量，節省能源，提高勞動生產率。.氣動射種研究現狀刁培松教授根據我國現階段對播種機械的高質量化智能化的要求，提出了氣動射種這概念，目前在播種領域國內外還沒有相關氣動射種的研究。本研究將對氣動射種的可行性進行了初步的研究，并初步對氣動射種的各種基本因素，比如射種壓力噴嘴大小高壓氣流的流速射種腔體的密封要求噴嘴離地面的高度等進行初步摸索，雖然氣動射種屬于比較先進的播種方式，較傳統的接觸式播種方式具有較多的優越性，但它尚處于理論探討和試驗階段，仍需要投入更多的人力物力和財力進行更多的試驗研究，以達到實際性的應用。大力發展節水農業，實現我國農業可持續發展，已引起中央和各有關方面的高度重視。目前農業部已組織編制了全國節水農業發展規劃年和西部地區節水農業規劃年，對我國節水農業的下步發展展示了藍圖。發展能有效提高生產效率降低能耗的播種機械傳統的播種裝置和土壤直接接觸，用播種機的開溝器現在土地表面開道溝，然后通過輸種管利用種子自身的重力滑落到土壤中的這接觸式播種耗能費時，開發研制新型的節能降耗的播種機械將成為必然。發展自動化智能化更高的播種機械。目前國外正在發展些新的播種技術，如日本提出適合蔬菜的靜電播種，英國提出適合于蔬菜的液體播種適合于牧草的超音速播種，還有目前廣泛應用的種子帶播種等。例如液壓等新技術在國外播種機的應用也日益廣泛。美國塞科爾型氣壓式播種機用液壓馬達驅動風機東德型精密播種機裝有供驅動排種錐體的液壓馬達，當地輪滑動時，液壓馬達啟動，以保證排種錐體的轉速與機器前進速度相協調，同時也用以操作開溝器的升降，在大寬幅的播種機上還用液壓折疊機架，以便安全運輸近年來，隨著立體農業節水農業精細農業口號的提出，我國的農業機械裝備的類型功能也在不斷變化，應用領域壓在逐年擴大。電子技術和計算機技術的發展以及先進的制造技術新材料的涌現，推動農業機械特別是播種機械向智能化和自動化的方向發展，使得原來傳統機械本來無法作業的項目也逐漸實現了機械化。農業機械化技術自動化技術和智能化技術的相互補充相互促進，與生物技術起推動了播種機械化發展史的迅速前行。.機電體化