機械設(shè)計制造及其自動化+王佳豪+202101016674+開題報告（11月15 日改）

山東英才學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題目一種氣吸式大蒜播種機的結(jié)構(gòu)設(shè)計學(xué)院工學(xué)院班級本科機制2101學(xué)生姓名王佳豪學(xué)號202101016674指導(dǎo)教師吳桂日期2024年11月5日

開題報告內(nèi)容：選題的目的、意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀（文獻綜述），研究（設(shè)計）內(nèi)容，研究（設(shè)計）思路、方法或技術(shù)路線，預(yù)期成果，參考文獻等（可加頁）。一、選題目的及意義(一)選題目的當(dāng)前,我國農(nóng)村地區(qū)普遍存在人工勞動效率低、種植成本高等問題,急需通過氣吸播種機的創(chuàng)新設(shè)計來提高播種作業(yè)的自動化水平和作業(yè)效率。大蒜作為一種重要的經(jīng)濟作物，在全球范圍內(nèi)被廣泛種植和消費。然而，傳統(tǒng)的大蒜播種方法存在著效率低、播種質(zhì)量難以保障的問題，嚴重制約了大蒜種植業(yè)的發(fā)展。因此，設(shè)計一款專門用于大蒜種植的氣吸式播種機具有重要的實際意義和市場需求。(二)選題意義1.理論意義農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵,而氣吸播種機作為關(guān)鍵的農(nóng)業(yè)機械之一,其性能對提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)量有著直接影響。當(dāng)前,我國農(nóng)村地區(qū)普遍存在人工勞動效率低、種植成本高等問題,亟需通過氣吸播種機的創(chuàng)新設(shè)計來提高播種作業(yè)的自動化水平和作業(yè)效率。大蒜作為一種重要的經(jīng)濟作物，在全球范圍內(nèi)被廣泛種植和消費。然而，傳統(tǒng)的大蒜播種方法存在著效率低、播種質(zhì)量難以保障的問題，嚴重制約了大蒜種植業(yè)的發(fā)展。因此，設(shè)計一款專門用于大蒜種植的氣吸式播種機具有重要的實際意義和市場需求。2.實踐意義推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程：設(shè)計一款高效、精準(zhǔn)的大蒜氣吸式播種機，有助于推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化進程，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科技含量和競爭力。促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級：引入氣吸式播種技術(shù)，有助于優(yōu)化大蒜種植的生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的升級和轉(zhuǎn)型。節(jié)約資源保護環(huán)境：氣吸式播種機可以減少種植過程中的能源消耗和土壤擾動，有助于節(jié)約資源和保護環(huán)境。提高農(nóng)民收入增加就業(yè)機會：提高大蒜種植的效率和產(chǎn)量，有助于提高農(nóng)民的收入水平，增加農(nóng)業(yè)從業(yè)人員的就業(yè)機會，推動農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀(一)國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)的各廠商，針對大蒜播種機械化也有很多的突破。德易播機械發(fā)展有限公司生產(chǎn)了一款DB-DS-8大蒜播種機，一次可播種八行的大蒜種子，每小時可以播0.2~0.33hm2。其排種器異于大多數(shù)播種機的勺鏈?zhǔn)饺》N方式，它采用指夾式的方式，可以將大蒜種子直接播種到田地里，避免了在排種環(huán)節(jié)中蒜種掉落的缺點。同時株距可以通過對齒輪的更換來調(diào)節(jié)。山東帝龍機械有限公司發(fā)明了兩種類型的大蒜播種機，根據(jù)體型與性能分成小型自走式大蒜播種機與大型氣動直立播種機。前者通過自帶的汽油機可提供12馬力的動力，也是采用勺鏈?zhǔn)降娜》N方式，一次可播種5行。機器取種后種子直接落入土里。后者需通過三點懸掛裝置與拖拉機相連，并依靠拖拉機提供動力，機器一個周期的運動可播種30粒種子，且通過風(fēng)機的配備為整機提供動力使得大蒜種子可以直立播入土中。由山東農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的種盒式大蒜播種機，整機的取種需依靠人工擺放，但區(qū)別于國外的人工取種播種機，它的蒜種盒可以降解，在播種時連同蒜種一起播入土里，同時可以當(dāng)作肥料使用。工作效率是0.1hm2/h，需要人工操作才能滿足播種的需求，增加了勞動力。濟南華慶公司研制了一款自走履帶式大蒜播種機。它可以滿足大蒜種子定向栽植的農(nóng)藝需求，且正芽率可達95%，除此之外行走輪使用履帶，滿足了丘陵地區(qū)的使用。整體的株距和行距可調(diào)整，日播種可達0.33hm2以上。自身配備動力，通過柴油發(fā)動機帶動整機的運作，降低了配備拖拉機的成本。但針對取種部分也是采用勺鏈?zhǔn)降哪Ｊ?，也無法避免受蒜種大小和整機振動的影響。(二)國外研究現(xiàn)狀歐美國家土地比較廣闊，所以針對大蒜播種，采用人工栽植并不現(xiàn)實。因此他們機械化開始的時間相比我國稍早一些，發(fā)展的程度較高，整機體型較大[15]，一次性可完成對土地的旋耕、開溝以及蒜種的栽植、覆土等步驟，播種機排種器多采用勺鏈?zhǔn)降娜》N部件。又因歐美地區(qū)的人們食蒜方式以吃蒜頭為主，沒有食用蒜苔的習(xí)慣，所以針對大蒜播種機的設(shè)計，蒜種均是經(jīng)過排種器或排種管后直接落入土中，不具備鱗芽直立的效果，對于我國的小規(guī)模種植以及食蒜方式并不合適[16]。波蘭Garmach[17]公司針對大蒜播種主要是研制機械式大蒜播種機，譬如AGP系列，生產(chǎn)率是0.2hm2/h。一個工作周期可播種的行數(shù)從三行到八行均可選型，同時隨著播種行數(shù)的增加，整機重量從260kg增加到300kg。AGP系列的整機結(jié)構(gòu)與工作原理均一致，排種器都是采用勺鏈?zhǔn)降娜》N方式。整機可開溝、播種與覆土，可以完成一次完整的播種過程。工作時播種機關(guān)鍵部件鏈條轉(zhuǎn)動，其上的取種勺從種箱中舀取一粒大蒜種子。其優(yōu)勢是整機重量輕、結(jié)構(gòu)簡單，容易檢修。但通過取種勺的運動使大蒜種子直接落入土穴當(dāng)中并不能保證蒜種的直立，同時取種勺的尺寸固定，無法滿足大蒜這種球形率較高的種子，以使其每一個都被舀取到或者不會一次性舀取一個以上，這會導(dǎo)致漏播率、重播率變高的問題。Garmach公司還有MGP系列的大蒜播種機，它的原理是需要人工將大蒜種子放置在種盒內(nèi)，隨著齒輪的轉(zhuǎn)動，其上固定的種盒跟著轉(zhuǎn)動，在末端蒜種依靠自身重力落入導(dǎo)種管中。這樣的流程需要人工伴隨整個播種過程，逐一將大蒜種子放置在種盒內(nèi)部。漏播率和重播率的高低取決于人工放種的好壞，比較消耗體力，同時依據(jù)播種行數(shù)的需求，也需要增加工作人員數(shù)量，一般五行需要四名人工坐在機子四周，增加了機子的承重，使所需拖拉機的功率增大，在28KW左右。因為種盒要不斷的運動，所以為了配合導(dǎo)種管，使得二者中間留有間隙，大蒜種子會存在沒有及時落入導(dǎo)種管的情況，只能在后續(xù)依靠重力隨意墜入土中，致使播種合格率降低。波蘭的另一家公司IMBRIANO[18]也有類似APG系列的設(shè)計，也是采用取種勺在種箱中舀取蒜種，但是不同于APG系列采用的豎直導(dǎo)種管，其采用類似彈簧結(jié)構(gòu)的導(dǎo)種管，可以在某種程度上改變種子的運動姿態(tài)。另外還有一款手推自動式的小型播種機，一行勺鏈?zhǔn)饺》N的設(shè)計，整機輕便，結(jié)構(gòu)簡單，適合小批量栽植大蒜的個體戶。土耳其DEMSAN公司設(shè)計有一款牽引式大蒜栽植機[19]。這款播種機一次可播種五行大蒜種子，行距為22cm。通過鏈條的傳動，取種勺從種箱內(nèi)取出一粒大蒜種子，當(dāng)勺子轉(zhuǎn)動到部件底部時，種子落入導(dǎo)種管中。而整機的特點是導(dǎo)種管交錯排布，使得結(jié)構(gòu)更緊密，機子體積更小，同時在每一個導(dǎo)種管后側(cè)都安裝了一個覆土輪用于覆蓋開溝器所開的溝。包括地輪一共有七個輪子。因為導(dǎo)種管的設(shè)計使得大蒜種子入土的合格率提高。而勺鏈?zhǔn)脚欧N器也是一樣避免不了大蒜種子會因為尺寸差異大而取不到種，過小多取種。日本洋馬公司[23]生產(chǎn)了一款型號為PH4R-GHA的大蒜插秧機，可滿足4行播種，效率是人工種植的4倍。操作人員將蒜種放置于播種機上轉(zhuǎn)動的供給孔內(nèi)，人工根據(jù)需求選擇蒜種播種時姿態(tài)直立與否。整機配備有自動調(diào)整路徑方向和播種深度的傳感器，跟隨壟面的高低來對深度自動進行調(diào)節(jié)。整機配備風(fēng)冷四沖程汽油發(fā)動機，通過齒輪傳動來實現(xiàn)換擋。整機采用鋪膜的方式來種植蒜種，株距配備15、16與17cm的零件可選擇更換。綜上所述，國內(nèi)外對于大蒜播種技術(shù)的研究主要集中在傳統(tǒng)播種技術(shù)的改進和現(xiàn)代化播種技術(shù)的探索兩個方面。盡管國內(nèi)的研究起步較晚，但隨著氣吸式播種技術(shù)的引入和發(fā)展，國內(nèi)也逐漸開始重視這一領(lǐng)域的研究和應(yīng)用，希望能夠借鑒國外先進經(jīng)驗，加速大蒜播種技術(shù)的現(xiàn)代化進程，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。文獻評述大蒜作為一種播種范圍遍布全球的農(nóng)作物，其機械化播種可以顯著提高大蒜種植收益，國內(nèi)外有關(guān)大蒜播種機的研究已經(jīng)持續(xù)了幾十年。氣吸式播種機作為一種現(xiàn)代化的精密播種設(shè)備，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的作用。將二者結(jié)合起來將產(chǎn)生一種新型大蒜氣吸式播種機。目前，國內(nèi)外有關(guān)大蒜氣吸式播種機的相關(guān)研究還很少三、研究（設(shè)計）內(nèi)容氣吸式大蒜播種機的總體方案設(shè)計展開，通過對機架、鎮(zhèn)壓裝置、排種風(fēng)機以及種粒箱等關(guān)鍵部件的設(shè)計進行詳細闡述。在機架設(shè)計中，穩(wěn)固性、材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、適應(yīng)性等因素被充分考慮，以確保機器在各種作業(yè)環(huán)境下穩(wěn)定可靠運行。針對土地松土鎮(zhèn)壓的需求，設(shè)計了具有彈簧機構(gòu)的鎮(zhèn)壓裝置，以提高播種質(zhì)量。同時，為滿足大面積播種需求，設(shè)計了適用于大蒜氣吸播種機的種粒箱，以保證播種效率和持續(xù)作業(yè)能力。在傳動系統(tǒng)設(shè)計中，通過對地輪傳動和風(fēng)機傳動的詳細分析，確定了適合播種機運行的傳動方案，確保了風(fēng)機能夠在正常轉(zhuǎn)速下工作四、研究（設(shè)計）思路、方法或技術(shù)路線技術(shù)路線可分為以下幾個關(guān)鍵步驟：氣吸裝置設(shè)計：設(shè)計氣吸槽和吸氣口的結(jié)構(gòu)，確保吸氣均勻，能夠精準(zhǔn)抓取和釋放大蒜種子。計算所需的氣流量和風(fēng)速，確保種子在輸送過程中不被損壞。種子輸送系統(tǒng)：設(shè)計種子輸送管道，確保種子在輸送過程中不易堵塞，并能保持適當(dāng)?shù)乃俣群烷g距。選擇合適的材料，保證耐磨性和使用壽命。播種深度和間距調(diào)節(jié)機制：設(shè)計可調(diào)節(jié)的播種深度裝置，以適應(yīng)不同土壤和氣候條件。研究種子間距控制系統(tǒng)，確保播種效果。經(jīng)過上文的分析，技術(shù)路線如圖1-1所示。五、預(yù)期成果1.畢業(yè)論文1份。2.圖紙折合A0號2張。3.三維建模、整體裝配源文件1套。4.三維模型運動仿真視頻1件。六、參考文獻[1]陳鳳艷,張晉國,陳鳳娟.槽縫式小麥氣吸精密播種機的設(shè)計與研究[J].農(nóng)機化研究,2011,33(08):81-84[2]呂小榮,陳小虎,楊璐杰等.大豆玉米氣吸式播種機補種系統(tǒng)的設(shè)計與試驗[J/OL].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報:1-14[2023-10-18][3]王鳳花,孫凱,賴慶輝等.單行氣吸式微型薯精密播種機設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報,2020,51(01):66-76.[4]李德言.氣吸播種機使用指南[J].農(nóng)業(yè)機械,2021(05):94-95+97.[5]陳爽.氣吸式播種機的發(fā)展現(xiàn)狀與功能特點[J].農(nóng)機使用與維修,2018(08):100.[6]霍紅偉,許連永.氣吸式播種機的理論研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(10):231-232.[7]馬玉寶,張晶.氣吸式播種機簡評[J].農(nóng)機科技推廣,2011(06):57.[8]蘇微,王福林,陳海濤等.氣吸式播種機氣力系統(tǒng)研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2012,43(05):61-64.[9]韓丹丹,何彬,楊文鈺等.氣吸式大豆-玉米帶狀間作播種機的設(shè)計與試驗[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2023,58(04):260-268.[10]陳新予,史宇亮,陳明東等.氣吸式胡蘿卜播種機設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)工程,2021,11(04):106-109.[11]張?zhí)鹛?何曉寧,王延耀等.氣吸式花生精密播種機的研究[J].農(nóng)機化研究,2017,39(05):68-74.[12]秦?zé)?氣吸式精密播種機集錦[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備,2008(01):59-61.[13]SonwaniS,VictorV,NaikR.DevelopmentandPerformanceEvaluationofGarlicPlanter[J].JournalofExperimentalAgricultureInternational,2024,46(5):479-485.[14]ImD,LeeSH,KimHJ,etal.BucketSizeOptimizationforMeteringDeviceinGarlicPlanterUsingDiscreteElementMethod[J].Agriculture,2023,13(6):[15]Karayel,D.Performanceofamodifiedprecisionvacuumseeddrillforno-tillsowingofmaizeandsoybean[J].SoilandTillageResearch,2009,104(1):121-125.畢業(yè)設(shè)計（論文）提綱目錄摘要第一章1.緒論1.1研究背景1.2課題的目的及意義1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析1.4課題要達到的要求1.5技術(shù)路線第二章2.總體方案設(shè)計2.1機架設(shè)計2.2鎮(zhèn)壓裝置設(shè)計2.3排種風(fēng)機方案設(shè)計2.4種粒箱設(shè)計第三章3.傳動系統(tǒng)設(shè)計3.1地輪傳動設(shè)計3.2風(fēng)機傳動設(shè)計第四章4.結(jié)論與展望畢業(yè)設(shè)計（論文）完成進度安排2024年10月-2024年11月中旬：熟悉設(shè)計任務(wù)及要求，查閱并分析畢業(yè)設(shè)計有關(guān)文獻資料，制定設(shè)計方案，撰寫開題報告并答辯。2024年11月-2025年01月：確定總體方案，繪制機構(gòu)運動簡圖，進行總體方案可行性判斷及運動分析等；撰寫畢業(yè)論文初稿，進一步收集材料準(zhǔn)備中期檢查。2025年01月-2025年02月底：細化設(shè)計方案，學(xué)習(xí)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)技術(shù)要求確定主要零部件結(jié)構(gòu)，并提供設(shè)計計算過程，繪制結(jié)構(gòu)總裝圖和相關(guān)零件圖；整理、總結(jié)設(shè)計結(jié)果，撰寫畢業(yè)論文，根據(jù)指導(dǎo)老師建議進一步完善論文，完成中期答辯，為查重做準(zhǔn)備。2025年03月-2025年04月中旬：完成查重、圖紙