机械制造和人工智能发展现状

随着近些年机械制造及自动化技术的快速发展，目前机械制造及自动化技术已经相对成熟，在装备制造业中发挥的作用日益突出。 机械制造及自动化技术已经成为了装备制造业中的主要技术 。种块种植型农作物，比如马铃薯，芋头等用途已渗透到我国工农业的多方面，市场需求旺，增值潜力大，是最具多功能的作物。为提高综合生产能力，促进此类产业发展，对保障我国食物安全，促进农产品加工业发展，优化农业结构，实现农业增效和农民增收，满足市场需求，我们设计了这款机器 。

一、制造团队基本信息

产品信息说明

模型渲染图

二、科学性

研究意义：

像需要用种块进行播种的农作物，比如马铃薯用途已渗透到我国工农业的多方面，市场需求旺，增值潜力大，是最具多功能的作物。提高马铃薯综合生产能力，促进马铃薯产业发展，对保障我国食物安全，促进农产品加工业发展，优化农业结构，实现农业增效和农民增收，满足市场需求。

总体思路：

开沟器在横梁上可根据需要进行横向移动来调节行距，机架的后梁用来连接镇压轮。该机器通过三点悬挂连接播种机在田间行走。由地轮限制高度。施肥开沟器开出肥料沟。化肥落入沟内。播种开沟器开出种沟，种子落入沟内。施肥与播种的动力都来源于地轮，地轮上安装两个链轮，分别连接排种器的链轮，排肥器的链轮。用旋转爪式覆土器覆土。

产品实物以及工作状态照片

研究内容：

覆膜压实后膜上需要人力覆土从而促进种子能够顶破薄膜。本设计的目的是结合种块种植型农作物的结构特点和种植要求，借鉴国内外研究成果，一次性完成播种、施肥、喷药、覆膜、覆土，并实现种块的精密播种。实现播种的稳定均匀性，解决漏播的问题。

理论依据：

总体方案拟将喷药装置、排种装置、覆土装置、镇压装置及施肥装置与选用拖拉机融为一体，使之能够一次性的顺利完成开沟、施肥、播种、覆盖、镇压等功能。基本要求是悬挂机构要有效的控制工作部件作业时的播深以及运输时的通过性。排种装置要确保在播种过程中出现漏播、重播等现象的几率一定不能不超过2%。播种沟进行覆土，动力来自于拖拉机的主轴输出。用刮平板将垄面处理平整，然后由镇压镇压密实。薄膜挂在挂膜辊上，随着机器的前进滚动。拉出的薄膜首先经过压膜辊的铺平，然后被压膜轮压在垄壁上，再由覆土圆盘犁覆土。覆土圆盘犁翻起的一部分土经膜上覆土器盖在薄膜上。

产品二维图纸

主要技术：

三维数字化设计软件、机械分析软件ADAMS、CAD、单片机

实施方案：

拖拉机通过机架上的悬挂装置连接播种机在田间行走；起垄单向犁开出宽为90cm的垄；施肥开沟器开出肥料沟，化肥落入沟内；播种开沟器开出种沟，薯块落入种沟。施肥播种的主要动力来自于地轮，地轮上安装有2个链轮，分别连接排种轮、排肥轮。施肥播种后由刮板器将垄土整平，然后由镇压轮镇压。薄膜挂在挂膜辊上，随着机器的前进滚动，将薄膜附在垄上。拉出的薄膜首先经过压膜辊的铺平，然后被压膜轮压在垄壁上，再由覆土圆盘犁覆土。覆土圆盘犁翻起的一部分土经膜上覆土器盖在薄膜上。同时自动补种装置能检测到需要补种的种勺，自动补种，减少人力的工作量。

基本结构：

该光感式种块播种机的结构在传统的播种机上有所改进。但有传统机型上的开沟器、输肥管、种箱、肥箱、覆土器、排种器等部件，它还增设计了镇压轮、覆膜、覆土装置，在机架的前梁上有上、下悬挂架用于与拖拉机连接，并且有拖拉机的主轴输出动力给旋转爪式覆土器。种、肥箱侧板固定在机架中间横梁的上方，前边为肥箱，后边为种箱。下边固定排肥、排种装置。在肥箱前面有一根安装开沟器的梁，通过U型螺栓将开沟器的扁钢锁住从而可以调节开沟深度。

模型模拟作业图

产品参数：

三、创新性

光感式种块播种机发展现状：

1.通过步犁与人工点种，生产效率低，农民劳动强度大。

2. 以手扶拖拉机为主，漏种.重种现象严重，同时会出现株距不均的情况。

3. 效率相对较高，但成本高。

创新：

1.拨齿：种块落地后，刀切面与土壤接触（即芽朝上）时成活率高，利用拨齿可方便矫正种块的状态，提高了成活率。

2.光电传感器与电动机的结合：为防止重种．漏种现象出现，在在输送槽端部加以传感器和直流电机。种子按一定规律均匀流过传感器时传感器输出信号为“0”，而当出现种块过多或过少的情况，则安装一直流电机则带动传送带加速前进增大种子的传递速度以达到漏种间隔基本一致的效果。

3.落种链的设计：使用曲面托盘，在标准链条空隙的间隔进行拖板的安装，使种块切面与铁板相接触，然后做垂直位移，使大部分种块按设想方式滑入土中，达到芽面朝上的效果。

此外，该装置的悬挂装置采用三点悬挂式机构，由拖拉机后置三点悬挂和播种机悬挂架构成一个空间机构。该装置有利于提高播种的稳定性能。传统料斗内种块流动不稳定，会导致漏种.重种现象，生产效率低。传统料斗内种块流动不稳定，会导致漏种.重种现象，生产效率低。采用长条状槽式导轨，并在导轨上安装传送带。保证马铃薯种块平稳均匀的落地，同时使种块在传递过程中不出现摩擦或不稳定运行状态。为防止重种．漏种现象出现，在在输送槽端部加以传感器和直流电机。种子按一定规律均匀流过传感器时传感器输出信号为“0”，而当出现种块过多或过少的情况，则安装一直流电机则带动传送带加速前进增大种子的传递速度以达到漏种间隔基本一致的效果。落种链的设计：使用曲面托盘，在标准链条空隙的间隔进行拖板的安装，使种块切面与铁板相接触，然后做垂直位移，使大部分种块按设想方式滑入土中，达到芽面朝上的效果。

关键技术：

三维数字化设计软件、机械分析软件ADAMS、CAD、单片机等。

与国内外同类研究：我国种块播种式农作物如马铃薯种植工艺机械化水平低，生产效率低，作业质量差，生产成本高，农民劳动强度大。目前的播种形式还是步犁(或小四轮配用的两铧犁)加人工点种，其作业效率很低，不易于大面积播种，制约了此种农作物种植的发展速度[3]。据调查研究，现在还没有适宜的种块种植机械。研制出能够满足种块种植农艺要求的光感式种块播种机，能够大幅度的提高我国此类种植的劳动生产率，减轻农民的负担。其在美、苏、日、意、德等国家得到了充分的发展。其主要部件即排种装置主要发展了穿札针式、舀上杯链式、舀上倾斜板铲斗式、输送带斗式等[6]。经过多年的发展它们的结构功能已比较完善，有很多值得我们学习的地方。

四、实用性

适应范围：                                          中国农业从事者

可行性：

该机械体积小、精度高，同时结构相对简单，设计成本低廉。另外可利用光电设备自动调节排序，大大提高了生产效率。该机械既适用于大型农场，又可用于小型家庭，避免了传统繁重的手工劳作，同时改进了普通播种机漏种.重种的弊端。此方案有众多优点。首先保证了所有的工作能够完成，其次在其结构上进行优化设计。采用自动检测补种装置，能够彻底解放劳动力。不再需要任何人坐在机架上进行人工补给。再者加入膜上覆土装置，省掉后面尾随的人工膜上覆土人员，提高出芽率。

市场分析：

种块农作物播种效率的提高其根本原因实现了播种机械化、集约化生产。进入20世纪90年代，发达国家的马铃薯播种机械产品更加多样化、性能更可靠。计算机、机电一体化、自动化等高科技领域技术的应用，使马铃薯播种作业更加精确化，更能满足人们使用的方便性、安全性与舒适性的要求。

五、成果和效益

根据种块播种的农艺要求，设计出集起垄、开沟、施肥、播种、喷药、覆膜、膜上覆膜等工艺的播种机。整机结构合理，使用可靠，维护保养方便，其性能达到了设计和农艺要求：

1）所设计的播种集起垄、施肥、播种、镇压、喷药、覆膜以及膜上覆土为一体的联合作业马铃薯播种机，大大减轻马铃薯播种的劳动强度，提高了作业效率。

2）将机架设计为双层形式，减小机架的成型难度，同时便于人在机架上工作，设计更加人性化。

3）将三个开沟器集成到一个机械，在一定程度上增加了加工难度，但是这样为种箱的尺寸及安装提供了不少方便。

4）加入膜上覆土机构，在减少一个劳力的前提下提高了成活率，减少了后续人工扣膜的工作。