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藜蒿是一种优势经济作物,广泛分布于东北、华北、华中地区。目前以湖北蔡甸为代表的区域已广泛栽培,并成为支撑蔡甸经济发展的重要产业。目前,藜蒿的种植生产主要依靠人工,效率低、成本高、劳动强度大。研发藜蒿机械化扦插技术能有效提高藜蒿种植的效率,节约成本,而实施藜蒿机械化扦插的关键环节为扦插。本课题设计的藜蒿扦插机的扦插装置,可实现导苗、接苗和扦插的功能,主要过程为通过导苗机构对苗秆进行分离、导向,由接苗机构对苗秆进行固定、限位,再依靠扦插机构对苗秆进行抓取、扦插,保证苗秆连续地从取苗装置运动到作业苗床,实现苗秆的连续导向、固定与扦插。本课题的主要研究内容有:(1)开展了藜蒿苗秆的表观特性测量和主要物理机械特性的测试。重点分析了苗秆的弯曲强度与扦插装置结构参数确定的依据。以此为基础,开展了利用气力式装置实现自动取苗和机械扦插装置实现藜蒿机械化扦插的藜蒿扦插机整机结构设计。(2)研制了一种藜蒿扦插机扦插装置。具体开展了藜蒿苗秆从分苗取苗到地面扦插的迁移轨迹的分析,结合藜蒿苗秆自身的机械物理特性,提出了扦插装置应实现的功能,阐述了扦插装置的基本工作原理,得出扦插装置包括三个关键机构:导苗机构、接苗机构和扦插机构。(3)设计了一种扦插机构。为实现藜蒿苗秆从取苗机构到适合扦插的竖直位置的迁移,设计了导苗机构;为实现苗秆从导苗机构落下后的固定和限位,设计了接苗机构;为实现苗秆从接苗机构到地面的迁移,设计了扦插机构。(4)开展了扦插机构的计算机模拟仿真。扦插机构依据水稻插秧机中的分插原理,通过对分插机构结构和运动特点的分析,运用分插机构辅助分析优化软件对影响扦插爪尖点轨迹的主要参数进行分析,找出了适合扦插藜蒿苗秆的优化参数组合;利用虚拟样机技术的Adams软件对分插机构进行建模、仿真,验证得到的优化参数组合更适合于藜蒿扦插,为硬件的设计提供理论依据。(5)藜蒿扦插机的土槽试验。试制一台藜蒿扦插机整机,在经过耕整和浇水处理的土槽内进行扦插试验,观察苗秆在扦插装置中的迁移轨迹和苗秆的扦插入土情况。试验表明,扦插装置能够实现完整的扦插功能。