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1、 . 1绪论1.1插秧机发展历史中国传统的插秧工具秧马和莳扶，已有近千年的使用历史。宋代轼曾作“秧马歌”，叙说了农民使用秧马的情景。使用莳扶可以代替手工分秧，并将秧苗梳入泥中定植，直至20世纪50年代，某些地区仍在使用。中国水稻插秧机的研制工作始于1953年。1956年在莳扶分秧方式的启发下，首次提出群体逐次分格取秧、直接栽插的秧苗分插原理，从而在水稻插秧机的研制上取得了突破，研制出水稻拔取苗移栽的第一代样机。到1960年，各地推荐生产上使用的人力、畜力插秧机已达21种。由于这里不能上传完整的毕业设计（完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸CAD/PROE、中英文文献与翻译等），此文档也稍微删除
2、了一部分容（目录与某些关键容）如需要其他资料的朋友，请加叩扣:二二壹五八玖一壹五一1967年，第一台自走式机动插秧机“东风-2S”型通过鉴定定型并投入生产,每天可插秧1520亩。 日本于1898年,发表第一个水稻插秧机专利;意大利于1915年开始研究拔秧苗的水稻插秧机，至50年代已有拖拉机配套的商品出售,但都由于结构复杂、造价高,作业时需用辅助劳力多而未能推广。日本于60年代研制带土小苗的栽植技术和相应的水稻插秧机。1966年后，工厂化水稻育秧设备研制成功，促进了插秧机械化的迅速发展。1.2发展趋势插秧机的研究应该根据各国土质和人口等地区因素，因地制宜，发展适合当地情况的插秧机，此外，插秧机也
3、要向提高作业效率，提高对秧苗的适应性，提高使用操作性能方向发展。为了克服漏插、漂秧和钩伤秧等缺陷,今后将通过对送秧、分秧、插秧等工作机构的改进与创新，继续提高插秧质量和对各种秧苗的适应性，同时要研制适用于每穴一株杂交水稻秧苗的新型插秧机；研究提高工作装置的自动化程度，如实现自动装秧与故障自动停机等的途径；进一步完善包括育秧在的水稻全套种植机械化体系，提高非插秧季节水稻插秧机的综合利用程度。2 插秧机总体介绍2.1 插秧机总体结构和设计原理类型 水稻插秧机按适应秧苗的状态分拔洗苗型、带土苗型和两用型。按动力分为人力插秧机和机动插秧机两类。人力插秧机采用间歇插秧方式，插秧动作在机器停歇状态下进行，
4、插秧动作结束后，手拉机器移动一个株距，再次进行插秧动作。机动插秧机采用连续插秧方式，在机器行进过程中完成分秧、插秧动作。机动插秧机又分手扶自走式、乘坐自走式和拖拉机悬挂式等类型。按分秧和插秧机构的运动特征可分为纵分滚动直插式、纵分摆动直插式和横分摆动直插式。滚动直插和摆动直插是指取秧器定位杆件分别由作圆周运动和作往复运动的机构驱动，并在轨迹控制机构的控制下完成分秧、插秧动作，取秧器在插秧段的运动轨迹接近与地面垂直，使形成的插孔较小，秧苗直立性和稳定性好。滚动直插只用于机动插秧机。原理和构造插秧机的工作过程，因结构不同而各有差异，但基本流程大致一样。其“群体逐次分格取秧直接栽插”原理为：秧苗以群
5、体状态整齐放入秧箱，随秧箱作横向移动，使取秧器逐次分格取走一定数量的秧苗，在插秧轨迹控制机构作用下，按农艺要求将秧苗插入泥土中，取秧器再按一定轨迹回至秧箱取秧。各种插秧机栽插部分的组成基本一样：人力插秧机由秧箱、分插秧机构、机架和浮体(船板)等组成，自走式机动插秧机还设有动力驱动、行走装置、送秧机构等部分。秧箱 主要功能是承载秧苗，并与送秧机构、分插秧机构配合，完成送秧和分秧作业。主要有箱体、箱架、秧门(包括秧帘)和秧刷等组成。在横向移箱机构作用下，使秧箱横向移动，从而使秧苗移向秧门，以配合取秧器有规律的取秧栽插。 分插秧机构是水稻插秧机的主要工作部件，由取秧器与其驱动机构和轨迹控制机构组成。
6、取秧器在驱动机构的驱动和轨迹控制机构的控制下，按照一定的轨迹从秧箱中分取一定数量的秧苗并将其插入土中，然后返回原始位置开始下一次循环动作。按分秧动作，有横分和纵分两种。横分取秧器有适于拔取苗栽插的秧夹和适于带土苗栽插的切扒式秧爪，两者根据需要可互换使用。秧夹由活动夹片和固定夹片构成，其开度根据秧苗的粗细和秧苗数量进行调节；切扒式秧爪带有脱秧片，使带土秧苗从秧爪上顺利脱出。纵分取秧器有适于拔取苗栽插的梳式秧爪，适于带土苗栽插的有装上脱秧器的梳式秧爪，或采用筷子式秧爪。梳式秧爪在分秧过程中对秧苗有分理作用；筷子式秧爪在插入带土秧苗中取秧时，由推秧片把带土苗强制推出。 一定数量的秧夹或秧爪按规定行距
7、配置在秧夹（或秧爪）排上。在滚动直插式插秧机上，一般有24个秧爪排与作圆周运动的分插轮转臂铰接相连；在摆动直插式插秧机上。一般是一个秧爪排同作往复摆动的摇臂铰接相连，也可将一个取秧器直接装在一组曲柄连杆机构的连杆上，进行分组驱动。在多数插秧机上，取秧器的运动轨迹除由驱动机构控制外，还受轨迹控制机构的控制。常用的轨迹控制机构有导槽、滑道、凸轮、行星齿轮和四杆机构等，与各种驱动机构配合组成各种类型的分插秧机构。送秧机构包括纵向送秧机构和横向送秧机构，其作用是按时、定量地把秧苗送到秧门处，使秧爪每次获得需要的秧苗。纵向送秧机构的送秧方向同机器行进方向一致，有重力送秧和强制送秧两种。重力送秧是利用压秧
8、板和秧苗自身的重量，使秧苗随时贴靠在秧门处，常用于人力插秧机，其送秧能力随秧箱形式与秧箱秧苗数量多少而变化，因而送秧均匀度较差。强制送秧是由纵向送秧机构定期推送秧苗，其送秧能力强，又分整体送秧和对准送秧两种。前者主要用于带土苗。当秧箱横向移动至两端极限位置时，将整体秧苗往秧门推送一次；后者主要用于拔取苗，取秧器每取秧一次，即相应的送秧一次，送秧宽度等于取秧器的取秧宽度。横向送秧机构的送秧方向同机器行进方向垂直，都采用移动秧箱法，因而又称移箱机构。按其移动方式又分为间歇移箱和连续移箱:间歇移箱机构用于拔取苗和带土苗,其特点是在秧爪分取秧苗时停止移箱，以利于秧爪梳理分秧。连续式移箱机构是在作业中使
9、秧箱作横向连续等速运动，移至两端极限位置后自动换向，因而在分秧阶段，秧爪和秧箱相对移动，适用于带土苗。机架是插秧机各部件和机构安装的基础，要求刚性好、重量轻。按机架与船板连接方式可分为整体式和铰接式两种：整体式是用插深调节器调整插深后，把机架和船板锁定；铰接式是机架和船板仅靠插锁连接，在作业过程中插秧深度随泥脚深浅而变化。 行走装置和承载浮体人力插秧机以船板为承载浮体，支承机器的全部重量,一般不设行走装置,作业时由人力牵引，使船板在泥面滑行。自走式机动插秧机的行走装置包括驱动轮、导向轮和陆地运输轮等。驱动轮多采用叶片式铁轮，并有独轮驱动、两轮驱动和四轮驱动等类型，其承载浮体有整式船板和间隔配置
10、的浮板两种类型，支承机器的部分重量。中国的乘坐自走式机动插秧机多采用前面一个驱动轮、后面为整体式船板的独轮驱动方式,陆地运输时加装2个尾轮，具有结构简单、行驶阻力小、操纵轻便、行驶直线性和转弯靠行性能好等特点。日本则采用前面两个导向轮、后面两个驱动轮加34块浮板的驱动方式,或前、后4个驱动轮加浮板的驱动方式。日本的手扶自走式机动插秧机多采用两个驱动轮加浮板的驱动方式。 动力驱动部分与其他 自走式机动插秧机的动力驱动部分包括发动机、 变速传动装置，以与转向、换档、离合等操纵机构。此外还有各种调节装置、监测讯号装置、牵引架、插秧手座位、秧篮与遮阳装置等辅助部分。2.2手扶插秧机的各类参数洋马AP4
11、步行式插秧机是双轮驱动步行式插秧机，人在机后步行操作，其主要操作系统都在机器后部，用刚丝与各控制部分相连，便于操作，控制机器。苗箱与插植臂也在机器后部，便于机手查看并添加秧苗。为了提高机器的机动性能，减轻重量，洋马步行式AP4插秧机大大采用了工程塑料（浮板、秧箱、罩盖等）和铝合金铸件（主变速箱、插枝传动箱、导轨等）。插秧机的发动机在前部，使机器前后平衡。洋马步行式AP4插秧机是一种适合于我国水稻产区广大经济条件使用的步行式水稻插秧机，洋马步行式AP4插秧机设计结构简单、轻巧，操作灵便，使用安全可靠，它主要由发动机、传动系统、机架与行走系统、液压仿行与插深控制系统等组成。见图（1-1）图（2-1
12、）洋马AP4步行式插秧机各类参数型号名称2ZQS-4(AP4型)机器尺寸总长（mm）2190总宽（mm）1500总高（mm）1034机身重量（kg）145发动机型号名称MZ175种类空气冷却OHV四冲程单缸汽油发动机排气量（cc）171输出/转速 kW（PS）min-12.6Kw（3.5PS）/3000最大3.2kW（4.3PS）使用燃料汽车用无铅汽油燃料油箱容量（L）4启动方式手拉式启动行走部机体上下调节液压式调节（手动、自动、连动）车轮（mm）橡胶凸缘车轮外径660变速档数（档）前进2（插植1）后退1插植部插植方式曲柄摇杆式插植行数（行）4插植行距（cm）30插植株距（cm）22、15、1
13、2插植株数（株/3.3m2）50.65.75.90（简易手柄调节）插植深度（mm）15-40（6段调节）苗数调节量横向进给（mm）11（26回），14（20回）纵向抓取（mm）8-17（10段手柄调节）秧苗条件秧苗的种类幼苗、中苗叶龄苗高 （叶）（cm）（2.0-4.5）8-25预备用秧苗搭载数（箱）3作业速度（m/s）载插：0.38-0.76（0.34-0.68）道路上：0.72-1.54后退：0.18-0.36（0.16-0.32）作业效率（亩/小时）2.09（最大）表2-12.3 插秧机动力传送路线1-2图2-23 插植臂结构设计与运动原理3.1 分插运动轨迹和结构参数 (1)分插结构：
14、用以完成分秧和插秧的工作部件称为秧爪，而控制秧爪运动轨迹的机构称为分插结构。插秧机工作时秧爪尖相对于插秧机机架的轨迹称为秧爪静轨迹（即机器不前进时的轨迹）或者称为相对运动轨迹，而秧爪相对于地面的轨迹称为秧爪动轨迹(即秧爪正常前进时的轨迹)或者称为绝对运动轨迹。秧爪运动轨迹可以分为分秧、运秧、插秧、出土、回程段5个阶段。如图2-1所示（图中主要参数见表2-1），秧爪进入秧箱取秧走过的轨迹D1D2称分秧段，分秧之后到插秧之前的轨迹D2D3称运秧段，插秧时秧爪尖的动轨迹D3D4称插秧段，插秧之后秧爪尖到离开地面的运动轨迹D4D5称为出土段，出土之后回到取秧之前的静轨迹D5D1称为回程段。图3-1 插
15、秧机插秧轨迹名称代号参数名称代号参数曲柄（OA）R235mmB点调节长槽长度BL30 mm连杆（AC）R490mm调节长槽与X轴夹角RB16摇杆（BC）R590mm秧门角点M坐标值XMYM-202 mm30 mm秧爪尖与A点距离（AD）L190 mm秧门与X轴夹角RM138AD与连杆夹角R163.17秧爪与连杆夹角RD50最大取秧量B点坐标值X0Y072 mm80 mm推秧时曲柄与连杆夹角RT50.87曲柄中心安装高度H0120 mm3寸穴距机器前进速度V0-0.36m/s 表2-13.2插植臂结构 插秧机共设有四个插植臂，插植臂间隔距离相等，呈左右对称状态。插植臂主要由曲轴臂、插植臂壳体、推杆、秧爪、弹簧、插植臂上盖、凸轮等组成（如图3-2所示）。作用是从苗箱上切取一定面积的秧块并栽插到田里。
