基本信息
- 项目名称：
- 新型单（多）排精密玉米播种机
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 针对传统玉米播种机械不能在低成本下实现高效率的全自动大面积播种或者套种，本作品采用相对地面静止斜挖穴的连续自动播种技术，最小限度扰动土壤，对墒的破坏小，利于种子的发芽，且播种效率高。玉米分种机构工作时，大部分种子相对种仓是静止的，最大程度减小机械对玉米粒的扰动，且分种效率高，以达到玉米播种的综合高效率和低成本的目的。
- 详细介绍：
- 玉米是我国三大粮食之一，而经过广泛的调研考察发现，我国大部分地区主要存在以人工播种为主、以机械播种为辅的播种方式，而我国现有的玉米播种机械主要以开沟式和转盘式为主，其都存在保墒效果差等多处不足，如果引进国外的先进设备，其价格较为昂贵且不适合我国国情，因此现存的播种方式不能在低成本下实现高效率的全自动大面积播种或者套种。综上所述，设计出一种低成本高质量高效率的新型玉米播种机械显得很重要。 新型单（多）排精密玉米播种机主要由分种机构模块、排种机构模块、挖穴机构模块、施种机构模块、填埋机构模块、驱动装置模块六大模块组成。1）分种机构：最大程度地减小对玉米粒的损伤，实现精密分种，即每次出种2~3粒；2）排种机构：玉米种粒递种通道，使玉米种粒能够在一定的时间范围内顺利落入施种机构，等待施种；3）挖穴机构：由三个运动模块组成，一是链轮组传动和滑块齿轮齿条传动实现挖穴机构相对地面静止，二是曲柄滑块机构实现斜插挖穴，三是齿轮滑块和曲柄同步复位，周期性对土壤进行相对地面静止的斜插式连续挖穴，以便将土壤挖掘出一定大小和深度的孔洞用于点播；4）施种机构：自动施种与挖穴同步，并不会发生玉米种粒堵塞现象；5）填埋机构：设计能够在施种完成后将玉米孔洞填埋，覆盖玉米种粒，压实土壤；6）驱动装置：设计为整机提供足够的动力，使整机能完成预定的任务。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1.设计目的:玉米是我国三大粮食之一，而我国大部分地区播种方式不能在低成本下实现高效率的全自动大面积播种或者套种。设计出保墒效果好，分种效率高且不伤种，挖穴与落种同步，适应多种播种环境的新型播种机械，提高种子发芽率和播种效率，以达到玉米播种的综合高效率和低成本的目的。 2.基本思路：采取样机试制的方式对单排精密玉米播种机的设计和运行进行深入研究。本作品采用模块化设计思想，将单排精密玉米播种机的设计分不同模块进行，主要分为分种机构模块、排种机构模块、挖穴机构模块、施种机构模块、填埋机构模块、驱动装置模块六大模块。首先通过虚拟设计技术建立虚拟样机模型，并分析研究各结构、运动和参数，然后绘制图纸，加工实物样机，最后搭建实验平台实验分析优化。 3.创新点：1）内置开口勺取种与跟随运动连杆滑块机构的创新设计；2）相对静止斜插式与阀门式铲头连播实现自动连播技术。 4.技术关键:1）分种机构：最大程度地减小对玉米粒的损伤，实现精密分种；2）挖穴机构：由三大模块组成，一是链轮组传动和滑块齿轮齿条传动实现挖穴机构相对地面静止；二是曲柄滑块机构实现斜插挖穴；三是齿轮滑块和曲柄同步复位；3）施种机构：由施种导管和自动阀门式铲头组成，开始→特殊位置→控制阀门开→玉米粒下落。 5.主要技术指标 排数 播深cm 长cm 宽cm 高cm 估计价格/元 1 6-8 120 50 80 1500 3 6-8 120 200 80 3800
科学性、先进性
- 与传统的玉米播种机相比，该作品具有科学性和先进性，具体体现在以下几个方面： 1）从总体设计上来看，本作品具有结构紧凑、承载大，挖穴装置不易堵塞和适用范围大的特点。 2）运用开环式控制系统，施种与挖穴机构配合实现“即挖即播”的功能，使得播种效率大大提高。 3）运用斜插点播技术，作业效率高，实现多排同时播种、播种方式能最小限度扰动土壤，并自动填埋，有利于提高玉米种粒发芽率，具有良好的机动性能和广泛的推广前景。 4）一般的玉米播种机采用开槽式播种，适用范围局限性大，只能在土地经过翻土，特别对于玉米套种形式无计可施，而单排精密玉米播种机能很好的应用在套种形式中，同时多排也可进行大面积直播，扩大了适用范围。 5）本作品的设计采用虚拟设计方式，这种高效设计方式的运用，不但为新产品的开发带来了全新的设计和验证演示手段，且在缩短开发周期、节约开发成本方面起到不可替代的重要作用。
获奖情况及鉴定结果
- 作品《新型多排精密玉米播种机》在武汉理工大学第十届“创新杯”大学生科技文化节之大学生课外学术科技作品竞赛中荣获机械控制类作品特等奖。
作品所处阶段
- 本作品已完成1:1物理样机的加工和下田播种种植实验，取得良好的种植效果，准备进行批量生产。
技术转让方式
- 专利实施许可
作品可展示的形式
- 作品展板、实物模型现场演示、实验实拍视频和动画视频
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：单排播种机以小型柴油机作为驱动，扶手把持方向进行播种，适于多面况小面积播种和套种；多排播种机主要以农用拖拉机带动，其后输出作为驱动，主要适于大面积平坦面况自动播种。 推广前景的技术说明：1)采用相对地面静止挖穴的连续自动播种技术，实现“即挖即播”，保墒，提高发芽率，且播种效率高。2)采用自动阀门式铲头，有效防止种子堵塞。可适用于多样土质，且整机灵巧轻便，适于高效率套种。多排玉米播种机适于大面积播种，效率可观。3)分种时最大程度减小对玉米粒的扰动，护种效果好且分种效率高。4)通过修改内置开口勺的容积和形状，此发明可适于多种种子播种。 经济效益预测：通过相关实验计算和调研比较发现，本作品播种效率可达1.0亩/h，其保墒效果较好，发芽率高，而开沟式和转盘式播种机播种效率可达1.4亩/h和0.7亩/h，但其保墒效果一般，发芽率较本作品要差一些。因此，在相同条件下，新型单排玉米播种机具有较好的竞争能力，在我国这大农业市场，其经济效益是相当可观的。
同类课题研究水平概述
- 国外玉米播种机械技术的研究始于20世纪初，在目前在欧美等发达国家的精密播种机械技术已经达到了相当完善的程度，在精密播种机上除了安装完善的整地、覆土、镇压、及施肥、喷洒农药的装置外，其排种装置多采用的新的原理，在国外精密播种机主要向大型、高效、操作和控制电子化方向发展。 国外现有的玉米精密播种机按排种器种类主要分机械式和气力式两类。在欧美、美国和日本等发达国家，实现玉米精密播种均采用气力式播种装置。这种排种器精密排种的质量高、所用种子不用分级且破损率低，但其结构复杂、造价高以及工作参数调整困难和动力机械不配套（拖拉机无独立式动力输出轴驱动风机）等因素还不能广泛地应用于我国农村。精密播种作为一种先进的现代化种植技术，在国外近60年来有了突飞猛进的发展，已形成了相当完善的体系，并已经得到了广泛的应用，从育种到播种的各项技术都已相当成熟。在国内玉米精密播种技术的试验研究也已有30多年的历史。现在我国农村仍广泛采用条播或穴播的玉米种植方式，条播和穴播浪费种子，出苗后要浪费时间和劳动力去问苗定苗，不便于机械化管理，而且使土壤营养和水分不必要地浪费在被间掉的秧苗上。综上所述，我国农村尚需结构简单、播种质量较高且工作可靠的机械式玉米精密播种机具。 传统播种机的播种方式均为开沟、播种、覆土、填压等。对土壤的的扰动过大，导致土壤水分的大量损失；土壤表层干土与底层湿土混合，影响种子发芽；在有地膜覆盖的土壤条件下，不能进行常规机械播种作业；在秸秆还田和少耕及免耕条件下，开沟器易堵塞造成作业质量下降。特别是在我国北方玉米种植区内，早春干旱现象逐年加剧，因此在适宜播种期内快速保墒地完成玉米的机械化播种作业才能保证苗齐、苗壮，进而实现稳产和高产。因此，随着农业技术的发展，出现了一种新型播种方式的播种机——打穴式播种机。打穴式播种机用打穴机构代替开沟器在土壤上连续打孔，而仅在预定播种位置的土壤墒打穴，并不人性化适应农民的需求。
