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轻便型水稻直播机的研制

作　者: 马广
导　师: 丁为民
学　校: 南京农业大学
专　业: 农业工程
关键词: 水稻直播机创新设计方案评价田间试验
分类号: S223
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

水稻是我国的主要粮食作物之一。水稻直播因不用秧苗,免去了育秧、移栽等工序,具有节约劳动力,降低劳动强度,提高劳动生产率等优点,被欧美等国广泛应用。我国水稻直播机械化程度很低,研究水稻直播机械化具有重要意义。本研究得到了金华市科技计划项目“轻便型水稻直播机的研制”(编号：2004-2-125)资助。水稻直播机具有很好的市场前景。企业要提高市场竞争力以获取较大的市场份额,需要加快产品的更新换代,提升产品的性能和价值,对产品有所创新。针对企业这一需求,本文运用设计方法学思想和创新设计方法,对水稻直播机进行了创新设计,并对设计的产品进行了样机试制,最后样机进行了田间试验,取得了较好的试验效果。目前已申请该款轻便型水稻直播机的新型实用专利。论文综述了水稻直播技术与水稻直播机的发展现状,概括了设计方法学和创新设计的原理和方法及国内外发展与研究现状,阐述了机电产品创新设计的理论和方法,并运用该方法对水稻直播机进行方案、结构和功能的创新设计。通过功能提取、功能分解、功能原理求解和综合,获得若干可行方案。分析了水稻直播机各功能模块及他们之间的关系,根据水稻直播机的特点、经济因素、技术因素以及性能因素,建立了多目标和多层次结构的评价指标体系。运用AHP方法,对方案进行评价和筛选,选出相对较优的方案。根据创新的思维方法和创新的原理,以提高设备的性能为目标,对评价得到的方案运用CAD软件——Pro/E对轻便型水稻直播机进行了详细的结构设计,运用AUTO CAD软件绘制了各零部件图纸。将整个系统集成,得到了具有功能创新和结构创新特点的水稻直播机。对设计的轻便型水稻直播机进行了样机试制,并进行了田间试验,对成穗率、瘪粒率、穗长、株高、谷草比、产量、水资源消耗量、用种量、作业效率、作业成本等十个方面进行了试验及分析比较。结果表明：与普通插秧相比,样机的播种效率有很大程度的提高,并具有节水、省种、作业成本低等特点。本文的创新内容主要体现在以下五点：(1)本机型结构简单,重量轻,携带移动方便,使用简便,清洗维修容易,适用于单户应用,与目前我国的农业生产模式相适应。(2)本机设定的凸边振动防漏播装置在结构上与其他机动直播机防漏播装置比较,具有独创性,在应用中也体现出较好的防漏播性能。(3)本机设定的播种量调节装置,可根据需要大范围调节播种量,并适应种子的不同发芽状态。在结构设计上简单合理,调节方便。(4)本机设定的刮泥板消除脚孔装置,可抹去人工操作留下的脚孔,有利于种子的生长,提高水稻产量。(5)本机的制造成本在130元以下,市场售价在200元以内,农户普遍能够承担,有较好的市场前景。水稻直播机播种机构是水稻直播技术推广的设施保证,目前应用的水稻直播机一般为机动直播机,不太适合小田块作业,且价格较高,农民接受程度不高,不利于水稻直播技术的推广。轻便型水稻直播机,利用手动单人操作,效率高,轻便灵活,适用单户小田块作业,且价格低,农户容易接受,有较好市场推广前景,并可填补轻便型水稻直播机的这一市场空白。

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摘要 7-9ABSTRACT 9-11第一章绪论 11-18 1.1 国内水稻种植机械化现状分析 11-12 1.2 水稻直播技术及其机械化的意义 12-14 1.2.1 水稻直播技术发展的国内外现状 12-13 1.2.2 水稻直播的优点 13-14 1.3 现有水稻直播机械及存在问题 14-16 1.3.1 国外水稻直播机械化 14-15 1.3.2 国内水稻直播机械化 15 1.3.3 我国水稻直播机械发展中存在的问题 15-16 1.4 论文研究的目的意义 16-17 1.5 论文研究的主要内容 17-18 1.5.1 课题来源 17 1.5.2 论文研究内容 17-18第二章水稻直播机创新设计的理论与方法 18-29 2.1 机电产品创新设计的基本理论支持 18-20 2.1.1 创新设计的基本要素 18-19 2.1.2 创新设计的思维特点 19 2.1.3 创新设计的基本原理 19-20 2.2 机电产品创新设计的方法 20-23 2.3 创新设计的理论与方法在水稻直播机设计中的应用 23-29 2.3.1 水稻直播机创新设计的思维模式 23-25 2.3.2 水稻直播机创新设计的思维方法 25-26 2.3.3 水稻直播机创新设计的过程 26-29第三章水稻直播机的创新设计与评价 29-53 3.1 产品规划 29 3.2 方案的创新设计 29-35 3.2.1 设计任务书 29-30 3.2.2 功能提取与分解 30-33 3.2.3 原理求解的综合 33-35 3.3 水稻直播机方案的评价 35-45 3.3.1 方案评价概述 35-36 3.3.2 方案的评价方法 36 3.3.3 方案的评价指标及多级递阶结构图 36-39 3.3.4 判断矩阵的建立 39-40 3.3.5 相对重要度计算 40-43 3.3.6 一致性检验 43-44 3.3.7 综合重要度计算 44-45 3.4 技术设计 45-53 3.4.1 机架与料斗 45-46 3.4.2 播种机构 46-48 3.4.3 播种量调节装置 48-49 3.4.4 防漏播装置 49-50 3.4.5 刮泥板装置 50 3.4.6 整机结构设计结果 50-53第四章轻便型水稻直播机的田间试验 53-62 4.1 水稻直播的增产机理 53 4.2 水稻机械直播作业的技术要求 53-54 4.3 水稻机直播农艺配套技术措施 54-55 4.4 轻便型水稻直播机的田间试验 55-61 4.4.1 材料与方法 55-56 4.4.2 结果与分析 56-61 4.5 田间试验结论 61-62第五章总结与展望 62-65 5.1 总结 62-63 5.2 展望 63-65参考文献 65-72致谢 72

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