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基本信息
- 項目名稱：
- 新型單（多）排精密玉米播種機(jī)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 針對傳統(tǒng)玉米播種機(jī)械不能在低成本下實(shí)現(xiàn)高效率的全自動大面積播種或者套種，本作品采用相對地面靜止斜挖穴的連續(xù)自動播種技術(shù)，最小限度擾動土壤，對墑的破壞小，利于種子的發(fā)芽，且播種效率高。玉米分種機(jī)構(gòu)工作時，大部分種子相對種倉是靜止的，最大程度減小機(jī)械對玉米粒的擾動，且分種效率高，以達(dá)到玉米播種的綜合高效率和低成本的目的。
- 詳細(xì)介紹：
- 玉米是我國三大糧食之一，而經(jīng)過廣泛的調(diào)研考察發(fā)現(xiàn)，我國大部分地區(qū)主要存在以人工播種為主、以機(jī)械播種為輔的播種方式，而我國現(xiàn)有的玉米播種機(jī)械主要以開溝式和轉(zhuǎn)盤式為主，其都存在保墑效果差等多處不足，如果引進(jìn)國外的先進(jìn)設(shè)備，其價格較為昂貴且不適合我國國情，因此現(xiàn)存的播種方式不能在低成本下實(shí)現(xiàn)高效率的全自動大面積播種或者套種。綜上所述，設(shè)計出一種低成本高質(zhì)量高效率的新型玉米播種機(jī)械顯得很重要。 新型單（多）排精密玉米播種機(jī)主要由分種機(jī)構(gòu)模塊、排種機(jī)構(gòu)模塊、挖穴機(jī)構(gòu)模塊、施種機(jī)構(gòu)模塊、填埋機(jī)構(gòu)模塊、驅(qū)動裝置模塊六大模塊組成。1）分種機(jī)構(gòu)：最大程度地減小對玉米粒的損傷，實(shí)現(xiàn)精密分種，即每次出種2~3粒；2）排種機(jī)構(gòu)：玉米種粒遞種通道，使玉米種粒能夠在一定的時間范圍內(nèi)順利落入施種機(jī)構(gòu)，等待施種；3）挖穴機(jī)構(gòu)：由三個運(yùn)動模塊組成，一是鏈輪組傳動和滑塊齒輪齒條傳動實(shí)現(xiàn)挖穴機(jī)構(gòu)相對地面靜止，二是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)斜插挖穴，三是齒輪滑塊和曲柄同步復(fù)位，周期性對土壤進(jìn)行相對地面靜止的斜插式連續(xù)挖穴，以便將土壤挖掘出一定大小和深度的孔洞用于點(diǎn)播；4）施種機(jī)構(gòu)：自動施種與挖穴同步，并不會發(fā)生玉米種粒堵塞現(xiàn)象；5）填埋機(jī)構(gòu)：設(shè)計能夠在施種完成后將玉米孔洞填埋，覆蓋玉米種粒，壓實(shí)土壤；6）驅(qū)動裝置：設(shè)計為整機(jī)提供足夠的動力，使整機(jī)能完成預(yù)定的任務(wù)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1.設(shè)計目的:玉米是我國三大糧食之一，而我國大部分地區(qū)播種方式不能在低成本下實(shí)現(xiàn)高效率的全自動大面積播種或者套種。設(shè)計出保墑效果好，分種效率高且不傷種，挖穴與落種同步，適應(yīng)多種播種環(huán)境的新型播種機(jī)械，提高種子發(fā)芽率和播種效率，以達(dá)到玉米播種的綜合高效率和低成本的目的。 2.基本思路：采取樣機(jī)試制的方式對單排精密玉米播種機(jī)的設(shè)計和運(yùn)行進(jìn)行深入研究。本作品采用模塊化設(shè)計思想，將單排精密玉米播種機(jī)的設(shè)計分不同模塊進(jìn)行，主要分為分種機(jī)構(gòu)模塊、排種機(jī)構(gòu)模塊、挖穴機(jī)構(gòu)模塊、施種機(jī)構(gòu)模塊、填埋機(jī)構(gòu)模塊、驅(qū)動裝置模塊六大模塊。首先通過虛擬設(shè)計技術(shù)建立虛擬樣機(jī)模型，并分析研究各結(jié)構(gòu)、運(yùn)動和參數(shù)，然后繪制圖紙，加工實(shí)物樣機(jī)，最后搭建實(shí)驗平臺實(shí)驗分析優(yōu)化。 3.創(chuàng)新點(diǎn)：1）內(nèi)置開口勺取種與跟隨運(yùn)動連桿滑塊機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計；2）相對靜止斜插式與閥門式鏟頭連播實(shí)現(xiàn)自動連播技術(shù)。 4.技術(shù)關(guān)鍵:1）分種機(jī)構(gòu)：最大程度地減小對玉米粒的損傷，實(shí)現(xiàn)精密分種；2）挖穴機(jī)構(gòu)：由三大模塊組成，一是鏈輪組傳動和滑塊齒輪齒條傳動實(shí)現(xiàn)挖穴機(jī)構(gòu)相對地面靜止；二是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)斜插挖穴；三是齒輪滑塊和曲柄同步復(fù)位；3）施種機(jī)構(gòu)：由施種導(dǎo)管和自動閥門式鏟頭組成，開始→特殊位置→控制閥門開→玉米粒下落。 5.主要技術(shù)指標(biāo) 排數(shù) 播深cm 長cm 寬cm 高cm 估計價格/元 1 6-8 120 50 80 1500 3 6-8 120 200 80 3800
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 與傳統(tǒng)的玉米播種機(jī)相比，該作品具有科學(xué)性和先進(jìn)性，具體體現(xiàn)在以下幾個方面： 1）從總體設(shè)計上來看，本作品具有結(jié)構(gòu)緊湊、承載大，挖穴裝置不易堵塞和適用范圍大的特點(diǎn)。 2）運(yùn)用開環(huán)式控制系統(tǒng)，施種與挖穴機(jī)構(gòu)配合實(shí)現(xiàn)“即挖即播”的功能，使得播種效率大大提高。 3）運(yùn)用斜插點(diǎn)播技術(shù)，作業(yè)效率高，實(shí)現(xiàn)多排同時播種、播種方式能最小限度擾動土壤，并自動填埋，有利于提高玉米種粒發(fā)芽率，具有良好的機(jī)動性能和廣泛的推廣前景。 4）一般的玉米播種機(jī)采用開槽式播種，適用范圍局限性大，只能在土地經(jīng)過翻土，特別對于玉米套種形式無計可施，而單排精密玉米播種機(jī)能很好的應(yīng)用在套種形式中，同時多排也可進(jìn)行大面積直播，擴(kuò)大了適用范圍。 5）本作品的設(shè)計采用虛擬設(shè)計方式，這種高效設(shè)計方式的運(yùn)用，不但為新產(chǎn)品的開發(fā)帶來了全新的設(shè)計和驗證演示手段，且在縮短開發(fā)周期、節(jié)約開發(fā)成本方面起到不可替代的重要作用。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 作品《新型多排精密玉米播種機(jī)》在武漢理工大學(xué)第十屆“創(chuàng)新杯”大學(xué)生科技文化節(jié)之大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中榮獲機(jī)械控制類作品特等獎。
作品所處階段
- 本作品已完成1:1物理樣機(jī)的加工和下田播種種植實(shí)驗，取得良好的種植效果，準(zhǔn)備進(jìn)行批量生產(chǎn)。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利實(shí)施許可
作品可展示的形式
- 作品展板、實(shí)物模型現(xiàn)場演示、實(shí)驗實(shí)拍視頻和動畫視頻
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 使用說明：單排播種機(jī)以小型柴油機(jī)作為驅(qū)動，扶手把持方向進(jìn)行播種，適于多面況小面積播種和套種；多排播種機(jī)主要以農(nóng)用拖拉機(jī)帶動，其后輸出作為驅(qū)動，主要適于大面積平坦面況自動播種。 推廣前景的技術(shù)說明：1)采用相對地面靜止挖穴的連續(xù)自動播種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“即挖即播”，保墑，提高發(fā)芽率，且播種效率高。2)采用自動閥門式鏟頭，有效防止種子堵塞?？蛇m用于多樣土質(zhì)，且整機(jī)靈巧輕便，適于高效率套種。多排玉米播種機(jī)適于大面積播種，效率可觀。3)分種時最大程度減小對玉米粒的擾動，護(hù)種效果好且分種效率高。4)通過修改內(nèi)置開口勺的容積和形狀，此發(fā)明可適于多種種子播種。 經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測：通過相關(guān)實(shí)驗計算和調(diào)研比較發(fā)現(xiàn)，本作品播種效率可達(dá)1.0畝/h，其保墑效果較好，發(fā)芽率高，而開溝式和轉(zhuǎn)盤式播種機(jī)播種效率可達(dá)1.4畝/h和0.7畝/h，但其保墑效果一般，發(fā)芽率較本作品要差一些。因此，在相同條件下，新型單排玉米播種機(jī)具有較好的競爭能力，在我國這大農(nóng)業(yè)市場，其經(jīng)濟(jì)效益是相當(dāng)可觀的。
同類課題研究水平概述
- 國外玉米播種機(jī)械技術(shù)的研究始于20世紀(jì)初，在目前在歐美等發(fā)達(dá)國家的精密播種機(jī)械技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)完善的程度，在精密播種機(jī)上除了安裝完善的整地、覆土、鎮(zhèn)壓、及施肥、噴灑農(nóng)藥的裝置外，其排種裝置多采用的新的原理，在國外精密播種機(jī)主要向大型、高效、操作和控制電子化方向發(fā)展。 國外現(xiàn)有的玉米精密播種機(jī)按排種器種類主要分機(jī)械式和氣力式兩類。在歐美、美國和日本等發(fā)達(dá)國家，實(shí)現(xiàn)玉米精密播種均采用氣力式播種裝置。這種排種器精密排種的質(zhì)量高、所用種子不用分級且破損率低，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高以及工作參數(shù)調(diào)整困難和動力機(jī)械不配套（拖拉機(jī)無獨(dú)立式動力輸出軸驅(qū)動風(fēng)機(jī)）等因素還不能廣泛地應(yīng)用于我國農(nóng)村。精密播種作為一種先進(jìn)的現(xiàn)代化種植技術(shù)，在國外近60年來有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，已形成了相當(dāng)完善的體系，并已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，從育種到播種的各項技術(shù)都已相當(dāng)成熟。在國內(nèi)玉米精密播種技術(shù)的試驗研究也已有30多年的歷史。現(xiàn)在我國農(nóng)村仍廣泛采用條播或穴播的玉米種植方式，條播和穴播浪費(fèi)種子，出苗后要浪費(fèi)時間和勞動力去問苗定苗，不便于機(jī)械化管理，而且使土壤營養(yǎng)和水分不必要地浪費(fèi)在被間掉的秧苗上。綜上所述，我國農(nóng)村尚需結(jié)構(gòu)簡單、播種質(zhì)量較高且工作可靠的機(jī)械式玉米精密播種機(jī)具。 傳統(tǒng)播種機(jī)的播種方式均為開溝、播種、覆土、填壓等。對土壤的的擾動過大，導(dǎo)致土壤水分的大量損失；土壤表層干土與底層濕土混合，影響種子發(fā)芽；在有地膜覆蓋的土壤條件下，不能進(jìn)行常規(guī)機(jī)械播種作業(yè)；在秸稈還田和少耕及免耕條件下，開溝器易堵塞造成作業(yè)質(zhì)量下降。特別是在我國北方玉米種植區(qū)內(nèi)，早春干旱現(xiàn)象逐年加劇，因此在適宜播種期內(nèi)快速保墑地完成玉米的機(jī)械化播種作業(yè)才能保證苗齊、苗壯，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)。因此，隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一種新型播種方式的播種機(jī)——打穴式播種機(jī)。打穴式播種機(jī)用打穴機(jī)構(gòu)代替開溝器在土壤上連續(xù)打孔，而僅在預(yù)定播種位置的土壤墑打穴，并不人性化適應(yīng)農(nóng)民的需求。
