外文翻譯馬鈴薯播種機(jī)的性能評(píng)估中文.doc

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）外文翻譯1馬鈴薯播種機(jī)的性能評(píng)估原文來源：H.Buitenwerf，W.B.Hoogmoed，P.LerinkandJ.Mller.AssementoftheBehaviorofPotatoinaCup-beltPlanter.Biosytems.Engineering,Volume95,Issue,September2006:3541大多數(shù)馬鈴薯播種機(jī)都是通過勺型輸送鏈對馬鈴薯種子進(jìn)行輸送和投放。當(dāng)種植精度只停留在一個(gè)可接受水平的時(shí)候這個(gè)過程的容量就相當(dāng)?shù)?。主要的限制因素是：輸送帶的速度以及取薯勺的?shù)量和位置。假設(shè)出現(xiàn)種植距離的偏差是因?yàn)槠x了統(tǒng)一的種植距離，這主要原因是升運(yùn)鏈?zhǔn)今R鈴薯播種機(jī)的構(gòu)造造成的.一個(gè)理論的模型被建立來確定均勻安置的馬鈴薯的原始偏差，這個(gè)模型計(jì)算出兩個(gè)連續(xù)的馬鈴薯觸地的時(shí)間間隔。當(dāng)談到模型的結(jié)論時(shí)，提出了兩種假設(shè)，一種假設(shè)和鏈條速度有關(guān)，另一種假設(shè)和馬鈴薯的形狀有關(guān)。為了驗(yàn)證這兩種假設(shè)，特地在實(shí)驗(yàn)室安裝了一個(gè)種植機(jī)，同時(shí)安裝一個(gè)高速攝像機(jī)來測量兩個(gè)連續(xù)的馬鈴薯在到達(dá)土壤表層時(shí)的時(shí)間間隔以及馬鈴薯的運(yùn)動(dòng)方式。結(jié)果顯示：（a）輸送帶的速度越大，播撒的馬鈴薯越均勻；（b）篩選后的馬鈴薯形狀并不能提高播種精度。主要的改進(jìn)措施是減少導(dǎo)種管底部的開放時(shí)間，改進(jìn)取薯杯的設(shè)計(jì)以及其相對于導(dǎo)種管的位置。這將允許杯帶在保持較高的播種精度的同時(shí)有較大的速度變化空間。介紹說明升運(yùn)鏈?zhǔn)今R鈴薯種植機(jī)（圖一）是當(dāng)前運(yùn)用最廣泛的馬鈴薯種植機(jī)。每一個(gè)取薯勺裝一塊種薯從種子箱輸送到傳送鏈。這條鏈向上運(yùn)動(dòng)使得種薯離開種子箱到達(dá)上鏈輪，在這一點(diǎn)上，馬鈴薯種塊落在下一個(gè)取薯勺的背面，并局限于金屬導(dǎo)種管內(nèi).在底部，輸送鏈通過下鏈輪獲得足夠的釋放空間使得種薯落入地溝里。圖一，杯帶式播種機(jī)的主要工作部件：（1）種子箱；（2）輸送鏈；（3）取薯勺；（4）上鏈輪；（5）導(dǎo)種管；（6）護(hù)種壁；（7）開溝器；（8）下鏈輪輪；（9）釋放孔；（10）地溝。株距和播種精確度是評(píng)價(jià)機(jī)械性能的兩個(gè)主要參數(shù)。高精確度將直接導(dǎo)致高產(chǎn)以及馬鈴薯收獲時(shí)的統(tǒng)一分級(jí)(McPheeetal,1996；Pavek&Thornton,2003)。在荷蘭的實(shí)地測量株距（未發(fā)表的數(shù)華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）外文翻譯2據(jù)）變異系數(shù)大約為20%。美國和加拿大早期的研究顯示，相對于玉米和甜菜的精密播種，當(dāng)變異系數(shù)高達(dá)69%(Misener,1982；Entz&LaCroix,1983；Sieczkaetal,1986)時(shí)，其播種就精度特別低。輸送速度和播種精度顯示出一種逆相關(guān)關(guān)系，因此，目前使用的升運(yùn)鏈?zhǔn)椒N植機(jī)的每條輸送帶上都裝備了兩排取薯勺而不是一排。雙排的取薯勺可以使輸送速度加倍而且不必增加輸送帶的速度。因此在相同的精度上具有更高的性能是可行的。該研究的目的是調(diào)查造成勺型帶式種植機(jī)精度低的原因，并利用這方面的知識(shí)提出建議，并作設(shè)計(jì)上的修改。例如在輸送帶的速度、取薯杯的形狀和數(shù)量上。為了便于理解，建立一個(gè)模型去描述馬鈴薯從進(jìn)入導(dǎo)種管到觸及地面這個(gè)時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過程，因此馬鈴薯在地溝的運(yùn)動(dòng)情況就不在考慮之列。由于物理因素對農(nóng)業(yè)設(shè)備的強(qiáng)烈影響(Kutzbach,1989)，通常要將馬鈴薯的形狀考慮進(jìn)模型中。兩種零假設(shè)被提出來了：（1）播種精度和輸送帶速度無關(guān)；（2）播種精度和篩選后的種薯形狀（尤其是尺寸）無關(guān)。這兩種假設(shè)都通過了理論模型以及實(shí)驗(yàn)室論證的測試。材料及方法2.1播種材料幾種馬鈴薯種子如圣特、阿玲達(dá)以及麻佛來都已被用于升運(yùn)鏈?zhǔn)讲シN機(jī)測試，因?yàn)樗鼈冇胁煌男螤钐卣?。對于種薯的處理和輸送來說，種薯塊莖的形狀無疑是一個(gè)很重要的因素。許多形狀特征在結(jié)合尺寸測量的過程中都能被區(qū)分出來(Du&Sun,2004；Taoetal,1995；Zdler,1969)。在荷蘭，馬鈴薯的等級(jí)主要是由馬鈴薯的寬度和高度（最大寬度和最小寬度）來決定的。種薯在播種機(jī)內(nèi)部的整個(gè)輸送過程中，其長度也是一個(gè)不可忽視的因素。形狀因子S的計(jì)算基于已經(jīng)提到的三種尺寸：此處l是長度，w是寬度，h是高度（單位：mm），且hwl。還有球形高爾夫球（其密度和馬鈴薯密度大致相同）作為參考。同是，在研究中用到的馬鈴薯的形狀特征通過表一給出表一實(shí)驗(yàn)中馬鈴薯及高爾夫球的形狀特征品種方形網(wǎng)目尺寸，毫米形狀因子圣特2835146阿玲達(dá)3545362麻佛來3545168高爾夫球42.81002.2建立數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型的建立是為了預(yù)測升運(yùn)鏈?zhǔn)讲シN機(jī)的播種精度和播種性能，該模型考慮了滾軸的半徑和速度，取薯勺的尺寸和間距，以及它們相對于導(dǎo)種管壁的位置和地溝的高度（如圖二）。模型假設(shè)馬鈴薯在下落的過程中并沒有相對于取薯勺移動(dòng)或者相對于軸轉(zhuǎn)動(dòng)。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）外文翻譯3圖二，模型模擬過程，當(dāng)取薯杯到達(dá)A點(diǎn)的時(shí)候模擬開始。釋放時(shí)間是開啟一個(gè)足夠大的空間讓土豆順利通過所需的時(shí)間。該模型同時(shí)也計(jì)算出兩個(gè)連續(xù)的馬鈴薯之間的時(shí)間間隔以及馬鈴薯到達(dá)地面（自由下落）的時(shí)間。rc代表鏈輪半徑、帶的厚度以及取薯杯長度之和；xclear，取薯勺與導(dǎo)種管壁之間的間距；xrelease釋放的間距；release，釋放角度；,鏈輪的角速度；C點(diǎn)，地溝。田間作業(yè)速度和輸送帶速度可設(shè)定為達(dá)到既定的作物間距的要求。馬鈴薯離開導(dǎo)種管底部的頻率fpot通過如下公式計(jì)算：式中：vc是勺型輸送帶的速度（單位：ms1），xc是帶上兩個(gè)取薯勺之間的距離（單位：m）.槽輪的角速度r（單位：rads1）計(jì)算如下：導(dǎo)種管的間距必須足夠大以使得馬鈴薯能通過并被釋放。xrelease是當(dāng)取薯勺以一定的角度release徑向通過鏈輪時(shí)的時(shí)間間距。釋放角（圖二）按以下公式進(jìn)行計(jì)算：rc（單位：m）是鏈輪半徑，鏈條的厚度以及取薯勺長度之和；xclear（單位：m）是取薯勺端面與導(dǎo)種管管壁之間的間隙。當(dāng)馬鈴薯的各種參數(shù)已確定的情況下，釋放馬鈴薯的所需角度可以通過計(jì)算得到。除了形狀和尺寸，護(hù)種壁的馬鈴薯的位置也具有訣定性的作用，因此，這個(gè)模型區(qū)分了兩種狀態(tài)：（a）最小需求間距等于馬鈴薯的高度；（b）最大需求間距等于馬鈴薯的高度。釋放角度o所需的時(shí)間trelease的計(jì)算公式如下：當(dāng)馬鈴薯釋放后，將直接落到地溝。由于每個(gè)馬鈴薯都是在一個(gè)特定的角度釋放的，通常那時(shí)都有一個(gè)高于地面的高度（圖二）。由于小一點(diǎn)的馬鈴薯釋放得早，因此通常將小塊馬鈴薯放在大塊馬鈴薯的上方。該模型計(jì)算出馬鈴薯剛好落到地溝時(shí)的速度end（單位：ms1）。假定垂直方向的初速度等于取薯勺線速度的垂直分量：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）外文翻譯4釋放高度的計(jì)算公式為：yrelease=yr-rcsinreleaseyr（單位：m）是鏈輪中心和地溝的距離自由下落時(shí)間的計(jì)算公式為：g（9.8ms2）是自由落體加速度，v0（單位:m)是馬鈴薯釋放時(shí)垂直下落的初速度。終止速度的計(jì)算公式為：馬鈴薯從A點(diǎn)移動(dòng)到釋放點(diǎn)的時(shí)間trelease還應(yīng)該加上tfall。該模型計(jì)算出以不同的方式在取薯勺上定位的兩個(gè)連續(xù)馬鈴薯之間的時(shí)間間隔。最大的誤差區(qū)間將出現(xiàn)在馬鈴薯由縱向定位趨向軸向定位的過程中，反之亦然。2.3實(shí)驗(yàn)室裝置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的播種機(jī)可以替換片狀導(dǎo)種管底部的類似透明丙烯酸的材料（圖三）。輸送鏈通過鏈輪被變速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，其速度可以通過一個(gè)旋轉(zhuǎn)的紅外檢測儀測得。此裝置只能觀察一排取薯勺。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)臺(tái)：片狀導(dǎo)種管底端的右下部被透明的丙烯酸金屬片替代；右上端正對一個(gè)高速攝像機(jī)。這個(gè)攝像機(jī)通過透明的導(dǎo)種管對種薯的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行攝像記錄，并測量兩個(gè)連續(xù)馬鈴薯之間的時(shí)間間隔。一張坐標(biāo)圖被安放在導(dǎo)種管的開口處，X軸平行于地面。當(dāng)種薯的中點(diǎn)通過地面的時(shí)候時(shí)間就被記錄下來了。連續(xù)種薯之間的時(shí)間間隔的標(biāo)準(zhǔn)偏差被用來衡量作物間距的精度。為了便于測量，測量系統(tǒng)的記錄速率設(shè)置為1000幀每秒。平均自由下落的速度是2.5ms1時(shí)，種薯每幀的移動(dòng)距離是2.5mm，足夠小到可以記錄準(zhǔn)確的位置。為了測試鏈速的影響，進(jìn)料速度被分別設(shè)置為300、400、500個(gè)種薯每分鐘。（fpot=5,6.7和8.3s1），對應(yīng)的鏈速為0.33,0.45,0.56（ms1）。這些速度分別對應(yīng)的是3、2、1排取薯杯。每分鐘400個(gè)種薯的進(jìn)料率（0.45ms1的杯帶速度）作為一個(gè)固