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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
課題名稱 缽體精量點播裝置的設(shè)計
學(xué)生姓名 王汝澤
學(xué) 號 8031208233
所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化
班 級 12-2
指導(dǎo)教師 馬少輝
起止時間 2011/12/15
機械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
填 表 說 明
一、學(xué)生撰寫《開題報告》應(yīng)包含的內(nèi)容:
1、本課題來源及研究的目的和意義;
2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀及分析;
3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標的可行性分析;
4、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路;
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度計劃;
7、主要參考文獻(不少于7篇)。
二、本報告必須由承擔畢業(yè)論文(設(shè)計)課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文(設(shè)計)任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨立撰寫完成,并交指導(dǎo)教師審閱。
三、開題報告要求手寫體,字數(shù)在3000字以上,由學(xué)生在本報告冊內(nèi)填寫,頁面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個畢業(yè)論文(設(shè)計)課題須提交開題報告一式三份,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。
缽體精量點播裝置的設(shè)計
1本課題的來源及研究的目的和意義
為了滿足日益增長的種苗需求量,各地開始建立育苗工廠,引進世界先進的穴盤育苗技術(shù),進行種苗工廠化生產(chǎn)。在育苗工廠中傳統(tǒng)的手工操作方式是不能滿足人們對生產(chǎn)的需求的,育苗工廠需要有精確、便捷、高效的現(xiàn)代化的育苗設(shè)備,來完成育苗的各項工作。
番茄生產(chǎn)在人們生活地位日益重要,發(fā)展生產(chǎn)機械化和工廠化是調(diào)整農(nóng)村經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和種植業(yè)結(jié)構(gòu)重要措施之一。番茄育苗是一項對整個生產(chǎn)至關(guān)重要的作業(yè)環(huán)節(jié),尤其是穴盤育苗;其用種量少,幼苗分布均勻、發(fā)育好,同時節(jié)省幼苗移栽的工作量,保證秧苗的成活率和增產(chǎn)豐收,為機械化和工廠化育苗生產(chǎn)提供可能。隨著我國設(shè)施園藝的快速發(fā)展,機械化育苗設(shè)備也有了較快的發(fā)展,相應(yīng)的核心設(shè)備——精密播種裝置的重要性在整個育苗環(huán)節(jié)中顯得更加突出。中國是世界最大的蔬菜生產(chǎn)國,蔬菜的總產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的60%左右。近幾年來,種植業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整,在糧食作物的播種面積呈現(xiàn)持續(xù)遞減的趨勢下,蔬菜、水果等經(jīng)濟作物的種植面積持續(xù)增長。健壯的幼苗是生產(chǎn)的基本條件,因此培育壯苗就是實現(xiàn)早熟、高產(chǎn)的重要的基礎(chǔ)。因為幼苗的好壞直接影響到定植田地以后的生長情況,又在很大的程度上影響到產(chǎn)量和采收期的早晚。幼苗的品質(zhì)如果不好,即使在定植以后加強管理也是事倍功半,很難獲得很好的收成。因此育苗是一項對整個生產(chǎn)至關(guān)重要的技術(shù),是一項需要大量勞動力的勞動密集型的作業(yè)項目。能否育出苗、育出壯苗,很大程度上決定于人對秧苗的培育。我國傳統(tǒng)栽培上的“苗好一半收”,就是對培育壯苗重要性的概括。隨著生產(chǎn)現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)發(fā)展,培育壯苗的意義也變得猶為重要。以輕基質(zhì)無土材料草炭、蛭石等作育苗的基質(zhì)、采用機械化精量播種、一次成苗的現(xiàn)代化育苗體系是國際上70年代發(fā)展起來的一項新的技術(shù)。
播種是穴盤育苗中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。穴盤育苗技術(shù)對播種要求很高,要求每穴進行單粒播種,漏播和多粒種子的穴數(shù)盡可能少,以保證出苗整齊一致,群體結(jié)構(gòu)合理,因此,工廠化育苗需要進行精密播種,精量播種還可以節(jié)省大量種子。工廠化育苗精量播種主要依靠精量播種機來完成。育苗工廠使用的育苗設(shè)備大多是從國外引進的播種流水線或是單一用途的播種機。從國外購買播種流水線價格達100萬元左右,單一用途的播種機價格也要5萬元左右,這樣高的價格與我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)品價格水平不相適應(yīng),因此很難推廣應(yīng)用。另外,由于種子形狀差異較大,種類繁多,實現(xiàn)精量播種的難度較大,因此,研究穴盤精量播種裝置對促進我國的蔬菜生產(chǎn)機械化進程具有現(xiàn)實意義。
2. 本課題所涉及的問題在國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀及分析
2.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
我國工廠化農(nóng)業(yè)起步較晚,70年代末開始引進一些國外技術(shù)設(shè)備進行試驗研究,20 年來在技術(shù)與生產(chǎn)上均有較大的發(fā)展,目前我國各種溫室已發(fā)展到30萬公頃,對我國 農(nóng)業(yè)發(fā)展起到積極有效的促進作用。但也存在很多問題。
1. 播種機的播種合格率低。我國精密播種機結(jié)構(gòu)尚不完善,排種器精度不高,特別是對于形狀不規(guī)則、重量較輕的小粒蔬菜種子,播種機的播種質(zhì)量不穩(wěn)定,重播、漏播現(xiàn)象比較嚴重,多數(shù)播種機的性能尚不能達到要求。
2. 播種機的適應(yīng)能力差。機械化播種育苗技術(shù)為精密播種.對種子的品質(zhì)和外形均有較高要求。但由于不同蔬菜種子差距較大,目前我國多數(shù)精密播種 機械一般還只能播種一種或少數(shù)幾種種子。多為一機一用,對不同種子的適應(yīng)能力較差.造成機器的使用周期短、利用率低,不利于降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本。
3. 播種機的播種效率低。我國的排種機構(gòu)存在結(jié)構(gòu)冗余、播種速度低等問題,造成整機的工作效率 較低。一些國產(chǎn)播種機的工作情況相比人工播種,效率并沒有顯著提高,無法滿足規(guī)?;a(chǎn)的需要.限制了工廠化育苗技術(shù)的推廣應(yīng)用。
2.2國外發(fā)展現(xiàn)狀
國外發(fā)達國家普遍采用溫室營養(yǎng)缽育苗,然后進行田間移栽的作業(yè)方法。近10年來,
有關(guān)部門加強從育苗到移栽整個系統(tǒng)的研究,使育苗和移栽有機結(jié)合,研制出多種全自動移栽機,使育苗過程實現(xiàn)機械化、工廠化和設(shè)施化。
經(jīng)過二三十年的發(fā)展,工廠化育苗自動生產(chǎn)線在發(fā)達國家成套技術(shù)己基本形成并向 高科技、高度自動化發(fā)展。工廠化育苗自動生產(chǎn)線一般由育苗穴盤擺放機、送料機、基質(zhì)裝盤機、壓穴及精量播種機、覆土和噴淋機等五大部分組成,這五大部分連在一起構(gòu)成自動生產(chǎn)線,拆開后每一部分又可獨立作業(yè)。這種自動生產(chǎn)線在荷蘭、美國、日本、韓國都有產(chǎn)品。穴盤育苗生產(chǎn)線的核心部分是復(fù)雜的精量播種系統(tǒng),其播種系統(tǒng)的型號多種多樣。穴盤育苗生產(chǎn)線上多采用吸嘴式排種器,如美國Hamilton公司、Blackmore 公司及歐共體等廠家生產(chǎn)的各種穴盤精量播種生產(chǎn)線。 布萊克默系統(tǒng)(Black more system)播種裝置可將單粒種子分別播到648個育苗缽中, 它有一個平臺,發(fā)芽盤在平臺上可靜置,亦可滑動。還有側(cè)梁對發(fā)芽盤的滑動起導(dǎo)向作用,對種子的吸持裝置起支持作用。種子吸持裝置有一根橫梁,橫梁懸掛在裝有彈簧的套管支臂上,并可旋轉(zhuǎn)。橫梁兩端分別與導(dǎo)桿相連。橫梁經(jīng)過關(guān)閉閥與真空管相通。每個吸嘴均由富有彈性的柔軟材料構(gòu)成,內(nèi)部有一個通道,一直延伸到平臺的進口處。存放單層種子的槽與橫梁平行安裝,使吸嘴能降至槽內(nèi)。
美國佛羅里達州的斯匹德林公司發(fā)明了培育蔬菜秧苗的斯匹德林系統(tǒng)(Speeding System)。該系統(tǒng)的自動播種裝置采用吸嘴式排種器將種子單粒放到TODD育苗缽(穴盤)。真空式精播機公認比較有代表性的,有美國的勃蘭克莫爾自動播種機。這種播種機只完成精量播種一道工序,所以還要配上填充基質(zhì),壓實,壓坑,刮平,覆蓋等全部工序的機械,才能完成全部工序。
范達納(Van Dana)播種機是由美國密爾沃基的生長系統(tǒng)(Growing System lnc)設(shè)計制造的。該機較實用,成本卻僅為大多數(shù)播種機的一半。該設(shè)備能準確、快速的將種子播種于真空導(dǎo)板上,將真空導(dǎo)管轉(zhuǎn)動到排種管處,此時真空產(chǎn)生壓力,種子通過排種管進入各個缽體。它能100%單個地吸持住所有顆粒狀種子,以適應(yīng)各種類型的種子和缽體。
目前國外的精量播種機已達到相當完善的程度,在精量播種機上除了設(shè)有完善的整地、覆土、鎮(zhèn)壓及施肥、灑農(nóng)藥裝置外,其排種裝黃多采用新的工作原理,包括各種氣力式排種原理與機械式排種原理,以保證單粒精量播種。另外,液壓技術(shù)及電子技術(shù)也在播種機上得以應(yīng)用。
精量播種裝置有機械式、氣力式等多種,由于機械式精量播種裝置對種子的外形要求嚴格,有一定的種子破碎率,而且其總體結(jié)構(gòu)配置復(fù)雜擁擠,整機笨重,效率低等因素,限制了機械式精量播種機性能的進一步提高。所以氣力式精量播種裝置較為多用。氣力式精量播種裝置是通過空氣真空度產(chǎn)生的吸力工作的。氣力式精量播種機對種子的形狀要求不嚴,通用性好而且播種速度也比機械式的高。氣力式精量播種機盡管形式多種多樣,但其工作原理只有氣吹式、氣壓式和氣吸式。
3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標的可行性分析
任務(wù)要求:查閱相關(guān)文獻,進行歸納整理 ,并進行總結(jié),從而梳理思路,進行缽體精量點播機的設(shè)計,設(shè)計一種適用于棉花或番茄精量點播于穴盤(96穴或128穴)的機械,要求該機械每穴1-2粒,能連續(xù)工作,實現(xiàn)自動或半自動作業(yè)。
可行性分析:本設(shè)計用振動氣吸工作原理進行吸氣和排種。由于種子之間有摩擦,所以利用振動器將種子處于懸浮狀態(tài)以便吸種。當進行吸種時,將氣力吸種部件移動到種子盤振動盤正上方,調(diào)節(jié)氣力吸種部件的轉(zhuǎn)換開關(guān),使氣源和氣室接通,氣室形成負壓,拋起的種子在氣力作用下,被吸附在吸種盤上均布的吸種孔上;吸種后將吸種盤移到育秧盤上方適當位置,氣室與氣源通路切斷,同時氣室與大氣相通,迅速釋放負壓,種子將靠自身質(zhì)量落入育秧盤,實現(xiàn)對靶播種。
4、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路
重點研究的問題:
1.核心部件是播種裝置,它由吸種部件和振動部件組成。
2.振動部件由振動臺和種子盤組成,振動臺由支架和激振機構(gòu)組成。振動部件主要是是種子處于懸浮狀態(tài)便于吸種。
3.吸種部件主要由吸種盤,氣室,轉(zhuǎn)換開關(guān),接管和氣源等組成。其主要功用是保證每孔吸附1-2粒種子,并且準確將種子點播于穴盤中。
關(guān)鍵的問題:本課題的關(guān)鍵在于吸種部件在吸種時必須保證每個孔吸附1-2粒種子,并且能準確點播于盤中。
解決的思路:需研究種子在多大的氣力下才能被吸附起來,進行種子的質(zhì)量與氣力吸附的相關(guān)試驗,得出相關(guān)數(shù)據(jù)。對于播種的準確性需對設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)進行合理的設(shè)計,保證播種的準確性。
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法
1. 了解精量點播機行業(yè)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀:上網(wǎng)和圖書館查閱相關(guān)資料文獻。
2. 確定設(shè)計方案:參考資料,進行設(shè)計,問詢老師、同學(xué)。
3. 確定點播機關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸:上網(wǎng)和圖書館查閱。
4. 畫裝配圖:利用運用AutoCAD軟件制圖。
5. 計算校核:參考資料書中的計算方法和公式等進行計算校核。
6、完成本課題的工作方案及進度計劃
1. 查找文獻資料,并完成開題報告,2011-12-20
2. 對查閱的文獻資料進行歸納整理,設(shè)計精量點播機的總體方案,2012-04-18
3. 對精量點播機的結(jié)構(gòu)進行具體的設(shè)計,2012-05-11
4. 撰寫設(shè)計說明,2012-05-25
5. 整理資料準備答辯,2012-05-26
7、 主要參考文獻
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[4] 魏智龍等.2001.穴盤育苗技術(shù)要點.長江蔬菜(3):19-20.
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[8] 楊宛章等.2001.氣吸式播種機種子吸附過程研究,農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,24(4):49-53.
學(xué)生簽名
年 月 日
指導(dǎo)教師審閱意見
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日