施肥機 開(kāi)題報告
我國是一個(gè)農業(yè)大國，農業(yè)生產(chǎn)在國民經(jīng)濟中占有重要地位。隨著(zhù)我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和人民生活水平的日益提高，舊的農業(yè)生產(chǎn)方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展的需要。農業(yè)科技進(jìn)步是我國農業(yè)和農村經(jīng)濟發(fā)展的根本途徑。
小型稻麥兩用施肥播種機的總體設計篇一：
本課題的意義、國內外研究概況、應用前景等 1課題的意義:
免耕施肥播種機是目前國家重點(diǎn)推廣的保護性耕作機械.不僅有利于保護耕地,減少粉塵污染，而且免耕施肥播種機功能多，一次性完成旋耕滅茬、化肥深施、小麥(水稻)播種、鎮壓保墑等多道工序，與傳統的耕作方式相比，具有減少作業(yè)程序，省工省力，節本增效，提高化肥利用率，保護環(huán)境，抑制沙塵暴，增產(chǎn)糧食等優(yōu)點(diǎn);但若機具調整不好或操作不當，不但能造成糧食減產(chǎn)而且給今后推廣工作也帶來(lái)一定的困難。因此，搞好免耕施肥播種機的設計使用與調整，對大力推廣保護性耕作技術(shù)有著(zhù)十分重要的意義。 2國內外研究概況 國外研究概況：
免耕變量播種技術(shù)已在美國、加拿大等國家廣泛應用。如美國的USDA型、約翰迪爾型和澳大利亞KMC型等免耕播種機的性能都是在國際上比較突出的。美 國 John Deere1590 No-till Drill設計用于普通耕作和保護性耕作情況下的谷物播種。整機開(kāi)溝器為雙排結構,播種行數為16行。排種(肥)器為外槽輪式 ,開(kāi)溝器為圓盤(pán)切刀式,為此開(kāi)溝器單體較重,有利于免耕作業(yè) 。開(kāi)溝器單體仿形,土壤擾動(dòng)小,堅固耐用 。圓盤(pán)切刀直徑為45.72cm ,刃鋒角度為20度 ,標準配置為單圓盤(pán)開(kāi)溝器,行距18.4～24.5mm可調,如擰松前方固定螺栓則可使行距加大到36.8～49mm。單體仿形為壓式,壓簧可給每個(gè)開(kāi)溝器提供734～2000N的壓力使其人土或用于切割殘茬。
澳大利亞 John shearer 4 Bin Direct Drills可以在一個(gè)工作行程播種4種作物,其開(kāi)溝器為單體仿形 ,雙彈簧結構給開(kāi)溝器以 足夠的壓力 進(jìn) 行免耕作業(yè),全液壓提升和兩側巨大的輪子能保證開(kāi)溝器精確的開(kāi)溝深度 。開(kāi)溝器為鏟式多梁結構,每個(gè)梁上裝4～6個(gè)開(kāi)溝器,每個(gè)開(kāi)溝器 的間隔較大,以保證良好的防堵性能。
國內研究概況：
遼寧省莊河市農機推廣站研制了機牽引702A型深施肥播種機和畜力牽引2BF1A型側深施肥播種機。該機具1次可完成開(kāi)溝，深施肥，播種，鎮壓，覆土5項作業(yè)，適合玉米，大豆 ，高粱，谷子等作物播種。該機具采用地輪驅動(dòng)的原理，靠地輪直接驅動(dòng)，經(jīng)齒輪傳動(dòng)搖臂機構傳動(dòng)，實(shí)現播種施肥作業(yè) 這2種機型排種機構均采用窩眼式排種輪，以實(shí)現精少量播種的目的 工作中，種子靠自重充填排種輪窩眼，經(jīng)護種舌后靠自重落入種床上，肥料經(jīng)輸肥管落入開(kāi)溝器的溝底，然后開(kāi)溝器兩側的土自流回土，將肥料覆蓋，種子落在回土層上面，以達到種肥隔離的目的。因封閉施肥，種肥隔離，不燒種子，肥料深施延長(cháng)了肥料的使用期，提高了肥料有效利用率。但播種機的堵塞想象沒(méi)有得到很好的解決。 3應用前景
預計施肥播種機工作正常，施肥播種效果良好，種子發(fā)芽率很高。大大減少工作人員的勞動(dòng)強度，提高工作效率。
參考文獻：
[1] 劉蘊賢,倪道明,李從華,李道珍.不同施肥方法對水稻生長(cháng)及稻田周?chē)w污染的影響. 天津農業(yè)科學(xué),2007，13(1).
[2] 耿德仁.精少量播種深施肥播種機的試驗與推廣效果分析.農業(yè)技術(shù)與裝備.2009，(9). [3]白人樸.21世紀初葉我國農業(yè)機械化發(fā)展展望.中國農機化，2000，(6)：8-11。
[4]王洋，張祖立，張亞雙,崔紅光.國內外水稻直播種植發(fā)展概況.農機化研究，2007，(1)：48-50。 [5]吳崇有,金誠謙,盧晏.我國水稻種植機械發(fā)展問(wèn)題探討.農業(yè)工程學(xué)報,2000,16(2)：21- 23。 [6]高煥文,李問(wèn)盈,李洪文.中國特色保護性耕作技術(shù)[J].農業(yè)工程學(xué)報,2003,19(3):1-4. [7]李兵，李洪文.2BMD-12型小麥對行免耕播種機的設計[J].農業(yè)機械學(xué)報，2006，(03).
[8] Drew Lyon, Sarah Bruce, Tony Vynetal. Achievements and Future Challenges in Conservation Tillage[R].4th International Crop Science Congress,Brisbane,2004.
[9] Derpsch, R. Historical review of no-tillage cultivation of crops, Proceedings[R].The 1st JIRCAS Seminar on Soybean Research. No-tillage Cultivation and Future Research Needs, Iguassu Falls, 1998.
[10] Morrison, J.E. Development and Future of Conservation Tillage in America[R].China International Conference on Dryland and Water- Saving Farming.Bijing,2000.
研究的目標、內容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題
1研究的目標
本課題的研究目標是根據國內外研究現狀完成一臺小型稻麥兩用施肥播種機的總體設計�？偨Y現在已有的施肥播種機的不足，對其進(jìn)行改進(jìn)，設計出適合我國稻麥種植的施肥播種機械。設計時(shí)不僅要確定各部件的構造還要確定最佳的工作參數，使其適合各種田地環(huán)境，工作效果最優(yōu)化。
2研究?jì)热?/p>
該課題主要完成對小型稻麥兩用施肥播種機的總體構造的設計。用Pro/e、CAD等制圖軟件進(jìn)行整體機構設計分析。設計分析后對各關(guān)鍵部件進(jìn)行校核，使其滿(mǎn)足工作要求。
2.1包括懸掛連接架、種子箱、基肥箱、覆肥箱、排種子(基肥)器、種子覆肥引導器、覆肥排肥器、鎮壓輪、托板、齒輪箱、液壓控制系統等部分的設計。
3擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題
理想的免耕施肥播種機必須能夠在不利的地面條件下播種，避免作物殘茬造成播種機的堵塞。而且開(kāi)溝器應有足夠的入土能力和很強的單體仿行能力，應能在未耕地上開(kāi)出有利于種子和作物根系生長(cháng)發(fā)育的種溝，溝型應既有利于種子發(fā)芽，又可減少動(dòng)土量和工作阻力，滿(mǎn)足播深均勻度。此外還要有良好的覆土鎮壓裝置，以便于將濕土覆蓋在種子上并壓實(shí)，提高種子的出苗率，避免跑墑。還應調整好種子與化肥深度差以提高肥料有效利用率。
研究方法、技術(shù)路線(xiàn)、實(shí)驗方案及可行性分析
1實(shí)驗設計(研究材料、方法和手段)
1.1先閱讀資料并利用軟件繪制出小型稻麥兩用施肥播種機的大體形狀。 1.2確定各部件的材料，參數，傳動(dòng)關(guān)系。
1.3模擬播種施肥機在不同的工作環(huán)境和情況對設計的機械進(jìn)行改進(jìn)，參數優(yōu)化。 2可行性分析
在前人的基礎上進(jìn)行設計，國內外已經(jīng)相繼研究出不同的播種施肥機。根據假想的工作條件對施肥播種機進(jìn)行設計，并對部分部件進(jìn)行校核，可以滿(mǎn)足施肥和播種的工作要求。預計施肥播種機能一次性完成開(kāi)溝，深施肥，播種，鎮壓，覆土的工作，并能有效避免作物殘茬造成播種機的堵塞。此外還能提高化肥的利用率，保護環(huán)境。
特色或創(chuàng )新之處
本課題是在國內外現有的播種施肥機的基礎上設計出一臺適合我國小麥水稻種植的播種施肥機。滿(mǎn)足農民實(shí)際工作要求，兼顧經(jīng)濟性與實(shí)用性，這樣便于以后在我國廣大的農村市場(chǎng)進(jìn)行推廣應用。
研究計劃及預期進(jìn)展 1研究計劃
3.4—3.10 收集、查閱關(guān)于施肥播種機的文獻，對其結構有初步的了解，熟悉設計的'程序，注意事項。
3.11—4.1 學(xué)習掌握Proe或CAD軟件，并進(jìn)行可行性的分析，同時(shí)完成綜述和英文翻譯。 4.1—4.20 總體方案的擬訂從而開(kāi)始施肥播種機的優(yōu)化設計，受力分析，不斷改進(jìn)和完善。 4.21—5.1 用Proe進(jìn)行具體設計，并對部分部件進(jìn)行校核分析。
5.1—5.30 畢業(yè)論文的整理和撰寫(xiě)，并對設計作最后的檢查和必要的修改。 6月初答辯
具備的條件、尚缺少的條件和擬解決的途徑(包括利用教學(xué)實(shí)驗中心、科研實(shí)驗室、實(shí)習基地、校外其它企事業(yè)單位等條件的計劃與落實(shí)情況)
本課題不是一個(gè)全新的課題，在學(xué)校有一些相關(guān)的資料可查，學(xué)校實(shí)驗室有一些播種機械可用來(lái)研究，還可以利用前人的研究成果，并且通過(guò)調查研究，獲取施肥播種機的第一手資料。對于施肥播種機設計先用工程設計軟件進(jìn)行，然后進(jìn)行受力的可行性分析。通過(guò)向研究生學(xué)長(cháng)和網(wǎng)絡(luò )的學(xué)習交流，按時(shí)完成任務(wù)。
基于PLC的溫室灌溉施肥控制系統的設計篇二：
一、課題的來(lái)源、目的、意義(包括應用前景)、國內外現狀及水平
1 課題的來(lái)源
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，為了改善我國傳統農業(yè)種植技術(shù)落后的現狀，發(fā)展科學(xué)的溫室灌溉施肥控制是使農作物優(yōu)質(zhì)、高效、高產(chǎn)的手段之一。
2 目的及意義
我國的傳統農業(yè)種植長(cháng)期以來(lái)采用的是經(jīng)驗式種植方式，很多農民澆地一般都采用大水漫灌，這是一種落后的、粗放的灌溉方式，其缺點(diǎn)較多。一是浪費水嚴重;二是大量多余水滲入地下，導致地下水位升高，水蒸發(fā)量增大，作物產(chǎn)量下降;三是肥料流失嚴重。由此可見(jiàn)傳統農業(yè)對資源的浪費比較嚴重。
現在采用溫室施肥灌溉技術(shù)控制是一種簡(jiǎn)便易行的施肥灌溉方式，這種方式投入資金少，見(jiàn)效快，簡(jiǎn)單易學(xué)還方便更好的灌溉施肥。通過(guò)對農作物的施肥灌溉進(jìn)行控制，在保證農作物能充分的吸收所需養分的基礎上，可以非常有效的節省水資源，解放出很多的人力資源，減低農作物的種植成本。
3 國內外現狀及水平
3.1 國外發(fā)展現狀及水平
隨著(zhù)全球性水資源供需矛盾的日益加劇，世界各國，特別是發(fā)達國家都把發(fā)展節水高效農業(yè)作為農業(yè)可持續發(fā)展的重要措施。發(fā)達國家在生產(chǎn)實(shí)踐中，始終把提高灌溉(降)水的利用率、作物水分生產(chǎn)效率、水資源的再生利用率和單方水的農業(yè)生產(chǎn)效益作為研究重點(diǎn)和主要目標。這些發(fā)達國家從最早的水力控制、機械控制，到后來(lái)的機械電子混合協(xié)調式控制，到當前應用廣泛的計算機控制、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制等，控制精度和智能化程度越來(lái)越高，可靠性越來(lái)越好，操作也越來(lái)越簡(jiǎn)便。
(1)電氣信息技術(shù)在灌溉控制中的應用
真正的計算機控制灌溉施肥源于以色列。該國最初把自動(dòng)化控制技術(shù)應用到灌溉中的原因是：以色列足一個(gè)極其缺水的國家，從自然條件上講必須發(fā)展節水農業(yè);另一方面是出于中東安全的考慮，以色列人想通過(guò)自動(dòng)化控制技術(shù)在家里控制農田灌水，減少由于武裝沖突帶來(lái)的危險。最初的灌溉控制器是一個(gè)簡(jiǎn)單的定時(shí)器，這可以看做是灌溉控制自動(dòng)化的第一階段。隨著(zhù)控制技術(shù)、傳感器的`發(fā)展，以色列開(kāi)發(fā)了現代診斷式控制器，這種控制器把以前不能采集到的信息通過(guò)不同的傳感器來(lái)獲得，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、遠程控制、CSM等來(lái)實(shí)現數據傳輸，然后通過(guò)計算機中的一些模型來(lái)處理信息，做出灌溉施肥計劃。
(2)人工智能在灌溉中的應用
由于土壤濕度傳感器的非線(xiàn)性以及其輸出延遲較大，采用傳統的反饋控制方法很難得到滿(mǎn)意的結果，而近幾年由于人工智能技術(shù)的發(fā)展，使得人工智能技術(shù)在節水灌溉中的應用顯示出廣闊的前景，其中包括用專(zhuān)家系統、模糊邏輯系統、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )來(lái)預測和建模，使得灌溉控制器用這些智能技術(shù)來(lái)及時(shí)、準確地預測環(huán)境參數，同時(shí)控制這些參數使得它更適合于作物生長(cháng)。模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )在灌溉控制器中的應用較多，這些系統一般以土壤濕度傳感器測土壤水分，同時(shí)還通過(guò)自動(dòng)天氣預報站估算出作物的蒸騰量，然后把這兩個(gè)信息經(jīng)模糊化后輸入到模糊控制器，模糊控制器經(jīng)模糊規則決策得出模糊輸出，再把該模糊輸出精確化傳送給執行機構，控制電磁閥動(dòng)作。如果該控制不能得到滿(mǎn)意的結果，則可以通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )來(lái)優(yōu)化控制規則。
模糊控制不需被控對象的精確模型，它是根到另一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )去預測灌溉需求。根據人的手動(dòng)經(jīng)驗或專(zhuān)家的知識來(lái)設計的。一個(gè)有經(jīng)驗的農民能知道合適的灌溉時(shí)間和灌溉量，既然模糊控制能夠模擬人的推理能力。所以把模糊控制技術(shù)和傳統的控制方法結合將是非常有發(fā)展前途的。
3.2 國內發(fā)展現狀及水平
溫室施肥灌溉控制作為一種新的模式，最適合于中國目前水資源缺乏的現狀。在我國施肥灌溉技術(shù)的發(fā)展始于1974年，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的推廣，這種施肥灌溉技術(shù)在不斷的發(fā)展進(jìn)步。近30年來(lái)，智能化施肥灌溉技術(shù)在研制過(guò)程中采用PLC程序來(lái)控制可未是做到了精益求精。此項技術(shù)從歷史發(fā)展至今大體經(jīng)歷了三個(gè)相對來(lái)說(shuō)較重要的階段：
第一階段(1974-1980年)：進(jìn)行國內生產(chǎn)設備的研制，開(kāi)展了相應的施肥灌溉應用試驗。1980年我國第一代成套設備誕生。
第二階段(1981-1996年)：引進(jìn)國外先進(jìn)工藝技術(shù)，設備國產(chǎn)規�；a(chǎn)基礎逐漸形成。該技術(shù)由開(kāi)始的小面積應用到較大面積的推廣，試驗研究已經(jīng)取得了豐碩的成果，被農業(yè)生產(chǎn)的很多人認可。
第三階段(1996年至今)：由于此技術(shù)的實(shí)用性，這種施肥灌溉技術(shù)的理論及技術(shù)的應用日趨被重視，很多地方根據各自的情況開(kāi)展了技術(shù)研討和技術(shù)培訓班，施肥灌溉技術(shù)已在大面積推廣。
二、課題研究的主要內容、研究方法或工程技術(shù)方案和準備采取的措施
1 課題研究的主要內容
設計基于某地某種農作物的溫室灌溉施肥的控制系統，選用三菱PLC作為控制器進(jìn)行系統設計，實(shí)現按作物需水量和需肥量進(jìn)行自動(dòng)灌溉與施肥，供溫室作物較好地吸收養分和水分，以提高溫室作物產(chǎn)量和品質(zhì)。
具體工作有：
(1)明確設計結構，進(jìn)行設計分析。 (2)確定控制的系統方案。
(3)溫室灌溉施肥系統的計算和元件選擇。 (4)控制系統的軟件設計。 (5)控制系統的效果檢驗。
2 研究方法和準備采取的措施
先采用各種檢測控制系統，實(shí)現對溫室數據的獲取與傳輸;采用PLC構建控制系統，實(shí)現對施水量和施肥量的控制;使各硬件、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監控系統及通信達到分布式的控制結構，使各子系統相對獨立，管理與控制功能分開(kāi)。
準備采取的措施有：
(1)了解影響作物生長(cháng)的濕度環(huán)境、溫室灌溉決策因子、溫室灌溉與施肥控制系統的現狀，確定溫室灌溉施肥系統的設計方案。
(2)選用三菱PLC做主控制器，進(jìn)行硬件設計。 (3)在設計好的硬件的基礎上設計好軟件程序。
(4)在計算機上完成仿真實(shí)驗，通過(guò)仿真結果來(lái)確定設計方案是否可行。
三、現有基礎和具備的條件
1、已順利修完大學(xué)階段的各項專(zhuān)業(yè)課程，具備了一定的專(zhuān)業(yè)設計的理論條件。 2、在實(shí)踐教學(xué)當中，完成了實(shí)踐性設計任務(wù)，具備了一定的設計經(jīng)驗。 3、在認識實(shí)習過(guò)程中，對較為復雜的控制系統有了客觀(guān)的認識。 4、參考資料：
[1]周亮亮.溫室PLC模糊灌溉施肥控制系統研究[D].昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2010.
[2]周亮亮.基于模糊控制的溫室灌溉施肥控制系統[J].浙江農業(yè)科學(xué),2012. [3]王智乾.基于PLC的溫室模糊灌溉控制系統研究[D].昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2012.
[4]俞衛東.基于PLC的智能灌溉施肥機的研制[J].中國農機化學(xué)報,2013. [5]李葒娜.自動(dòng)化施肥控制系統的研究[D].天津大學(xué)碩士學(xué)位論文,2007. [6]張瑞峰.作物點(diǎn)滴施肥智能控制系統的研究[D].青島理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2013.
[7]黃兆波.溫室環(huán)境下花卉精準灌溉系統研究[D].云南大學(xué)碩士學(xué)位論文,2011. [8]李偉.基于PLC技術(shù)的自動(dòng)化灌溉施肥系統的設計[J].農機化研究,2011. [9]周梅芳.基于PLC的智能PID控制方法及其應用[J].化工自動(dòng)化及儀表.2003年06期.
[10]李凱.實(shí)時(shí)施肥灌溉自動(dòng)控制系統的研制[J].江蘇理工大學(xué)學(xué)報.2001年01期.
[11]李銳.單片機實(shí)現自動(dòng)灌溉及施肥系統[J].計算機應用.2001年S1期. [12]羅金耀.我國設施農業(yè)節水灌溉理論與技術(shù)研究進(jìn)展[J].節水灌溉;2003年03期.
[13]孫寧寧.大棚溫室作物需水量計算模型研究進(jìn)展[J].節水灌溉.2006年02期. [14]高國濤.控制環(huán)境植物生產(chǎn)系統中營(yíng)養液的檢測與控制技術(shù)[J].農業(yè)裝備技術(shù).2006年01期.
[15]W E Eder. Design modeling a design science approach [J].Journal of engineering
Design,1998,9(4):353～371.
[16]Doughty S. Mechanics of Machines. New York: John Wiley &Sons Inc., 1988.
四、總的工作任務(wù)，進(jìn)度安排以及預期結果
1 總的工作任務(wù)
(1)查閱相關(guān)課題資料，寫(xiě)好開(kāi)題報告和文獻綜述。
(2)確定好設計思路，完成設計方案。根據設計方案完成控制系統的硬件及軟件設計。
(3)對溫室灌溉施肥控制系統的做仿真實(shí)驗，根據仿真結果對設計的系統進(jìn)行修改。
(4)對系統設計進(jìn)行總結分析，準備答辯。
2 進(jìn)度安排
2014年12月1日-12月30日：畢業(yè)設計初期，查閱課題相關(guān)資料，對課題設計內容有一個(gè)初步了解，并完成開(kāi)題報告、文獻綜述，待學(xué)校抽查。
2015年1月1日-2月28日：畢業(yè)設計初步設想及草案，根據設計要求，熟悉自動(dòng)灌溉與施肥工作原理，完成電氣原理圖的初步設計，并完成一篇相關(guān)文獻翻譯。
2015年3月1日-4月30日：進(jìn)一步熟悉各控制系統，學(xué)習梯形圖等編程方法。按要求編寫(xiě)相應程序，結合實(shí)驗室硬件進(jìn)行試驗調試，即畢業(yè)設計兩次中期檢查，設計基本完成。
2015年5月1日-5月20日：分析、總結控制系統性能指標及規律，并對畢業(yè)設計調整、修改、完善，即等待答辯。
3 預期結果
通過(guò)深入了解影響作物生長(cháng)的濕度環(huán)境、溫室灌溉決策因子、溫室灌溉與施肥控制系統的現狀及發(fā)展趨勢及灌溉與施肥控制實(shí)現方法，選用三菱PLC作為主控制器， 完成包括I/0表、硬件構成及電氣原理圖的硬件設計。再在完成硬件設計的基礎上完成包括流程圖、PLC控制主程序及各子程序的軟件設計。通過(guò)仿真，能實(shí)現對溫室的指標參數進(jìn)行實(shí)時(shí)監控并進(jìn)行調節，實(shí)現按作物需水量和需肥量進(jìn)行自動(dòng)灌溉與施肥，供溫室作物較好地吸收養分和水分，保證溫室作物健康生長(cháng)。
【施肥機 開(kāi)題報告】相關(guān)文章：
小型掃雪機的開(kāi)題報告11-15
超聲波清洗機開(kāi)題報告11-13
基于單片機的倒車(chē)雷達設計開(kāi)題報告11-21
開(kāi)題報告格式及開(kāi)題報告的寫(xiě)法12-03
沖壓技術(shù)開(kāi)題報告計開(kāi)題報告03-21
課題開(kāi)題報告的格式及開(kāi)題報告的寫(xiě)法02-06
課題開(kāi)題報告格式及開(kāi)題報告的寫(xiě)法12-03
- 相關(guān)推薦