一、论文选题的目的和意义

烟草除能制成卷烟、旱烟、斗烟、雪茄烟等供人吸食外，尚有多种医疗用途。虽然烟草给人类带了很多危害，甚至被称为“毒草”，许多国家或地区明文限制流通或抽吸，世界卫生组织成员还签署了《烟草控制框架公约》。但作为一种历史悠久的药用植物，其医疗价值不能因其危害性而被抹杀。

烟苗在我国不仅栽植历史悠久，而且栽植面积大，尤其是在我国北方，形成了许多具有地方特色、全国知名的烟苗品种，其中较为著名的有天津的高脚白、陕西的赤水孤烟以及山东章丘的大梧桐等。随着国家对“三农”问题的关注度越来越大，以及农业种植结构的调整，许多地方将烟苗种植作为特色产业发展，使得烟苗的种植面积进一步扩大，如山东章丘、天津宝坻和安徽临泉等地区的烟苗种植面积甚至超过万亩。而且烟苗的种植是在月份，天气炎热，人工作业环境差，效率低。所以农民对实现烟苗链夹式烟苗注水移栽机械化的要求越来越迫切，同时对链夹式烟苗注水移栽机的性能要求也越来越高，因此设计一款高性能的烟苗链夹式烟苗注水移栽机对实现农业机械化有着十分重要的意义。可以提高烟苗栽植过程中人力和物力资源的利用率，降低成本，同时也提高了劳动生产率和烟苗栽植质量。

二、国内外研究现状及发展趋势：

2.1研究现状

世界上移栽技术发展较早的发达国家和地区主要是欧美和日本等国，该技术在早期主要应用于蔬菜和经济作物的移栽，随后逐步用于玉米等粮食作物的移栽。早在上世纪20年代初期就开展了钵苗移栽的生产工艺研究，研制出结构简单的秧苗链夹式烟苗注水移栽机具，在一定程度上减轻了人工移栽劳动强度；到上世纪30年代出现手工喂苗的链夹式烟苗注水移栽机械，移栽技术得到实质性发展，使秧苗送入沟中这一过程实现机械化。

上世纪50年代开始，欧洲国家研制出不同结构形式的半自动链夹式烟苗注水移栽机和制钵机；到了上世纪70年代和80年代，半自动链夹式烟苗注水移栽机在欧美、前苏联等农业较发达的国家和地区得到广泛应用，使制钵、育苗、移栽技术有机结合。目前，国外的移栽技术已基本成熟，栽植后的农作物达到农艺要求，工作可靠性也较高。欧美一些农业较发达的国家，如法国、德国、荷兰、美国等国家，大部分的蔬菜生产和几乎全部的大地花卉生产都采用育苗移栽种植模式和生产工艺。日本在20世纪80年代，90％的甜菜已实现移栽种植，链夹式烟苗注水移栽机自动化程度较高。从链夹式烟苗注水移栽机的工作过程看，这些农业机械水平较高的国家多采用钵体苗半自动链夹式烟苗注水移栽机械，作业过程中采用人工喂苗，并根据作业对象的不同通过更换或调节栽植器来实现机械移栽，扩大机械移栽的作业范围，提高其通用性。

我国链夹式烟苗注水移栽机发展起步较晚，与发达的农业国家有明显差距。国内从上世纪50年代开始研究旱地链夹式烟苗注水移栽机械，70年代开始研制裸根苗链夹式烟苗注水移栽机，80年代研制成半自动蔬菜链夹式烟苗注水移栽机。截至目前，中国农机研究院、中国农业大学、吉林大学、山东大学、山东国泰拖拉机总厂、陕西省农机研究所、唐山研究所及新疆农垦科学院等单位，已经成功研制出多种类型的链夹式烟苗注水移栽机械[5]。

2.2发展趋势

纵观国内外链夹式烟苗注水移栽机的发展和应用情况，加上对各种不同类型链夹式烟苗注水移栽机的对比，总结未来链夹式烟苗注水移栽机的发展方向和趋势：

（1）栽植质量更加优良。设计出的链夹式烟苗注水移栽机能够具有更好的工作质量、满足农艺要求、理想的栽植深度、直立度、较低的漏苗率和伤苗率等。

（2）栽植速度进一步提高。目前市场上的链夹式烟苗注水移栽机多数为半自动化机具，栽植速度受人工限制，劳动强度仍然较大，链夹式烟苗注水移栽机在解决好此类问题的同时能更好的适应现代化农业的要求。

（3）功能更加完善，机型更加齐全。目前多数链夹式烟苗注水移栽机仅具有单一的移栽功能，未来将集铺膜、施肥、除草、铺膜等多种功能于一体，并形成多机型、多系列的标准化产品。在链夹式烟苗注水移栽机的通用性方面也将进一步提高，通过局部的更换调整便能方便地实现不同作物及同一作物不同移栽苗的移栽，具有明显的一机多用功能。

（4）机具的质量更加可靠。随着设计手段和加工制造技术的不断提高，链夹式烟苗注水移栽机的零部件及装配将更加合理，降低机具的损坏率和返修率，保证链夹式烟苗注水移栽机的连续作业能力。

（5）设计的链夹式烟苗注水移栽机将更加合理。随着人性化设计水平的不断提高，在对链夹式烟苗注水移栽机进行设计过程中将更加注重移栽工作人员的作业姿势和劳动强度，将人工作业劳动强度将至最低。

（6）农机与农艺结合的更加合理。农艺将更适应于农机，农机将更好地为农艺服务，实现农机与农艺的紧密结合。

三、研究内容的方案设计及可行性分析

本课题研究的重点是投苗机构：主要问题是“零速投苗”。对于大烟特殊的要求：高直立性、小株距、覆土深等，设计了链夹式大烟移栽机，包括四部分：喂苗机构、投苗机构、机架和传动系统。

1. 喂苗机构：该机构主要部分是输送带和苗槽，输送带根据移栽作业要求设计合理，苗槽安装在输送带上，大烟移栽的株距等于苗槽之间的距离。该装置主要起到一个衔接作用，操作人员将盛放在苗箱中的裸烟苗一棵一棵放入每个苗槽之中，烟苗随着苗槽由水平转为竖直运动，到达合适位置后，被安装在投苗机构的苗夹夹取。

2. 投苗机构：该机构主要包括限位导轨、夹紧导轨、苗夹和输送带。苗夹安装在输送带的每个链节上，其间距等于苗槽的间距即大烟株距，限位导轨主要对链条摆动起到限制作用。夹紧导轨主要控制苗夹的开闭，通过两导轨之间的距离来实现苗夹进入夹紧导轨后逐渐闭合，夹紧烟苗，然后在合适的位置逐渐打开完成投苗。夹紧导轨使苗夹逐渐闭合，是为了避免烟苗被夹取时造成的损伤，同时也减小了由于突变引起的机构运动冲击。

通过对喂苗机构和投苗机构的合理设计和安装，实现苗夹在竖直方向，与对应的苗槽高度一致，保证准确夹取苗槽中的烟苗；在喂苗机构、投苗机构和拖拉机之间通过合理的传动方案，实现苗夹和苗槽在竖直方向运动的同步，以及苗夹在作水平方向运动时速度与移栽机前进的速度大小相等、方向相反，实现零速投苗。

操作人员向苗槽放苗是在苗槽的水平运动段，随即苗槽转为竖直运动，当烟苗随着苗槽转为竖直运动后，相应的苗夹也进入竖直轨道，在适当位置，苗夹逐渐夹紧，夹住对应苗槽中的烟苗。喂苗机构和投苗机构的继续运动，当苗槽的运动方向偏离竖直运动时，烟苗和苗槽分离。苗夹随投苗输送带继续运动，当苗夹转过90°后，转为水平运动，其速度与移栽机前进的速度大小相等、方向相反，实现在一段时间内的烟苗相对于地面速度为零，在这期间完成对烟苗的覆土和镇压，之后苗夹在夹紧导轨的控制下，逐渐打开放开烟苗。由于苗夹作水平运动有一个时间段，覆土镇压装置有充分时间在烟苗相对地面速度为零的情况下对烟苗覆土压实，因此移栽后的烟苗直立性好、株距均匀等。

四、研究方法及技术路线

（1）链夹式烟苗注水移栽机的总体机构设计，包括四部分：喂苗机构、投苗机构、机架和传动系统。为了实现烟苗移栽时的零速投苗，根据工作原理设计合理的传动机构，并进行理论计算。

（2）链夹式烟苗注水移栽机主要零部件的设计，如苗夹、开沟器、投苗链条限位导轨、夹紧导轨。

（3）对于链夹式烟苗注水移栽机的投苗机构进行动力学分析，如投苗输送链、苗夹等，保证机构设计的合理性。

五、课题的研究进度

第一阶段（2018年12月20日-2019年1月30日）材料的搜集整理、查阅相关资料、方案确定，根据找到的方法最终确定移栽机的成型方式、机构类型。

第二阶段（2019年2月1日-2019年4月31日）方案设计，总体结构设计，设计计算、装配图绘制，确定其他技术参数；系统设计计算；绘制系统图纸；移栽机构的设计计算；绘制移栽机构图纸。

第三阶段 (2019年5月1日-2019年5月30) 完成装配图、移栽设备的设计计算；绘制移栽设备图纸；编写说明书；准备答辩。

六、预期结论

秸秆移栽机的总体设计总体装配图一张 关键部件图2～3张 20000字论文

七、参考文献

[1]《数控技术及应用》 中国计量出版社,赵玉冰主编

[2]《数控原理与系统》 机械工业出版社,郑晓峰主编

[3]《现代数控机床伺服及检测技术》 国防工业出版社,白恩远主编

[4]《数控原理与系统》 机械工业出版社，汪木兰主编

[5]《数控原理与数控机床》  化学工业出版社，张柱银主编

[6]《数控原理与数控机床》  化学工业出版社，罗学科、谢富春主编

[7]《数控与电控技术》 机械工业出版社，孙志永、赵砚江主编

[8]《数控机床交流伺服控制系统的设计与仿真》 参考文献

[9]张多利, 董德军,赵荔娜, 李可。精准农业与现代农业装备黑龙江畜牧机械化研究所。2011（1）

[10]王熙，庄卫东，汪春。黑龙江垦区农业信息化进展与展望[J].黑龙江八一农垦大学学报.2010.22(5):18-19

[11]王新忠，王熙，王智敏。精准农业与变量施肥技术[J].黑龙江八一农垦大学学报.2002.14(4):25-27

[12]赵清华，许万同，张伟，韩红兵，万霖.大豆大垄密植栽培技术模式及配套机械化系统研究[J].黑龙江八一农垦大学学报.2009.21(3):46-48