南京农业大学精密播种机srt计划项目申请报告书.doc
SRT计划项目申请书项目名称: 精密播种机 申请者: 钱有张 院 系: 农机系 专 业: 农业机械化及其自动化 指导教 师: 丁启朔 职称: 教授 12年 4 月9日南京农业大学教务处制填 报 说 明一、填写申请书前,请先查阅南京农业大学SRT计划项目管理办法(校教字2003134号)文件和当年教务处关于SRT计划项目申请的要求及有关规定。二、申请书的各项内容,要实事求是、逐条认真填写。表达要明确、严谨。第一次出现的缩写词,需注出全称。三、申请书一律采用计算机打印,纸张标准为A4纸,于左侧装订成册。第三页起各栏空格不够时,可自行加页。一式二份,交所在学院办公室。四、凡选择性栏目,请在相应提示符A、B、C等之上打勾()。五、有关表格、材料请从教务处网站()的“下载中心”中下载填写。六、联系单位:教务处实践教学科地址:文科楼A座217室电话:84395910E-mail: jwcsjk一、简表申请者姓名钱有张学号30110127班级农机01年级大二电话13585192854E-mail1451663029项目名称精密播种机项目来源A、 自立项目 B、教师科研课题的子项目 C、其它项目类型A、实验研究 B、调查研究 C、软件制作经费来源A、学校资助 B、导师课题资助 C、企业资助经费额度指导教师姓名丁启朔指导教师职称教授合作者姓名、学院、班级王桑龙 工学院 农机01郭冬冬 工学院 农机01徐 路 工学院 农机01蒋 婷 工学院 农机01申请时间2012年4月9号完成时间项目研究内容摘要研究内容研究影响振动板式精密播种机排种器的冲种效率的各个因素,振动板的力学模型如图 3 图3 振动板的力学模型本课题主要对风机的不同参数,包括流道结构,导风结构,风压,转速等,还有果树冠层离风机的不同距离对风机气流速度场分布的影响进行了试验研究。同时结合流体力学和CFD软件,在风场中加入喷雾对环形喷雾雾流场进行数值模拟研究。主要研究内容如下:1.环形喷雾风机不同工况下气流速度场的测量。2.果树冠层离风机不同距离,不同工况下,果树冠层内风速的分布测量。3.运用数据处理软件SPSS等对试验数据进行处理分析,对环形喷雾风场分布做规律性的探索。4.不同工况下环形喷雾雾流场的数值模拟二、立论依据 (包括项目的研究意义、现状分析,并附主要参考文献及出处) 原因是,具有“拉长椭球状”的小麦种子形状复杂, 在种子箱内处于紊乱的无秩序状态,很难被排种元件囊取、抓取或吸附。它们能以任何状态垂直的、倾斜的、水平的, 甚至以翻转倾斜状态囊入型孔或被吸孔所吸住, 很难达到单粒有效的囊种和单粒精密排种。尽管上述排种器对接近球粒状的中耕作物种子都能进行很好的单粒精密排种, 但却对纺锤状小麦种子一筹莫展。为了解决小麦单粒排种问题, Cemehob 提出种子排队理论并进行了振动排种的精播试验,但始终没有找到实用的小麦单粒排种器;英国人利用孔带式排种器, 德国人利用Aeromat 型气吹式排种器都未能解决小麦单粒精密排种问题。小麦种子是几何形状极不规则的侧面带有“腹沟”的纺睡状种子,重心不在几何形体的中心,运动或流动时容易产生翻转,破坏原始种子流。在投种落地时容易产生散射或翻转滚动, 无规则地分布在种植沟内, 降低粒距分布精度及播种均匀度,远比球粒形种子精确成穴困难。国外小麦精密播种机的结构完全采用传统中耕作物精密播种机的工作部件和结构,因而体形庞大, 一器一行, 拥挤不堪, 难以适应窄行距小麦精密播种机的总体配置要求。英国的PSD 一80和德国的GS一23等小麦精播机结构臃肿笨重,田间通过性能差, 操作使用技术复杂,种子破碎率大,故障多, 因而未能解决精播小麦问题, 在实际使用中没有获得用户的欢迎。英国、德国的小麦精播农艺实际上是窄行距(10.5cm) 大播量(180kg/ha) 的条播,每株分蘖只有2个左右。欧洲、苏联的农学家至今仍坚持采用7.5、10.5、15cm的窄行距条播农艺规范和25.8cm2的管养面积, 因而没有可能实现真正的小麦精少量播种。苏联、英、德的经验证明, 在现有不变的条播农艺条件下, 单纯以种子粒距的均匀分布来实现小表精密播种是很难取得任何增产效益的。在此条件下, 小麦精播与条播没有多大差别。32.2 国内研究现状锥盘式小麦精密播种机如图1 在实际生产中得到广泛应用, 锥面型孔盘旋转时, 通过控制型孔的尺寸, 控制小麦的播量。锥面型孔盘的型孔有小型孔和大型孔2 种, 小型孔的锥盘只生产了一段时间, 而后主要生产大型孔的锥盘。该机在我国的推广已达17个省市, 其结构简单, 价格便宜, 作业速度2.5-4.5km/h。从田间实际作业情况看,该机播的小麦属稀条播。在我国应用的气力式小麦精密播种机适用于小区育种, 小区地块小且分区多, 播种的作物品种多, 要求不混种, 每行单粒播种, 所以, 该机结构复杂、价格高、播种时作业速度低。在我国使用的这种播种机主要是从国外引进,国内也有一些仿制产品。该机之所以适合小麦精播是由其排种器的结构所决定的, 它采用双吸盘式精密排种器如图2 ,双吸盘一个为螺旋槽盘, 另一个为径向槽盘, 两盘相交所形成的型孔在整个曲线运动过程中是变化的, 这一特性可自动清除吸孔上吸附的多余种子, 保证了单粒或双粒吸种, 不需清种装置, 而且对于各种作物(不同形状、不同大小、不同千粒重) 的种子都能实现单、双粒播。 1 种子器2 排种器底座3 锥面型孔盘4 投种孔盘5 大锥齿轮6 小锥齿轮7 立轴8 键9 压帽10 投种器总成11 型孔12 种子13 漏斗14 刮种器1990 年初, 黑龙江省农业科学院耕作栽培研究所仿制成功了2XJB24 型小区精密播种机, 在小范围内进行了生产与应用, 但没有普及推广。由于该气吸式排种器在播种作业时效果好, 比机械式排种器的精度高, 而且通用性好, 在小区上的应用越来越广泛。为提高其年有效利用率, 西北农业大学作了小区精密播种机用于大田作业的改进研究, 使该机可连续均匀供种, 但作业速度低。双吸盘排种器图21 径向槽盘2 排种器体3 格轮4 螺旋槽盘5 端盖6 传动卡爪人们用现有的小麦精播机进行作业时发现, 它们的作业效果并不是很理想, 主要原因是排种器的充、排种机理和结构不适于小麦, 从而, 引起了人们对这方面研究的关注依据型孔的形状类似于小麦的形状, 配以离心力、重力等进行充种, 研制了锥盘式、水平锥孔排种盘配锥型散种器式4 、滚筒式小麦精密排种器6依据电磁振动原理, 广西农学院也在1979年前后研制过用于稻谷单粒点播的电磁振动排种器, 它具有小播量精播稻谷、麦种且不伤种子的优点。其缺点是每行需用一套振动设备, 结构复杂, 播量调整麻烦, 不能做到随作业速度而同步变化。依据内充种原理, 河北农业大学5 研制的内充种式小麦精密排种器也开始在实际生产中推广应用。上述各种原理研制而成的排种器, 除了锥盘式和内充种式小麦精密排种器推广与应用外,其他的仅限于理论上的研究与室内实验, 并没有在实际生产中得到推广应用。3、研究目的和意义精密播种技术是一种先进的种植方法,它具有省种子、省间苗工、增产、提高作物品质等显著优点。目前已成为世界各国多种作物田间种植的主要方式。随着现在农业技术的不断发展,尤其是种子工程技术的不断成熟,农作物在田间的种植要求及生长环境发生了巨大的变化,我国现在大部分地区小麦的种植方式仍是条播播种。目前的精密排种器的种类很多,但这些排种器难以满足像水稻、小麦等不规则形状种子的精密播种作业。本课题的目的在于提供一种可避免损伤种子,播种性能好,具有严格的播种精度的精密排种器。参考文献:1 梁素钰,封俊,曾爱军. 我国小麦精密播种机的现状与发展趋势J. 农业机械学报,1998,29:81-84.2 张波屏. 现代种植机械工程M. 机械工业出版社,1997.3 张波屏. 国内外小麦精密播种机技术纵横J. 农牧与食品机械,1992,(4):37-41.4.赵根尚 等. 小型小麦精量播种机 实用新型 CN 87210217U5 马连元,刘俊峰,崔和瑞. 内侧冲种垂直圆盘排种器的结构、远离和应用果园植保机械现状与发展研究J. 农业技术与装备,2009,(10):30-31.6 蹇兴东, 彭嵩植. 小麦单粒精密排种器, ZL 95239668. 8 (专) 唐辉宇. 8 郑文钟,应霞芳. 我国植保机械和施药技术的现状、问题及对策J. 农机化研究,2008,(05):219-221.9 毕士成. 浅议我国果园喷药机械化问题J. 北方果树,1998,(02):33.10 弋晓康. 植保机械的现状及发展趋势J. 河南农业科学,2006,(04):72-73.11 何雄奎. 改变我国植保机械和施药技术严重落后的现状J. 农业工程学报,2004 (01):13-15.12 傅锡敏,薛新宇. 基于我国施药技术与装备现状的发展思路J. 中国农机化,2008,(06):72-76.13 傅泽田,祁力钧,王秀. 化学农药喷施技术的优化M. 北京:中国农业科学技术出版社,2002.12三、研究方案1. 项目研究的目标、内容和拟解决的关键问题1 目标充分利用现有的科研试验条件,搭建振动试验台,根据试验需要设定多种工况,实时采集所需相关试验数据,并对数据进行分析,能够得到小麦在振动板面上的运动规律。通过所得到的规律指导小麦在振动板上的冲种,从而获得小麦在振动板上冲种的最佳模型。2 目前需要解决的问题 谷物的精密播种难度大,至今国内尚无成熟的机型151,而现有的谷物条播机大多是以外槽轮式或窝眼轮式排种器为核心工作部件。但由于播种器的结构限制,播种精度低、均性差、空穴率高、容易伤种等。因此谷物在直播中一般是采用大播景条播。这样,基木苗太多,间苗费工费时,容易产生苗荒,而目浪费大景的优良种子。2.1种子物理特性的差异,要求型孔的特殊性 型孔盘和窝眼轮的排种质景取决于型孔和窝眼的充种情况和清种情况11。尤其是21世纪国内外播种机排种器的发展趋势之一的气力式排种器的研制和开发,都聚焦于设计合适的型孔和窝眼。恰当的型孔和窝眼包括型孔和窝眼的空间形状和二维尺寸。目前采用较多的窝眼有圆柱形、圆锥形或半球形等,型孔有圆弧形、长条形等。在水稻精密播种中,因稻谷体积小,形状不规则,有棱有角,而目一般播种需要浸种,而浸种后种子含水率高、流动性差、容易架空。因而对型孔的设计和选择就更为重要。所以要实现水稻单粒精密播种的技术关键之一是寻求合适的型孔和窝眼。2.2农艺要求的差异,决定囊种工艺的特殊性 按照农艺要求,杂交水稻的精密播种中种子必须破腰露白。然而这样的种子在播种中极易受到机械力的伤害,影响出苗率。其次,每穴种子最多不超过两粒,最少保证一粒。少于一粒造成漏播,多于两粒则抑制植株的分粟能力,影响产景,同时造成优良种子的浪费。这些是现有排种设备难以满足的,也是谷物精密播种机难以实现的关键。因此为了避免种子的损伤,必须找到一种包衣材料,对种子实施包衣处理。对包衣材料的要求是既能保证为种子出苗发芽时提供充足的营养,同时又不伤害己露白的种子的胚芽、不影响种子的发芽和出苗。因此研制、开发、寻找合适的包衣材料是实现水稻精密播种的又一关键。2.3新技术的应用,要求相关设施同步发展 气力式精量播种机所采用的排种器大多是利用气流压力差从种子室攫取种子并依次将其排出,以气流为载体完成囊种和排种。与机械式精量播种机相比,具有不伤种子、对种子外形尺寸要求不严、整机通用性好、作业速度高等优点,已成为精密播种机的研究方向。目前,气流的压差是影响气力式精密播种机播种量精度的主要因素iHi。选用、制造合适的风机,保证恒定、适宜、可调风压的风机是实现气力式精密播种的关键因素。2. 拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析1、研究方法风机气流速度场的研究,对提高农药利用率有着重要的意义,必须采用合理的试验手段和先进的测试仪器对环形喷雾中复杂的风场进行试验研究和理论分析。同时采用数值模拟工具CFD对加入喷雾的雾流场进行模拟,为环形喷雾雾流场分布规律研究和控制系统设计提供理论依据2、技术路线课题文献资料的查阅振动冲种试验台的搭建不同振动频率下冲种率试验不同振幅下冲种率试验数据分析得出结论不同板面下的冲种率试验3.本项目的创新之处4.项目研究计划及预期进展5. 预期研究成果充分利用现有的科研试验条件,搭建振动试验台,根据试验需要设定多种工况,实时采集所需相关试验数据,并对数据进行分析,能够得到小麦在振动板面上的运动规律。通过所得到的规律指导小麦在振动板上的冲种,从而获得小麦在振动板上冲种的最佳模型。四、研究基础1. 与本项目有关的研究工作积累和已有的研究工作成绩2. 已具备的条件、尚缺少的条件和拟解决的途径(包括利用教学实验室、科研实验室和实习基地等的计划与落实情况)五、经费预算支 出 科 目金 额(元)计 算 根 据 及 理 由总计注:开支范围详见校教字(2003)134号南京农业大学SRT计划项目管理办法文件的第十三条。六、审查意见指导教师意见 指导教师签名: 年 月 日系部意见 负责人签名、公章: 年 月 日学院意见 负责人签名、公章: 年 月 日学校意见 负责人签名、公章: 年 月 日备注七、申请者承诺我保证上述填报内容的真实性。如果获得资助,我与本项目组成员将严格遵守学校的有关规定,在不影响课程学习的同时,保证项目研究工作的时间,并按计划认真开展研究工作,在项目研究过程中或结束时,接受学校对本项目的中期检查和结题验收,并按时提交工作总结和结题报告。申请者(签名): 年 月 日