單筒滾動式播種機畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1課題來源1</b></p><p>　　1.2本課題的項目背景及研究意義1</p><p>　　1.2.1國內(nèi)發(fā)展概況3</p>

2、;<p>　　1.2.2 國外發(fā)展概況4</p><p>　　1.3課題研究的主要內(nèi)容5</p><p>　　1.3.1主要內(nèi)容5</p><p>　　1.3.2技術(shù)要求5</p><p>　　1.3.3關(guān)于題目的具體要求5</p><p>　　1.4關(guān)鍵問題及解決思路6</p>

3、<p>　　1.4.1關(guān)鍵問題6</p><p>　　1.4.2解決思路及設(shè)計方案6</p><p>　　1.5設(shè)計方法和技術(shù)路線7</p><p>　　第二章 播種機的結(jié)構(gòu)設(shè)計9</p><p>　　2.1轉(zhuǎn)動部分的設(shè)計9</p><p>　　2.1.1行走地輪的設(shè)計9</p>

4、<p>　　2.1.2鴨嘴的選用9</p><p>　　2.1.3接種漏斗的設(shè)計10</p><p>　　2.2內(nèi)部固定部分的設(shè)計11</p><p>　　2.2.1固定部分外殼的設(shè)計11</p><p>　　2.2.2播種機構(gòu)的工作原理11</p><p>　　2.2.3排種輪的設(shè)計12<

5、;/p><p>　　2.2.4毛刷輪的設(shè)計15</p><p>　　2.2.5各零件位置配合的設(shè)計16</p><p>　　2.2.6固定部分外殼的繼續(xù)設(shè)計17</p><p>　　2.2.7排種盤的設(shè)計19</p><p>　　2.3中心軸承的選擇20</p><p>　　2.4軸的設(shè)計

6、和校核20</p><p>　　2.5地輪與軸連接方式的設(shè)計21</p><p>　　2.6鏈輪和鏈條的選用21</p><p>　　2.7推桿和連接部分的設(shè)計22</p><p>　　2.8本章小結(jié)23</p><p>　　第三章 播種監(jiān)控裝置的設(shè)計24</p><p>　　3.

7、1紅外發(fā)射接收裝置的選用及安裝24</p><p>　　3.2無線信號收發(fā)模塊的選用及安裝25</p><p>　　3.3單片機的選用及安裝26</p><p>　　3.4蜂鳴器的選用27</p><p>　　3.5電路圖及程序設(shè)計思路27</p><p><b>　　3.6整合28</b&

8、gt;</p><p>　　3.7本章小結(jié)29</p><p><b>　　總結(jié)30</b></p><p><b>　　致謝31</b></p><p><b>　　參考文獻33</b></p><p><b>　　第一章 緒論<

9、;/b></p><p><b>　　1.1課題來源</b></p><p>　　本課題來源于北華大學(xué)機械工程學(xué)院和樺甸市宏昌機械廠的校企合作項目。</p><p>　　1.2國內(nèi)外發(fā)展概況</p><p>　　我國玉米主要種植地區(qū)在黑龍江、吉林、遼寧、北京、河北、山東、河南、內(nèi)蒙古、西北等地。播種機是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中關(guān)

10、鍵作業(yè)環(huán)節(jié)，必須在較短的播種農(nóng)時內(nèi)，根據(jù)農(nóng)業(yè)技術(shù)要求，將種子播到田地里去，使作物獲得良好的發(fā)育生長條件。播種質(zhì)量的好壞，將直接影響到作物的出苗、苗全和苗壯，因而對產(chǎn)量的影響也很大。傳統(tǒng)的播種方式有：(1)點播 人工開穴、人工撒種、人工覆土，最傳統(tǒng)的播種方式，優(yōu)點：用種量少、隨機性強，缺點：效率低、勞動強度大、播種質(zhì)量不易控制，主要用于麥田套種、山地或丘陵地播種；(2)條播 用人力或畜力開溝、人工撒種、人工覆土，比較傳統(tǒng)的播種方式，優(yōu)

11、點：用種量少、行距和播種深度容易控制，缺點：效率不高、勞動強度大，主要用于比較平整地塊，多集中于經(jīng)濟不太發(fā)達地區(qū)；(3)機播 用專門播種機械一次完成播種任務(wù)，優(yōu)點：行距和播種深度容易控制、效率高，缺點：易出現(xiàn)漏播現(xiàn)象，造成缺苗、斷壟，主要用于大面積平整土地，多集中于經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。農(nóng)業(yè)是人類“母親產(chǎn)業(yè)”，遠在茹毛飲血的遠古時代，農(nóng)業(yè)就已經(jīng)是人類抵御自然威脅和賴以生存的根本，農(nóng)業(yè)養(yǎng)活并發(fā)展了人類，沒有農(nóng)業(yè)就沒有人類的一切，更不會有人類的現(xiàn)

12、代文明。社會生產(chǎn)</p><p>　　播種是農(nóng)業(yè)最重要的作業(yè)環(huán)節(jié)之一，播種機械是農(nóng)業(yè)機械重要組成部分，播種機的優(yōu)劣直接影響到農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率、農(nóng)作物的產(chǎn)量以及農(nóng)產(chǎn)品的成本，因此發(fā)展高質(zhì)量的播種機械是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的迫切要求。盡管播種機已有較長的發(fā)展歷史，并且在幾乎所有發(fā)達國家中早已實現(xiàn)了播種機械化，但迄今為止人們對播種機的改進、提高和發(fā)展仍十分重視。</p><p>　　我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是

13、國家政治穩(wěn)定和人民安居樂業(yè)的基礎(chǔ)。隨著我國加入WTO以后承諾的各項有關(guān)農(nóng)業(yè)方面的條款的相繼落實，農(nóng)業(yè)將面臨前所未有的巨大挑戰(zhàn)和機遇。目前，國際化、機械化、自動化已成為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個基本趨勢。加入世貿(mào)組織將是我國農(nóng)業(yè)向國際化、機械化、自動化邁進的極為關(guān)鍵的一步，它有利于我國農(nóng)業(yè)更好地進入世界市場，同時也將給農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展帶來嚴峻挑戰(zhàn)。當(dāng)今科技的發(fā)展和農(nóng)業(yè)作業(yè)模式的變革促進了農(nóng)業(yè)機械的升級和進步。雖然我國是一個傳統(tǒng)意義上的農(nóng)業(yè)大國，但是

14、在農(nóng)業(yè)機械方面卻遠遠落后于其他發(fā)達國家。隨著改革開放的深入發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進步，我國的農(nóng)業(yè)機械已進入了一個新的發(fā)展階段。國外一些發(fā)達國家很早就開始了農(nóng)業(yè)機械方面的研究，基本實現(xiàn)了農(nóng)機自動化，而我國多數(shù)地區(qū)還采用人工或者半機械化，因此我國在農(nóng)業(yè)機械方面遠遠落后于西方發(fā)達國家。</p><p>　　目前國內(nèi)外播種機機型很多，市場上有大量的機型可供選擇。國外發(fā)展的趨勢是向大型，高效，操作和控制電子化方向發(fā)展。播種機

15、主要采用氣力式(氣吹、氣吸)，工作幅寬3～6m，作業(yè)速度6～1Okm/h。國內(nèi)，近幾年由于農(nóng)村經(jīng)濟體制改革的需要，研制和生產(chǎn)的播種機多以小型為主，這些機具多以機械式為主。而我國北方由于地形限制，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民急需一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、工作可靠的小型手推式播種機。</p><p>　　由于年年播種，尤其是科研上就得考慮播種器這個實際的問題，所以播種器就在不斷地創(chuàng)新著與發(fā)展著，那么現(xiàn)在就總結(jié)一下玉米播種器的發(fā)展段。<

16、;/p><p>　　第一個階段：主要是鎬了，用鎬刨然后由工人將種子點播在刨出的坑內(nèi)，再覆上土就OK了，相信很多人都這么種過！用鎬的優(yōu)點是能保證種子直接接觸到濕土，有利于種子快速萌發(fā)。缺點是密度上不去，聽說先鋒最大的密度都在15公分以內(nèi)，那再小的鎬也得哭了，心有余而力不足??！再有揮舞一天大鎬的人就是生有銅肩鐵臂，一天下來也會體力不支的！所以用鎬缺點多，效率低！</p><p>　　第二階段：由于

17、生產(chǎn)及育種思想的變化而導(dǎo)致增加玉米的播種密度的變化，所以產(chǎn)生了一些設(shè)計較新的播種器，主要是解決鎬所不能解決的密度的問題，這一時期的代表有現(xiàn)在生產(chǎn)出售的玉米點播器及專家們設(shè)計的具有類似的功能的點播器，這類工具都是利用一個暫貯種子的部位，一個通暢的管道，一個能伸入土中的設(shè)計，在條件具備后種子落入土中。</p><p>　　傳統(tǒng)的玉米種植法是采用一穴多粒的方式，在一個穴里播種三到四粒種子，根據(jù)種子的出苗情況再通過間苗（

18、把多余的除掉），僅留一株。這是因為傳統(tǒng)的玉米種子出苗率得不到保障，為了保證玉米能出齊苗，農(nóng)民不得不采取每穴多粒的方式播種，但這種方式不僅浪費種子而且也浪費了農(nóng)民們寶貴的錢財。而玉米單粒種植法是指玉米種子一穴一粒，其出苗率達到95％以上，可滿足芽率、芽勢、純度三個方面的指標要求。單粒機播技術(shù)的優(yōu)點一是簡化節(jié)本。玉米單粒機播技術(shù)基本上可以實現(xiàn)“一穴播一粒、一粒出一苗”，出苗后不再像常規(guī)條播那樣需要進行間苗、定苗等田間作業(yè)，簡化了玉米的田間管

19、理技術(shù)，節(jié)省勞力、降低成本。據(jù)測算，單粒機播每畝可節(jié)省間苗和定苗用工費10元左右。在規(guī)模化種植條件下，單粒機播技術(shù)的簡化節(jié)本優(yōu)勢會更加突出。二是節(jié)省種子。通過采取單粒機播方式，種子用量會大幅度降低。傳統(tǒng)機械條播方式一般每畝用種量2.5～3公斤，改單粒機播后每畝用種量可降低到1.5公斤左右，每畝可節(jié)省用種1～1.5公斤，節(jié)省40%～50%，進而也降低了種子的成本投入。三是出苗均勻整齊。玉米單粒播種機可以按照留苗密度需要確定行距和株距。由于

20、落粒均勻一致，保證了植株</p><p>　　玉米單粒播種將是玉米生產(chǎn)的發(fā)展方向，這將給我國傳統(tǒng)的玉米播種方式帶來一次革命。</p><p>　　1.2.1國內(nèi)發(fā)展概況</p><p>　　我國的播種機仍以傳統(tǒng)的谷物條播為主，與小型拖拉機配套的播種機及畜力播種機目前仍占主導(dǎo)地位。全國有500家左右的企業(yè)生產(chǎn)播種機，其中只有10家生產(chǎn)與大中型拖拉機配套的播種機，與小型

21、拖拉機配套的播種機和畜力播種機的產(chǎn)量已占到全國播種機產(chǎn)量的90%以上。近幾年，我國的聯(lián)合作業(yè)播種機發(fā)展也較快，其機具主要有播種—施肥聯(lián)合作業(yè)機、耕作—播種聯(lián)合作業(yè)機、松土—施肥—覆膜—穴播聯(lián)合作業(yè)機和施水—播種聯(lián)合作業(yè)機等，目前又發(fā)展了鋪膜播種聯(lián)合作業(yè)。另外，精少量播種機具推廣勢頭強勁，小麥精少量播種機和中耕作物精密播種機推廣應(yīng)用迅速。</p><p>　　隨著黨中央大力發(fā)展農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)水平，增加農(nóng)民收入等一系

22、列相關(guān)政策的頒布和實施，國內(nèi)對于播種機和播種均勻性的研究也有了飛速發(fā)展。隨著精密播種技術(shù)的不斷提高，針對不同種子，尤其是一些小顆粒種子在幾何物理特性上的差異，國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機械專家提出了多種排種或播種方式，如針對水稻種子內(nèi)摩擦力的特點，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的李志偉、邵耀堅設(shè)計了電磁振動式水稻穴盤精量播種機。吉林大學(xué)南嶺校區(qū)研究所開發(fā)的2BDY-6型種子著地后產(chǎn)生的彈跳滾動等關(guān)鍵技術(shù)，在告訴精播大豆的粒距分布均勻性的表現(xiàn)上效果明顯。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院

23、提出并研究的種子動態(tài)圖像匹配與拼接技術(shù)，是國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域信息化水平較高的一種解決方法，解決了基于機器視覺在多排種體動態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究中，播種后種子動態(tài)圖像的匹配與拼接精度的難題。系統(tǒng)從實時性要求出發(fā)，在運用模式識別技術(shù)進行檢測的實踐基礎(chǔ)上，闡述了檢測系統(tǒng)的構(gòu)建原理，從而為試驗臺自動檢測奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　1.2.2 國外發(fā)展概況</p><p>　　國外農(nóng)業(yè)裝備的水平和特點，主要

24、以經(jīng)濟發(fā)達的歐美國家為代表。這些國家在農(nóng)業(yè)裝備和機械化水平等方面具有一定典型性。</p><p>　　近幾年來，國外在發(fā)展播種機時所遵循的原則是：不斷更新工作原理，盡量完善其結(jié)構(gòu)，使其具備良好的工作性能，以提高播種質(zhì)量，并注重提高播種機具的通用性和適應(yīng)性。例如配備多種排種部件以適應(yīng)不同作物種子的要求；采用不同的開溝器和鎮(zhèn)壓輪以適應(yīng)不同的土壤條件，運用變速裝置加大播量與施肥量的調(diào)節(jié)范圍；增加播種機的系列型號，以適應(yīng)

25、與不同功率的拖拉機配套；通過提高作業(yè)速度或加大工作幅寬來提高工作效率；采用播種聯(lián)合作業(yè)和直接播種。目前國外精密播種機已達到相當(dāng)完善的程度，在精密播種機上除了設(shè)有完善的整地、覆土、鎮(zhèn)壓及施肥、灑農(nóng)藥裝置外，其排種裝置多采用新的工作原理，包括各種機械式排種原理與氣力式排種原理，以保證單粒精密播種。</p><p>　　機械式排種是最原始也是最簡單的排種方式，是依據(jù)種子形狀、顆粒大小對排種器進行設(shè)計，排種時，利用排種器

26、內(nèi)排種元件的容腔將種子從種箱中分離出來，其充種、清種和卸種等環(huán)節(jié)依靠種子自重或機械裝置來完成，這種排種原理簡單，比較容易實現(xiàn)，但存在排種不精確、且易傷種等方面的不足，美國文圖爾公司研制的齒盤式精密播種機即采用了機械式排種原理，我國現(xiàn)有的機械式精密播種機有水平圓盤式、垂直窩眼輪式和側(cè)充式播種機。</p><p>　　氣力式排種器依靠排種元件兩側(cè)的壓力差將單粒種子吸附或壓附于吸孔或吸嘴上，從而達到從種子群中精確分離出

27、單粒種子的目的，如各種氣吸式、氣吹式、氣壓式、氣吸振動式排種器。氣力式排種利用控制種子重量或流量的方式來控制排種量，因而對種子形狀尺寸要求不那么嚴格，與機械式排種器相比，對不同類型種子的適應(yīng)能力有了較大提高，而且排種時不傷種子，但氣力式排種器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，氣孔易被雜物堵塞，而且吸孔或吸嘴需根據(jù)種子粒型、大小不斷更換，如荷蘭VISSER公司、美國BLACKMORE公司研制的穴盤育苗用針式(又稱吸嘴式)精密播種機，其配套吸嘴多達九套

28、。</p><p>　　美國是世界上農(nóng)業(yè)最發(fā)達、技術(shù)最先進的國家之一。近幾年，美國在谷物聯(lián)合收割機、噴霧機、播種機等農(nóng)業(yè)裝備上開始采用衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)監(jiān)控作業(yè)等高新技術(shù)。農(nóng)業(yè)出現(xiàn)了向精準農(nóng)業(yè)方向發(fā)展的趨勢。美國、加拿大以及西歐各發(fā)達國家的播種機播種幅度比較大，且速度快，這在一定程度上解決了播種機滾筒在排鐘上的問題，并且通過對相關(guān)器件性能的改進和提高，加上高新技術(shù)的使用，在農(nóng)業(yè)播種和其他機械方面，精確性都有了很大提

29、高。</p><p>　　1.3課題研究的主要內(nèi)容</p><p><b>　　1.3.1主要內(nèi)容</b></p><p>　　本次設(shè)計的主要內(nèi)容是通過廣泛查閱和深入研究國內(nèi)外關(guān)于相關(guān)技術(shù)方面的資料文獻和發(fā)展趨勢，尋找更為簡單易行的方法。完成單筒滾動式播種機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并設(shè)計其播種精度監(jiān)控裝置。</p><p>　　采用

30、更方便的機械設(shè)備與電子系統(tǒng)結(jié)合的方式解決相關(guān)問題，針對本國國情提出相應(yīng)的種子播撒方法和相應(yīng)的檢測方法，最大程度的提高種子播撒精確性和測量數(shù)據(jù)的精確性。</p><p><b>　　1.3.2技術(shù)要求</b></p><p>　　(1)排種機構(gòu)單籽率>95%，單籽、雙籽可控，種子破碎率<1%。</p><p>　　(2)注塑件材料選用

31、ABS。</p><p>　　(3)監(jiān)控裝置具有語音提示功能。</p><p>　　(4)注意制圖的標準與配合件的配合公差應(yīng)合理。</p><p>　　1.3.3關(guān)于題目的具體要求</p><p>　　(1)設(shè)計要有創(chuàng)新性，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。</p><p>　　(2)圖紙要詳細，要符合制圖標準。</p>&

32、lt;p>　　(3)生成符合國標的詳細的工程圖，包括裝配圖和各零件圖</p><p>　　(4)使用UG軟件完成全部零件的設(shè)計，并進行裝配。</p><p>　　1.4關(guān)鍵問題及解決思路</p><p><b>　　1.4.1關(guān)鍵問題</b></p><p>　　(1)單筒滾動式播種機的結(jié)構(gòu)設(shè)計。</p>

33、;<p>　　(2)播種監(jiān)控裝置的設(shè)計。</p><p>　　1.4.2解決思路及設(shè)計方案</p><p>　　大中型施肥播種機在小地塊、山坡地或套種作物行間進行播種時難以適應(yīng)，而傳統(tǒng)人工播種的勞動強度較大、效率低、播種質(zhì)量差，針對此種情況，應(yīng)用人機工程學(xué)的原理研究設(shè)計了一種手持式播種施肥機，該機也可在作物根部進行追肥。主要由控制器、種肥箱、排鐘肥系統(tǒng)、鴨嘴式開溝器等部件組成

34、，適用于谷物穴播或追肥，可使傳統(tǒng)的人工播種操作變?yōu)榘霗C械化操作，將開溝、播種施肥、覆土一次性完成。它采用了簡單可靠的機構(gòu)和通用的零部件，具有攜帶方便、使用可靠、耗材少、易加工、成本低等特點。</p><p>　　其解決的主要技術(shù)方案是在U形支架的兩端頭上裝有旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸與外殼——行走地輪相連，行走地輪上開有鴨嘴排種器，鴨嘴排種器根部開有能與接種漏斗相通的排種口，地輪內(nèi)側(cè)設(shè)有擋塊，旋轉(zhuǎn)軸的一側(cè)裝有鏈輪，鏈輪斜下方

35、裝有毛刷和排種輪，鏈輪與毛刷輪通過鏈條連接，排種輪與排種盤相連，排種輪上開有排種槽，排種輪斜下方裝有接種漏斗，兩旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)側(cè)則與U形支架連接，不能旋轉(zhuǎn)，排種輪、毛刷輪和儲種箱均安置在固定結(jié)構(gòu)內(nèi)，U形支架的末端連接著斜向推桿，推桿上端焊有橫向工作手柄。</p><p>　　播種時，先將玉米種子裝入儲種箱內(nèi)，在人力推動下，地輪向前滾動時，種子進入排種槽，排種盤在碰到地輪擋塊時隨之轉(zhuǎn)動一定角度，帶動排種輪轉(zhuǎn)動，同時鏈輪帶

36、動毛刷輪轉(zhuǎn)動，將多余種子清除，只留一粒種子在排種槽里，（由于排種輪與毛刷輪轉(zhuǎn)動方向相同，避免了種子因擠夾導(dǎo)致的種子碾碎和多粒種子擠在一個排種槽里的問題），當(dāng)漏斗下方出口與排種口對準時，種子落入鴨嘴，同時與鴨嘴連接的擋桿碰到固定在U形支架上的擋塊，使鴨嘴張開，由鴨嘴排種器將種子自然懸入土壤內(nèi)，當(dāng)?shù)诙€鴨嘴排種器依次進入土壤開始播種時，第一個鴨嘴排種器離開穴窩，鴨嘴擋桿脫離擋塊，并受鴨嘴排種器彈簧的張力關(guān)閉鴨舌，播種機地輪繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動時，重

37、復(fù)上述行程，實現(xiàn)精量播種。當(dāng)播種時想播雙籽時，可將排種輪上一側(cè)的擋板打開。</p><p>　　圖1.1 正視圖 圖1.2 后視圖</p><p>　　圖1.3 部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　監(jiān)控裝置設(shè)計：由于C51單片機速度和集成度等都很高并滿足本裝置使用條件，而且性價比很好，所以基于C51單片機開發(fā)監(jiān)控程序

38、，在鴨嘴根部的相對應(yīng)的兩側(cè)分別安裝紅外發(fā)射管和紅外接收管，當(dāng)種子經(jīng)鴨嘴落下時，紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外線被短暫阻隔，紅外接收管因短暫接收不到紅外線而通過蜂鳴器發(fā)聲，提示種子落下，也可以安裝兩對發(fā)射—接收裝置，以提高監(jiān)控精度。</p><p>　　1.5設(shè)計方法和技術(shù)路線</p><p>　　設(shè)計方法：利用UG三維實體造型技術(shù)完成播種機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并通過CAD二維軟件進行零件等的繼續(xù)設(shè)計和完善，

39、通過單片機軟件編寫語音提示用的單片機程序，再通過Keil仿真軟件和單片機進行仿真驗證，檢驗語音提示裝置的可靠性。</p><p>　　我的思路是先整體設(shè)計外形等，然后從外向里，逐個零件設(shè)計，這樣能保證播種機的體積和高度在可行范圍內(nèi)。</p><p>　　技術(shù)路線：技術(shù)路線如圖1.4所示。</p><p>　　圖1.4 技術(shù)路線圖</p><p&

40、gt;　　第二章 播種機的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　本播種機由內(nèi)外兩大部分組成。外部為轉(zhuǎn)動部分，由行走地輪、鴨嘴、接種漏斗組成，內(nèi)部為固定不動部分，由種箱、播種輪、毛刷輪、鏈輪組成。為了零件尺寸的一致性，在設(shè)計過程中使用UG的由外向內(nèi)的裝配設(shè)計方法，先設(shè)計外部的整體外形，再通過WAVE連接器的功能將其分割復(fù)制到各個組件中，這樣既保證了零件尺寸的一致性，又實現(xiàn)了參數(shù)化建模，便于修改。以下各部件厚度均為2mm。&

41、lt;/p><p>　　2.1轉(zhuǎn)動部分的設(shè)計</p><p>　　2.1.1行走地輪的設(shè)計</p><p>　　根據(jù)人機工程學(xué)原理，播種機轉(zhuǎn)動部分半徑不能過大，高度應(yīng)控制在400mm以內(nèi)，所以行走地輪外徑取值為380mm，由于輪條要固定在行走地輪側(cè)壁上，所以側(cè)壁要有一定寬度，所以地輪內(nèi)徑取值為310mm；考慮到在播種機一側(cè)有鏈輪，應(yīng)給鏈輪留出一部分空間，所以有鏈輪一側(cè)寬

42、度取值為25mm，無鏈輪一側(cè)寬度取值為15mm；整體寬度取值為110mm,如圖2.1、2.2所示。</p><p>　　圖2.1 行走地輪正視圖 圖2.2 行走地輪側(cè)視圖</p><p>　　2.1.2鴨嘴的選用</p><p>　　在溫度和土壤水分都適宜的情況下，播深一般在40~50mm為宜，但是考慮到華北地區(qū)的夏播玉米，播時正

43、值一年中最干熱的季節(jié)，耕作層十分干旱，結(jié)合上茬作物后期澆水，在播種前備足底墑，要適當(dāng)深播（60~70mm），因此可以選用山東萬方農(nóng)機具機械廠生產(chǎn)的鴨嘴，鴨嘴長65mm，彈簧桿直徑5mm，彈簧桿長度80mm，彎曲部分成30°角，長度10mm，如圖2.3、2.4所示。</p><p>　　圖2.3 鴨嘴 圖2.4 帶接種漏斗的鴨嘴 </p>&l

44、t;p>　　2.1.3接種漏斗的設(shè)計</p><p>　　根據(jù)行走地輪外徑為380mm，接種漏斗根部圓弧半徑應(yīng)為380÷2=190mm；漏斗的高度應(yīng)高出地輪的側(cè)壁寬度35mm，所以漏斗高度取值為55mm；漏斗的寬度在取值時應(yīng)考慮到能確保接住落下的種子，所以取值為66mm；漏斗根部圓弧寬度應(yīng)與地輪寬度相等，取值為110-10=100mm；根據(jù)播種機的運動方向和種子的慣性，為了防止種子以一定速度落下時

45、發(fā)生彈跳，所以漏斗左側(cè)中部部分設(shè)計成斜坡、上部設(shè)計成圓弧形；由于漏斗高度為55mm，所以漏斗上部圓弧半徑為190-38+2=154mm。</p><p>　　由于地輪外徑為380mm，所以地輪周長為3.14×380=1193.2mm，若安裝五個接種漏斗，則每個接種漏斗根部圓弧的長度為1193.2/5=238.64mm，若安裝六個接種漏斗，則每個漏斗根部圓弧長度為1193.2/6=198.85mm，……，

46、可根據(jù)株距自由選擇漏斗尺寸。因此，撥動帶動排種輪旋轉(zhuǎn)的排種盤的擋塊應(yīng)該與接種漏斗相連，經(jīng)過比較演示，擋塊的連接體應(yīng)設(shè)計在漏斗一側(cè)斜坡的背部，與擋塊的連接方式為螺釘連接，擋塊轉(zhuǎn)動形成圓的半徑為160mm，擋塊長度由排種盤所處位置的寬度決定，如圖2.5所示。</p><p>　　圖2.5 接種漏斗</p><p>　　2.2內(nèi)部固定部分的設(shè)計</p><p>　　2.

47、2.1固定部分外殼的設(shè)計</p><p>　　固定部分外殼設(shè)計為圓形，外徑應(yīng)該小于行走地輪上零件運動時的最小直徑，接種漏斗上圓弧處的直徑最小，為308mm，所以固定部分外殼的外徑取值為300mm；寬度應(yīng)小于行走地輪的寬度110mm，取值為80mm；厚度取值為為2mm，如圖2.6所示。</p><p>　　圖2.6 內(nèi)部固定不轉(zhuǎn)部分</p><p>　　2.2.2播

48、種機構(gòu)的工作原理</p><p>　　播種時，先將玉米種子裝入儲種箱內(nèi)，在人力推動下，地輪向前滾動時，種子進入排種槽，排種盤在碰到地輪擋塊時隨之轉(zhuǎn)動一定角度，帶動排種輪轉(zhuǎn)動，同時鏈輪帶動毛刷輪轉(zhuǎn)動，將多余種子清除，只留一粒種子在排種槽里，（由于排種輪與毛刷輪轉(zhuǎn)動方向相同，避免了種子因擠夾導(dǎo)致的種子碾碎和多粒種子擠在一個排種槽里的問題），如圖2.7所示。</p><p>　　圖2.7 工作

49、原理示意圖</p><p>　　2.2.3排種輪的設(shè)計</p><p>　　技術(shù)要求：排種均勻穩(wěn)定，排種均勻性不受外界條件變化產(chǎn)生嚴重影響，一臺播種機的排種量應(yīng)保持一致；不損傷種子；播種量范圍可調(diào)節(jié)，單籽、雙籽可控；通用性好；工作可靠，不易堵塞?？紤]減輕重量并減少成本等原因，材料選擇ABS，排種輪的軸孔設(shè)計成正方形，邊長為10mm；由于固定部分外殼內(nèi)部要同時安裝排種輪、毛刷輪和其他輔助零件

50、，為了有足夠空間安裝這些零件，排種輪外徑應(yīng)小于固定部分外殼的半徑150mm的一半，所以取值為70mm。</p><p>　　排種盤上的孔型由種子形狀、尺寸和每穴要求粒數(shù)確定，并按一定間距排列。排鐘的株距與排種盤轉(zhuǎn)速和孔數(shù)有關(guān)。作業(yè)速度建議不大于6km/h，否則排鐘質(zhì)量將惡化。排種輪上的型孔的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)主要取決于種子的幾何形狀，設(shè)計依據(jù)：</p><p>　　要求無論種子的位置是橫躺、平臥

51、還是側(cè)立，型孔都能夠容納。</p><p>　　要求清種后的型孔內(nèi)只有一粒種子。</p><p>　　有效的利用圓周空間，盡量布置多個型孔。</p><p>　　表2.1 玉米種子抽樣測量統(tǒng)計表</p><p>　　根據(jù)對玉米種子的抽樣測量，測量結(jié)果如表2.1所示，最大尺寸為10.9mm，則確定型孔的直徑為11mm，深度可以適當(dāng)減少2mm（

52、刮種片與排種輪之間留2mm間隙），即為9mm，底部為球面，如圖2.8所示。</p><p>　　圖2.8 型孔的形狀</p><p>　　排種輪的周長為：70×3.14=219.8mm，若設(shè)置7排孔，則219.8÷7=31.4mm，31.4-11=20.4mm，即相臨孔之間間隔為20.4mm，為了避免孔的邊緣卡籽，設(shè)計成R2的圓角，則間隔變?yōu)?0.4-2×2

53、=16.4mm，間隔大于種子最大尺寸很多，所以間隔足夠大，能有效避免卡籽現(xiàn)象。</p><p>　　由于槽孔直徑為11，所以排種輪寬度應(yīng)大于11mm，取值為20mm，同時要求可以播雙籽，所以一個大排種輪寬度應(yīng)為40mm。</p><p>　　圖2.9 排種輪整體 圖2.10 排種輪連接方式</p><p>　　為了防止種子提前落下

54、，還應(yīng)在相應(yīng)位置放置一個弧形擋板，弧形擋板圓弧處的半徑應(yīng)與排種輪半徑相同，為35mm，通過四個螺釘與固定部分外殼連接，如圖2.13所示。</p><p>　　但是，由于個別種子尺寸和形狀超出常規(guī)尺寸和形狀，仍有可能發(fā)生種子卡在型孔當(dāng)中，堵住某個空槽，導(dǎo)致其中之一個孔槽無法完成排種動作，這樣就會出現(xiàn)漏籽情況，為避免此種情況出現(xiàn)，現(xiàn)設(shè)計在型孔中心沿圓周方向開一條溝槽，深度為11mm，寬度為1.5mm，用于放置一個撥片

55、，如圖2.9所示。撥片固定在一根直桿上，直桿通過螺釘與固定部分外殼連接，撥片厚度為1mm，寬度平均為5mm，長度為50mm，為方便將種子刮出，嵌入部分設(shè)計成尖角為45°的尖劈形，如圖2.13所示。當(dāng)發(fā)生卡種現(xiàn)象時，通過播種輪轉(zhuǎn)動，撥片能將卡住的種子擠出孔槽。但這樣形狀的播種輪在模具方面無法加工出來，所以需要將播種輪設(shè)計成組合式結(jié)構(gòu)，各部分通過螺釘連接，總共四個螺釘，如圖2.10所示。</p><p>　

56、　圖2.11 排種輪一側(cè) 圖2.12 排種輪另一側(cè)</p><p>　　圖2.13 排種輪空心軸</p><p>　　為減少成本和安裝方便快捷等，將排種輪外側(cè)一邊部分與一圓環(huán)設(shè)計為一體，用來裝夾軸承，如圖2.15所示，參考型孔深度，圓環(huán)外徑設(shè)計為43mm，內(nèi)徑設(shè)計為35mm，寬度設(shè)計為8mm，根據(jù)機械設(shè)計手冊軸承篇表6-2-52，選用外徑為35

57、mm、內(nèi)徑為20mm的深溝球軸承。軸為圓柱形空心軸，內(nèi)徑為15mm，外徑為20mm，如圖2.13所示。軸的一端套在階梯型軸座上，另一端插入排種輪軸承中；另一邊部分與一段一端帶鍵槽的軸設(shè)計為一體，方便與排種盤相連接，如圖2.12所示，軸的半徑為10mm，長度為26mm，鍵槽深度3mm，長度7mm，寬度3mm，根據(jù)機械設(shè)計手冊軸承篇表6-2-52，選用內(nèi)徑為20mm，外徑為35mm的深溝球軸承。</p><p>　　

58、因為設(shè)計要求為單雙籽可控，所以用一塊擋板將一排槽孔擋住，考慮到控制播種輪播單雙籽的擋板由于要承受種箱內(nèi)種子的重量、方便安裝和取下，固定方式設(shè)計成插片式，擋板遮蔽部分設(shè)計成T型圓弧以增加強度，加強筋寬2mm，高7mm，所以擋板圓弧的半徑為35+7=42mm，如圖2.14所示，擋住時，實現(xiàn)播單籽，滑開擋板時，實現(xiàn)播雙籽。</p><p>　　圖2.14 排種輪系</p><p>　　2.2.

59、4毛刷輪的設(shè)計</p><p>　　毛刷輪的寬度和直徑應(yīng)與播種輪寬度和大小相同，也為40mm和70mm，毛刷采用山東吉豐塑料制品廠生產(chǎn)的毛刷，由于毛刷輪軸需要帶動毛刷輪轉(zhuǎn)動，所以將毛刷輪軸設(shè)計成兩端圓形中間方形的鋼軸，為避免毛刷輪和軸套產(chǎn)生磨損，軸中間部分的長度應(yīng)比毛刷輪寬度稍長，為44mm，邊長為8mm，軸兩端外徑定為8mm；長期使用后會產(chǎn)生磨損，為了更換方便和降低成本，將軸外安裝一軸套，如圖2.17所示，磨損

60、后直接更換軸套即可，軸套內(nèi)徑8mm，外徑10mm；為了防止毛刷輪在轉(zhuǎn)動時將種子夾在毛刷輪里把種子刮走導(dǎo)致種子發(fā)生擠夾情況，在毛刷輪一側(cè)安裝一個類似木梳齒形狀的擋板，兩齒間的距離與一小排毛刷寬度相等，為3.2mm，為減少擋板與毛刷輪磨損，齒寬應(yīng)略小于3.15mm的兩小排毛刷間距，取值為3mm，如圖2.18所示。</p><p>　　圖2.15 毛刷輪樣品</p><p>　　圖2.16

61、毛刷輪 圖2.17 帶軸和軸套的毛刷輪</p><p>　　圖2.18 帶刮種片的毛刷輪 圖2.19 毛刷輪系統(tǒng)簡圖</p><p>　　2.2.5各零件位置配合的設(shè)計</p><p>　　在固定部分內(nèi)部，考慮到安裝毛刷輪、播種輪、擋板、擋塊、種子的存放和容量等問題，需要優(yōu)化安裝布局以達到

62、種子的容量大、毛刷輪和播種輪位置配合合理、使播種機的播種效率最高、質(zhì)量好等目的。</p><p>　　毛刷輪的作用是將播種輪孔槽中的多余種子刮走，所以毛刷輪與播種輪應(yīng)該緊挨在一起，既兩輪間距離應(yīng)為兩輪半徑之和35+35=70mm；而且兩輪圓心與整機圓心的距離應(yīng)該小于固定部分半徑-兩輪半徑=150-35=125mm，由于防止種子提前下落的擋板也要占用一定位置空間，所以兩輪圓心與整機圓心的距離取值為110mm。為了使

63、種子在最短時間內(nèi)落下，應(yīng)使種子的的落點與地面的距離最小，所以將排種輪的位置設(shè)置于整機圓心的正下方最為合理；防止種子提前落下的弧形擋板位置應(yīng)放在毛刷輪和排種輪切線的下方，緊挨毛刷輪一側(cè)的圓弧半徑應(yīng)與毛刷輪半徑相同，為35mm，緊挨播種輪一側(cè)的圓弧半徑也應(yīng)為35mm，為防止干涉，擋板外側(cè)也應(yīng)設(shè)計成圓弧形，半徑為與固定部分外殼半徑相等，為150mm，為防止摩擦，兩輪與防落種擋板應(yīng)留出1mm間隙；毛刷輪上的擋塊的放置方式應(yīng)為嵌入式，并且擋塊與毛

64、刷輪的角度應(yīng)為90°，考慮到控制播種輪播單雙籽的擋板由于要承受種箱內(nèi)種子的重量、方便安裝和取下，固定方式設(shè)計成插片式，擋板遮蔽部分設(shè)計成T型圓弧以增加強度，加強筋寬2mm，高3mm，所以擋板圓弧的半徑為35+3=38mm，撥片位置為排種輪正下方偏</p><p>　　圖2.20 零件位置</p><p>　　2.2.6固定部分外殼的繼續(xù)設(shè)計</p><p&g

65、t;　　由于固定部分外殼的內(nèi)部一些部分的設(shè)計要根據(jù)毛刷輪和排種輪的設(shè)計進行部分補充和更改，所以增加了固定部分外殼的繼續(xù)設(shè)計這一節(jié)。</p><p>　　播種輪與毛刷輪的寬度為40mm，而固定部分外殼內(nèi)部的寬度為81.2-2×2=77.2mm，所以應(yīng)該在毛刷輪位置的兩側(cè)（外殼內(nèi)部對應(yīng)位置）加裝半徑與之相同的護套，護套寬度應(yīng)為（76-40）÷2=18mm，厚度為2mm，在外殼上無鏈輪一側(cè)的護套中心

66、處，開一個內(nèi)徑為8mm，外徑為15mm的軸孔，在外殼上有鏈輪一側(cè)護套的中心處，開一個直徑與毛刷輪軸套外徑相同，為8mm的圓孔，為了加強強度，外加四條垂直交叉的加強筋，排種輪無鏈輪一側(cè)加裝的護套寬度與毛刷輪的相同，為18mm，厚度2mm，由于熱脹冷縮等原因，中心處設(shè)計為一個內(nèi)空心的軸座，內(nèi)徑為20mm，外徑為24mm，圓柱形空心軸的內(nèi)徑為15mm，外徑為20mm，軸的一端插入軸座里，另一端插入排種輪軸承中，如圖2.21所示。當(dāng)種子余量很少

67、時，為了使散落在隔板上的種子仍能順利滑下進入排種輪，左右兩側(cè)種箱的隔板應(yīng)與地面成30°角左右，并且毛刷輪一側(cè)的隔板需與毛刷輪外切線相平行并且稍大于毛刷輪半徑2mm左右，由于隔板需要承受種子重量，所以隔板厚度設(shè)計為3mm，如圖2.22所示。毛刷輪上的擋片通過螺釘固定在種箱隔板上，排種輪控制單雙籽的擋片通過插槽固定在種</p><p><b>　　圖2.21 內(nèi)壁</b></p

68、><p>　　圖2.22 內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　外殼的外部方面，為了加注種子，在一側(cè)通過圓心與排種輪成一條直線的圓心上方距離圓心110mm位置處開一個半徑為20mm的圓形孔，并加裝一個同尺寸的蓋子，防止種子撒出；在另一側(cè)，安裝控制鴨嘴開合的半徑為10mm的擋塊，為了延長鴨嘴的張開時間，防止鴨嘴在 過短時間內(nèi)閉合夾住種子的情況發(fā)生，需要安裝兩個擋塊，兩擋塊的圓心與軸心的距離為195-7

69、5=120mm，經(jīng)過仿真演示，第一個與鴨嘴彈簧桿接觸的擋塊與經(jīng)過軸心的垂線成15°角時最為合適，如圖2.23所示。</p><p>　　圖2.23 鴨嘴位置</p><p>　　為方便拆卸、更換排種輪，在有鏈輪一側(cè)，排種輪的護套設(shè)計為可拆卸式，安裝時，放入開口處，然后擰動即可鎖緊護套，護套外徑為35m，厚度為2mm，內(nèi)徑為20mm，如圖2.24所示。開口處的半徑為36.5mm，

70、擋圈部分半徑為35mm。</p><p>　　圖2.24 護套 圖2.25 護套卡口</p><p>　　由于固定部分與軸相對不轉(zhuǎn)動，所以與軸連接部分設(shè)計成凸槽形，為了安裝方便、節(jié)約制造成本和時間等，將軸套與固定部分設(shè)計成一體，兩端軸套寬10mm，軸孔圓弧部分半徑為10mm，凸槽部分高2mm，寬4mm，如圖2.26所示。</p>&l

71、t;p><b>　　圖2.26 外殼</b></p><p>　　2.2.7排種盤的設(shè)計</p><p>　　排種輪的槽孔為七排，排種盤的星輪也應(yīng)有七個角，接種漏斗上的擋塊每撥動一個角轉(zhuǎn)過的角度就應(yīng)該為360÷7=51.43°，設(shè)播種盤能碰到接種漏斗上擋塊的最遠距離為r，r為所求排種盤圓心到接種漏斗擋塊圓心的距離，軸心到接種漏斗上擋塊的距離

72、為R，R根據(jù)余弦定理和勾股定理可知：r^2=R^2+110^2-2×110×R×cosC，cosC=（110+h）÷R，cos（51.4÷2）=h÷r，解此三元方程組得到r≈68.1mm，由于接種漏斗上的擋塊的半徑為6mm，所以排種盤星輪最長處的半徑為r-6=68.1-6=62.1mm，同時排種盤的長度不能超出排種盤和毛刷輪的軸距70mm，62.1＜70，所以兩輪不會發(fā)生干涉，

73、為使播種盤減慢和擋塊的磨損，故將排種盤星尖處做成圓弧形，半徑為2mm，同時為了避免排種盤兩個尖角發(fā)生干涉，將相鄰兩個尖角的相鄰兩條邊的夾角定為90°，一個角的兩條邊的夾角定為38°，排種盤厚度定為7mm，在排種盤背面中心處，為與排種輪軸形相對應(yīng)的外徑為25mm，內(nèi)徑為20mm，寬為7mm，內(nèi)部帶鍵的套環(huán)，并在圓心處開一個直徑為3mm的通孔，排種盤和排種輪通過自攻釘連接。具體形狀如圖2.</p><

74、p>　　圖2.27 排種盤正面 圖2.28 排種盤背面</p><p>　　2.3中心軸承的選擇</p><p>　　考慮到使用標準件有很多優(yōu)點，如損壞后容易更換、成本低，所以根據(jù)機械設(shè)計手冊軸承篇表6-2-52，選擇內(nèi)徑為20mm、外徑為35mm、寬度為7mm的深溝球軸承。</p><p>　　2.4軸的設(shè)計和校核</p>

75、<p>　　由于本播種機對應(yīng)力集中的敏感性小，價格低廉，是軸類零件最常用的材料，所以中心軸材料選擇碳素鋼，軸與軸孔和軸承的配合應(yīng)為間隙配合，設(shè)推桿與軸連接處的寬度為30mm。軸的總長度應(yīng)=內(nèi)部固定部分寬度+軸承寬度×2+擋圈厚度×2+鏈輪厚度+兩側(cè)固定推桿部分寬度=100+7×2+2×2+2+30×2=180。因為軸承內(nèi)徑為20mm，所以軸肩直徑為20mm，軸肩寬7mm，如

76、圖2.29所示。</p><p>　　圖2.29 中心軸</p><p>　　由于本中心軸只受壓不轉(zhuǎn)動，所以只承受彎矩不承受轉(zhuǎn)矩，所以只校核彎曲剛度即可。</p><p>　　根據(jù)機械設(shè)計手冊表15—5,45#鋼的最大許用應(yīng)力τ值為30~40MPa，A為107~118，極限強度為σb=600MPa，許用彎曲應(yīng)力[σ-1]b=55MPa,</p>&l

77、t;p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中——當(dāng)量彎曲應(yīng)力，MPa， ——當(dāng)量彎矩，N·mm。</p><p>　　M=N·mm （2.2）</p><p>　　其中，M——合成彎矩，為水平面上的彎矩，為垂直面上的彎矩。 </p><

78、;p>　　W——危險截面抗彎截面模量，mm</p><p>　　W＝0.1，(d為該軸段的直徑，mm)</p><p>　　根據(jù)式（2.2）（2.2），經(jīng)過計算得出，σe=5MPa，遠遠小于55MPa的許用彎曲應(yīng)力，所以此中心軸的強度合適。</p><p>　　2.5地輪與軸連接方式的設(shè)計</p><p>　　為節(jié)約成本、使產(chǎn)品簡單化等

79、原因，在軸承上安裝一個材質(zhì)為45鋼，外徑為37mm，的圓環(huán)，無鏈輪一側(cè)的圓環(huán)寬度為25mm，有鏈輪一側(cè)的圓環(huán)寬度為30mm，為了提供動力，大鏈輪也要安裝在圓環(huán)上，鏈輪內(nèi)徑為40mm，輪條材質(zhì)為45鋼材質(zhì)，每根長度為170.3mm，大鏈輪和輪條與圓環(huán)通過焊接方式連接，如圖2.30所示。</p><p>　　圖2.30 輪條和圓環(huán)</p><p>　　2.6鏈輪和鏈條的選用</p>

80、;<p>　　由于本播種機工作強度不高，根據(jù)機械設(shè)計手冊表7-62鏈的分類中用途一欄，選擇單排鏈短節(jié)距傳動用精密滾子鏈，鏈條節(jié)距p為9.525，滾子直徑d1為6.35。</p><p>　　由于軸承外徑為35mm，考慮到毛刷輪在一定限度內(nèi)轉(zhuǎn)速越快越能在最短時間內(nèi)將多余種子刮走，以免夾碎種子，確定大小鏈輪齒數(shù)比應(yīng)＞2:1。根據(jù)機械設(shè)計手冊中鏈輪軸孔的最大需用直徑表7-76和滾子鏈傳動的設(shè)計計算表7.7

81、9，小鏈輪齒數(shù)應(yīng)≥9，大鏈輪齒數(shù)應(yīng)≤120，選擇內(nèi)直徑為40、節(jié)距為9.525、齒數(shù)為23的單排大鏈輪和內(nèi)直徑為11、齒數(shù)為11的同節(jié)距小鏈輪。</p><p>　　根據(jù)機械設(shè)計手冊表7-75，大鏈輪分度圓直徑d=p÷sin（180÷z）=9.525÷sin（180÷23）≈69.95mm，齒頂圓直徑da1=d+1.25p-d1≈73.5mm；小鏈輪分度圓直徑d≈33.81

82、mm，齒頂圓直徑da1≈39.4mm；73.5÷2+39.4=76.15＜150mm的內(nèi)部固定部分半徑，73.5÷2+39.4÷2=56.45＜110mm的大小鏈輪中心距，同時小鏈輪方面110+39.4=149.4＜150 mm的內(nèi)部固定部分半徑，所以兩鏈輪和行走地輪三者之間任何兩者都不會發(fā)生干涉現(xiàn)象。</p><p>　　鏈條節(jié)數(shù)Lp=（Z1+Z2）÷2+2a0p+k&#

83、247;a0p=34÷2+2×11.548+0.316=40.412，根據(jù)手冊說明應(yīng)圓整為偶數(shù)，所以鏈條節(jié)數(shù)取值為42節(jié)，如圖2.31所示。</p><p><b>　　圖2.31 鏈輪</b></p><p>　　2.7推桿和連接部分的設(shè)計</p><p>　　按照平均身高為1755mm計算（中國成年男性平均身高為175

84、0mm，2010年國民體質(zhì)監(jiān)測公報中透露的權(quán)威數(shù)字），從肘部到地面的豎直距離為1190mm，因此確定播種機的整體高度為1190mm，根據(jù)力學(xué)計算，當(dāng)推桿與地面夾角為45°時，最為省力，因此推桿到軸的長度根據(jù)勾股定理計算得出為1414mm；根據(jù)人兩臂寬度，手持桿的長度為520mm，兩推桿間的距離從手持桿端至軸端不斷減小，推桿半徑為10mm，如圖2.33所示。連接部分：與推桿連接處為內(nèi)徑為20mm的圓柱，長度為100mm，為增加強

85、度，橫向和縱向分別設(shè)置兩道加強筋，在距離推桿插口50mm處鉆通一個直徑為3mm的圓孔，用于安裝固定螺釘，如圖2.34所示。組裝時，利用推桿的彈性向兩邊撐開，然后將連接部分套在中心軸上即可。</p><p><b>　　圖2.32 推桿</b></p><p>　　圖2.33 連接桿</p><p><b>　　2.8本章小結(jié)<

86、;/b></p><p>　　在本章中，同時結(jié)合人機工程學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機械設(shè)計、機械制造、模具制造等多門學(xué)科，從材料的選取、尺寸的設(shè)計、零件的布局等進行了全方位的設(shè)計與規(guī)劃，著重對零件的尺寸、位置、安裝方式等進行了分析、計算，對重要零件還做了校核計算，保證了播種機的工作穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。</p><p>　　第三章 播種監(jiān)控裝置的設(shè)計</p>&l

87、t;p>　　目前，播種機電子監(jiān)控裝置從檢測原理上主要分為紅外式和電容式兩種。電容式檢測雖具有良好的抗污染性，并且不受田間塵土影響，但其檢測電路復(fù)雜、芯片價格昂貴、成本較高，相對于本播種機而言（根據(jù)現(xiàn)在市場上類似播種機的價格，本播種機售價初步定為400~500之間），適用性很差，不利于普及推廣。而紅外式檢測具有原理簡單、易于實現(xiàn)和成本低廉等特點，紅外光發(fā)射接收管的優(yōu)點是線性好，響應(yīng)速度快，噪聲低，小型輕量以及耐振動與沖擊等，所以適用

88、性強，利于推廣。</p><p>　　由于C51單片機速度和集成度等都很高并滿足本裝置使用條件，而且性價比很好，所以基于C51單片機開發(fā)監(jiān)控程序，在接種漏斗根部的相對應(yīng)的兩側(cè)分別安裝紅外發(fā)射管、紅外接收管、信號發(fā)射裝置和供電單元，同時在推桿上安裝信號接收裝置、單片機和供電單元，當(dāng)種子經(jīng)鴨嘴落下時，紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外線被短暫阻隔，紅外接收管因短暫接收不到紅外線而將脈沖信號發(fā)出，通過安裝在推桿上的接收器接收信號并通

89、過單片機處理后傳送給蜂鳴器發(fā)聲，提示種子落下，也可以安裝兩對紅外發(fā)射—接收裝置，以提高監(jiān)控精度。</p><p>　　3.1紅外發(fā)射接收裝置的選用及安裝</p><p>　　圖3.1 安裝位置 圖3.2 安裝位置</p><p>　　紅外發(fā)射—接收裝置安裝在如圖3.1和3.2位置處，采用Vishay公司生產(chǎn)的TSAL

90、6200紅外線發(fā)射管和HS0038接收頭，本發(fā)射接收裝置體積小，價格便宜，淘寶上僅售0.27元一對，如圖3.3、3.4、3.5所示。</p><p>　　圖3.3 紅外發(fā)射管 圖3.4 紅外接收管</p><p>　　圖3.5 淘寶截圖</p><p>　　本發(fā)射接收裝置的工作原理：TSAL6200為紅外發(fā)射管，HS00

91、38為紅外接收集成模塊，當(dāng)其接收到TSAL6200發(fā)出的38kHZ的方波時，輸出腳輸出低電平0；沒接收到時，輸出腳輸出高電平1，如圖3.7所示。發(fā)射端電源可以選用3V電源，可選擇使用紐扣電池供電。</p><p>　　圖3.6 HS0038 接收模塊引腳圖 圖3.7 工作原理簡圖</p><p>　　3.2無線信號收發(fā)模塊的選用及安裝</p><p

92、>　　無線發(fā)射模塊選擇安裝在圖3-2右側(cè)紅箭頭處，無線接收裝置安裝在推桿上，無線收發(fā)模塊可以采用ARDUINO的無線收發(fā)套裝，如圖3-8所示，體積小，價格便宜，滿足安裝位置的空間要求。當(dāng)發(fā)射模塊接收到HS0038發(fā)出的高電平信號時，將其發(fā)射給無線接收裝置。</p><p>　　圖3.8 無線收發(fā)套裝</p><p>　　圖3.9 發(fā)射單元參數(shù)

93、 圖3.10 發(fā)射單元電路圖</p><p>　　3.3單片機的選用及安裝</p><p>　　單片機選用ATMEL公司生產(chǎn)的ATmega8單片機，由于采用了小引腳封裝（為DIP 28和TQFP/MLF32），所以其價格僅與低檔單片機相當(dāng)，再加上AVR單片機的系統(tǒng)內(nèi)可編程特性，使得無需購買昂貴的仿真器和編程器也可進行單片機 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)。ATmega8的這些特點，使其成為一款具

94、有極高性能價格比的單片機，根據(jù)淘寶上的價格顯示，僅為0.1元每個，如圖3.11所示。單片機開發(fā)板價格為1元一個，如圖3.12。</p><p>　　將單片機和其他附屬原件焊接于開發(fā)板上，安裝在推桿上即可，接收端由于有蜂鳴器發(fā)聲，耗電量較大些，考慮使用5V蓄電池供電。</p><p>　　圖3.11ATmega8 單片機 圖3.12 開發(fā)板</p&

95、gt;<p><b>　　3.4蜂鳴器的選用</b></p><p>　　蜂鳴器選擇12085無源電磁式蜂鳴器，價格便宜體積又小，經(jīng)淘寶詢價，僅為0.15元每個，如圖3.13所示。</p><p>　　圖3.13 蜂鳴器</p><p>　　3.5電路圖及程序設(shè)計思路</p><p>　　電路圖及工作原理

96、：該電路工作原理非常簡單，Atmega8的PD0端口輸出經(jīng)過調(diào)制的38KHZ的方波信號，然后經(jīng)Q2驅(qū)動紅外線發(fā)射管LED0發(fā)出紅外線信號。TL0038是集紅外線信號接收放大為一體的接收器。其中心接收頻率為38KZH，輸出為TTL電平，平時輸出低電平，當(dāng)收到碼信號后，輸出高電平。BELL為長鳴蜂鳴器，兩個引腳分別為正負極，當(dāng)正負極兩端加上5V電壓后，蜂鳴器發(fā)出響聲。注意，該蜂鳴器兩腳不能接反，否則蜂鳴器會燒毀。電路工作后，正常情況下TL0

97、038接收到紅外信號，而輸出低電平。當(dāng)有物體出現(xiàn)在發(fā)射管前方時，TTL0038會接收不到紅外光信號，然后輸出高電平通知MCU打開蜂鳴器報警。</p><p>　　程序設(shè)計思路：本程序主要要完成三大功能：38KHZ載波信號的產(chǎn)生、紅外接收頭TL0038輸出電平的檢測、蜂鳴器的驅(qū)動。本程序使用8位定時計數(shù)器T/C0溢出中斷使PD0產(chǎn)生38KHZ的方波信號，然后驅(qū)動紅外線發(fā)射管。T/C0計數(shù)器是單一向上計數(shù)器，其計數(shù)值

98、TCNT0一旦計數(shù)到0XFF后，T/C0馬上產(chǎn)生溢出中斷。因此，我們可以通過設(shè)置TCNT0的初始值來調(diào)整中斷產(chǎn)生的頻率。每產(chǎn)生一次中斷就改變一次PD0的電平狀態(tài)，從而在PD0口產(chǎn)生38KHZ的方波信號。本MCU采用內(nèi)部8MHZ的RC時鐘信號，T/C0的時鐘源采用系統(tǒng)時鐘8分頻，即每計一個數(shù)（TCNT0增加1）需要1us的時間。38KZH的時鐘周期大約為26us左右，因此，半周期需要計數(shù)13次左右，即TCNT0初始值為256-13＝243

99、。</p><p>　　圖3.14 電路圖</p><p><b>　　3.6整合</b></p><p>　　在接種漏斗處安裝的裝置，不能影響種子的正常下落，所以需要對此處裝置進行包裝和完善工藝，包裝后的尺寸不能影響種子的正常下落，所以將發(fā)射端電源和紅外線發(fā)射管包裝于漏斗左側(cè)，將信號發(fā)射模塊和紅外線接收管包裝于漏斗右側(cè)，用工業(yè)膠水將包裝殼與

100、漏斗粘牢；將接收模塊、單片機等焊接整合在開發(fā)板上，根據(jù)開發(fā)板大小制作一個ABS材質(zhì)的長方體外殼，綁定于推桿上。</p><p>　　由于本裝置無法整體購得，所以需自行組裝，按照組裝一件為2元的成本計算，本監(jiān)控裝置以上原件造價總共為7.12元，再算上電阻、焊錫、編程等，加起來整套單件設(shè)備不足15元，對于本播種機而言，是適合的，如果利用滑環(huán)而不是無線收發(fā)模塊，則應(yīng)該安裝多條滑環(huán)系統(tǒng)，雖然造價低些，但會出現(xiàn)安裝不方便、

101、易壞、不美觀等問題，所以不選擇滑環(huán)而選擇無線收發(fā)模塊。</p><p><b>　　3.7本章小結(jié)</b></p><p>　　本章重點對監(jiān)控裝置電子元器件的大小、功能、價格等進行了精心篩選和分析，對各元器件的組裝、位置進行了細致規(guī)劃和安排，對程序進行了編寫并使用相關(guān)軟件畫出了電子原理圖，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，使整體布局更加合理、更加簡單、更加實用、更加經(jīng)濟，也更加人性化

102、，使那些自身學(xué)問、知識不多的農(nóng)民朋友們也能很容易的操作。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　我的畢業(yè)設(shè)計課題是單筒滾動式播種機及其播種精度監(jiān)控裝置的設(shè)計，設(shè)計中采用單筒滾動式的播種方式，這種方式的主要特點是播種間距均勻，單雙籽可控，體積小，方便實用，工作可靠。</p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計使我對以前所學(xué)的知識及所

103、掌握的技能有了綜合運用和檢驗。在設(shè)計過程中我深入的領(lǐng)會并掌握了機械制圖、機械設(shè)計、機械原理等專業(yè)課知識及這些課程所涉及的相關(guān)知識，而且通過使用繪圖軟件CAD/CAM、UG，等二維和三維軟件針對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的認識，達到了學(xué)習(xí)的目的。</p><p>　　在設(shè)計過程中，我充分利用和查閱各種資料，多與同學(xué)進行討論，在設(shè)計的過程中，遇到了很多問題，我是機電專業(yè)的，但做的設(shè)計卻是模具專業(yè)的，所以在

104、畢業(yè)設(shè)計過程中遇到了很多我不知道、不懂、甚至干脆不會的問題，比如說一個零件是通過鑄造還是鍛造或是通過其他方式生產(chǎn)出來的，一個零件是否能通過模具一步成型注塑出來等等都讓我感到頭疼，但我沒有退縮，經(jīng)過指導(dǎo)老師們的悉心的指導(dǎo)和自己的努力下，通過不斷地去問老師和查閱無數(shù)網(wǎng)上的和圖書館藏的各種資料，終于還算圓滿的完成此次畢業(yè)設(shè)計。但是還是存在了許多不足甚至錯誤，比如在利用仿真軟件進行后期仿真的過程中，本應(yīng)該幾個小時就可以仿真完成的任務(wù)，我卻花了好

105、幾天時間才算是馬馬虎虎完成。這讓我認識到平時應(yīng)加強各種相關(guān)軟件的學(xué)習(xí)，說不定以后什么時候就會用到，比如說UG、CAD、ADAMS、CAXA等等好多軟件，后悔以前沒有珍惜時間好好學(xué)習(xí)是沒有用的，所以敝人認為在以后的日子里應(yīng)該珍惜時間，多多學(xué)習(xí)各種與工作、學(xué)習(xí)相關(guān)的東西，不僅僅限于軟件方面。由于本人水平有限，而且缺乏實際加工經(jīng)驗，還有很多的不足和疏漏之處，還希望各位老師給予指正。</p><p><b>　

106、　致謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計是基于指導(dǎo)老師所提供的設(shè)計課題，通過分析，資料的查找，計算和設(shè)計，對課題設(shè)計的流程、方法、內(nèi)容和所需的信息檢索都有了更深的了解和認識，使得理論實際操作化，實際認知化，并在設(shè)計過程中強化和鞏固了專業(yè)知識，把所學(xué)的專業(yè)知識轉(zhuǎn)化為分析和解決問題的能力。同時了解了課題項目的背景和發(fā)展趨勢，培養(yǎng)了學(xué)習(xí)的志趣，對今后確定具體的專業(yè)方向，增強攀登專業(yè)領(lǐng)域科學(xué)高峰的信心

107、大有裨益。</p><p>　　本次為時近2個月的畢業(yè)設(shè)計，通過老師細心指導(dǎo)和自己的努力拼搏，得到了很多心得和體會。</p><p>　　對所給課題項目的認識。指導(dǎo)老師所提供的題目都是很有針對性和總結(jié)性的，這樣，對課題項目的分析尤為重要。通過對項目的細致分析，可以得知其生產(chǎn)工序、加工方法以及總的設(shè)計和應(yīng)用方向，使設(shè)計有了整體的思路和脈絡(luò)。因此，好的分析是好的設(shè)計的良好開始。</p&g

108、t;<p>　　對設(shè)計流程的了解。作為現(xiàn)在仍為在校生的我，并沒有畢業(yè)設(shè)計的成熟經(jīng)驗，可以很坦誠的說，認真完成畢業(yè)設(shè)計的整個過程讓我們對畢業(yè)設(shè)計的完整過程和細節(jié)之處很大程度上加深了了解?？此坪喴椎牧慵湍＞?，在親手設(shè)計過程中是如此之繁瑣，處理繁雜之處如此之多。就在這種困境下，學(xué)到東西是最快的，最多的，也是最直接的，針對性是特別強的。經(jīng)過不斷的分析和研究以及老師的指導(dǎo)，對設(shè)計的流程和注意要點在不斷加深。</p>