开题报告登记表

—1—宁夏大学2013级硕士学位论文开题报告登记表学号12013130656姓名贾小佳导师杨术明专业机械工程学院(系、所)机械工程学院学位论文题目灵武长枣环境因子监测系统设计研究课题来源国家自然科学基金（气温升高与干旱胁迫对灵武长枣光合产物分配与果实品质的影响机制：C1607，宋丽华）选题目的及意义中国仅用全世界7%的耕地来养活全世界22%的人口，然而该重任却受到水资源短缺的的严重挑战，因为我国是一个水资源贫乏的国家，人均水资源仅是世界水平的1/4，况且有限的水资源在地理分布上几部均匀，占国土面积60%以上的西部地区拥有的水资源不足全国总量的20%。我国西北地区的干旱在中国乃至世界都具有很强的代表性，受全球气候变暖趋势的影响，地表径流量不断减少，致使西北地区农业干旱不断加剧，各级政府每年不得不投入巨大的财力、物力来抗旱救灾，但是靠天吃饭，降水量决定农业生产的传统被动生产方式丝毫没有得到改善。西北地区旱灾频发对玉米生产带来极大危害，经常出现因春旱玉米无法播种、种后无苗的问题,严重影响玉米的正常生产,发展一种节水抗旱的玉米播种机是一个亟待解决的问题。从世界形势看,水资源是一个深刻的社会危机，许多国家都开始重视发展节水抗旱型农业装备，美国、澳大利亚、英国、以色列等国家在节水抗旱方面都有很大发展。在以色列，“给植物灌水,而不是给土壤灌水”Irrigatingtheplantsinsteadofirrigatingthesoil)水资源战略促使水资源极度匮乏的以色列发展高度自动化、智能化的节水抗旱型农业装备。国外的节水抗旱型玉米播种机从20世纪40年代就开始了，目前在欧美国家，精密玉米播种机已经达到相当完善的程度，在精密玉米播种机上除了有整地、覆土、镇压、施水、施肥、施药装置外，其排种装置多采用新的工作原理，以保证单粒精密播种。20世纪60年代西方国家就开始将电子技术应用于玉米播种机械的转速测量、播种与镇压的电子监视、播深控制等方面。解决节水抗旱问题，是保障我国粮食安全、生态安全和水资源安全的重大战略基础，对于大幅提高农民收入、有效解决农村和农村经济的可持续发展问题，具有重要的战略地位和深远的意义。因此近年来，我国也积极开展了一些精细农业、智能化农业装备方面的研究，但是具有自主产权的且能适应中国国情的抗旱节水型智能农业装备还处在初级阶段，大部分地区仍然采用传统的平播后间苗、铲、趟的耕作方式。尽管在国家科研资金的引导下，出现了条播条灌、穴播条灌等多种形式的坐水播种机具，能实现间歇施水，但基本上都存在着种液难同位、施水量难控制的问题，没有从根本上解决节水抗旱问题。因此，尽快研制出既能实现多重功能，又能根据田间土壤湿度变量施水的节水抗旱型玉米播种机，以实现西北地区玉米生产的现代化、机械化、智能化，对西北玉米产区的节水抗旱、玉米稳产、增产及农民增收具有重要意义。—2—课题研究的主要内容设计一台集开槽、变量播种、变量施水、覆土、覆膜等功能与一体的玉米穴播穴灌机。基于以上目标，主要研究内容有：1.结构设计，主要有机架、行走机构、开槽机构、覆土机构、覆膜机构等2.控制系统设计，主要有变量施水控制系统、变量播种控制系统等3.性能试验，主要有各系统性能验证试验、工况下的实验等课题的工作方案1.考察玉米单穴粒数参数，设计变量播种控制系统2.考察玉米种植土壤湿度参数，设计土壤湿度采集系统、变量施水控制系统3.将变量播种控制系统和变量施水控制系统集成到控制柜，并进行控制面板设计4.考察玉米播深参数，设计开槽机构，并安装在已有播种机上进行功能验证试验5.考察玉米种植中的土壤压实硬度指数，设计可调整的覆土机构，并安装在已有播种机上进行功能验证试验6.考察玉米播种覆膜参数，设计覆膜机构，并安装在已有播种机上进行功能验证试验7.根据各机构的尺寸参数，设计机架机构8.考察玉米种植过程中对垄间土壤压实指数要求，根据各机构的物理参数，设计行走机构。各机构组装后，进行工作状态下的牵引力测试9.计算播种机的各项物理参数，设计起降机构，进行拖拉机选型10.计算工况下用水量，设计水箱并加装在拖拉机上11.对播种机-拖拉机进行功能验证试验12.对播种机-拖拉机进行工况下的试验，根据试验情况对个机构进行优化设计13.抗旱节水型玉米播种机的外装改进，最终定型注：内容填不下时可自行加页。课题准研备究如有何无解困决难1.零部件的制造2.缺乏样机试验场地3.缺乏玉米播种农艺参数—3—主文要参考献1.杨术明，杨树川，雄伟.2010.土壤水分测量仪的数字滤波设计与实现.河北大学学报（自然科学版）,30（3）：319～3222.任文涛,黄毅,杨懿.2005.玉米精量施水播种机的研制.沈阳农业大学学报,36(1):71～74.3.张书慧,马成林.2004.精确农业自动变量施肥机控制系统设计与实现.农业工程学报,20(1):113～116.4.山东省农业科学院.1986.中国玉米栽培学.上海:上海科技出版社5.张勋.2009.玉米穴播穴施肥装置的设计.[硕士学位论文].西安：西北农林科技大学6.王利强.2006.穴灌坐水播种机水路系统的设计与试验研究.[博士学位论文].沈阳：沈阳农业大学7.周建锋.2006.穴播穴施水播种机控制系统的设计.[硕士学位论文].西安：西北农林科技大学8.孙骊,吕新民.1996.旱地节水型播种机械研制初探.干旱地区农业研究，14（4）:61～659.胡乾斌,李光斌,李玲,喻红.2006.单片微型计算机原理与应用:第二版.武汉:华中科技大学出版社10.余锡存,曹国华.2007.单片原理及其接口技术:第二版.西安:西安电子科技大学出版社11.王利强,吴崇友,高连兴,金诚谦,涂安富.2006.穴播穴灌坐水播种机水路系统的结构优化.中国农业大学学报.北京：中国农业大学，10(6)：42～4612.陈超祥，胡其登.2012.SolidWorksMotion运动仿真教程：2012版.北京：机械工业出版社13.陈超祥，胡其登.2010.SolidWorksSimulation基础教程：2010版.北京：机械工业出版社14.孙桓，陈作模，葛文杰.2006.机械原理：第七版.北京：高等教育出版社15.赵继俊.2011.优化技术与Matlab优化工具箱.北京：机械工业出版社16.赵海滨.2012.Matlab应用大全.北京：清华大学出版社17.KitchenNR,SnyderCJ.2002.Educationneedsofprecisionagriculture.PrecisionAgriculture.3(4):341~35118.YangC.2001.Avariablerateapplicationforcontrollingratesoftwoliquidfertilizers.AppliedEngineeringinAgriculture.17(3):409～41719.Engel,ichardE.Fischer,Thomas.2003.ASmall-plotSeederandFertilizerApplicator.AgronomyJournal，95(5):1337~134120.ZhangS.1996.Automaticfeedingcontroloffertilizerapplicatorandseederbasedonrunningspeedsignals.JSAM，58:49~55计2013.05:了解相关农艺参数，阅读相关文献，深入了解相关领域的研究进展—4—划进度2013.06:完成变量施种控制系统设计，实验测试施种控制系统2013.07:完成变量施水控制系统设计，实验测试施水控制系统2013.08:完成行走机构、开槽机构、机架机构设计，机构构运动学分析、强度校核、有限元分析、优化等2013.09:完成开槽机构、覆土机构、覆膜机构的设计，机构运动学分析、强度校核、有限元分析、优化等2013.10:实验测试播种机工况所需牵引力，确定牵引拖拉机型号2013.11:根据拖拉机机构设计播种机-拖拉机链接机构，完成水箱、废料箱、2013.12:将前期完成的各套机构、系统连接组装到机架上，将机架连接到拖拉机上，完成相关的功能测试实验2014.01-03完成论文撰写工作导师意见签名：年月日学位点审批意见开题报告时间：参加人数:教师人审查结果：□同意□不同意学位点负责人签名：年月日备注