果园株间除草自动避障装置的设计与试验

针对果园经济作物种植模式存在的果园行间和株间中耕除草劳动强度大、株间杂草清除困难、需进行人工二次补耕等问题,设计了一种株间自动避障除草装置。研究了避障装置的耕作要求,结合果园株间除草自动避障装置的工作原理,设计了整机的结构,并对液压控制系统进行了理论分析与设计,最终确定了果园株间除草自动避障装置的设计方案。试验结果表明:果园株间自动避障装置在正常作业速度3.5km/h下,碎土率为93.68%,耕作深度为14.64cm,株间漏耕率4.12%,避障通过率为100%,满足了设计要求,提高了果园机械作业效率。     

果园株间机械除草技术研究进展与分析

传统的果园除草机主要进行行间除草,但果树株间为非连续区域,株间机械除草难度较大。果园株间除草机可对果树行间和株间同时进行除草,作业效率高,除草彻底。为此,主要对近年来国内外株间除草机研究现状进行介绍,对避障装置、除草装置、驱动方式、工作速度等几个关键技术进行分析和比对,强调高效稳定的避障装置是果园株间除草机的核心。在此基础上,提出了果园农机、农艺与信息技术深度融合发展,研究了高效稳定的避障装置。结果表明:小型化模块化设计将是果园株间除草机的未来发展趋势,适应稳定作业要求的株间避障技术和高速、高效的机械除草技术,是我国果园株间机械除草的研究重点。     

一种果园株间除草机的研制

针对新疆果园株间杂草不易清除、人工二次作业费工费时等问题,本文对比农田除草与果园除草的作业特点,阐明了株间除草机具的技术要求,计算了合理的作业幅宽,设计了一种能够满足新疆果园种植模式的带有自动避障机构的果园株间除草机。     

八爪除草机构的设计与实验-基于虚拟样机技术

为了实现田间株间精确机械除草,设计了一种八爪式智能除草机构,并重点研究了在实现不同株距株间除草时所需的前进速度和转速,进行了ADAMS动力学仿真实验和土槽中的物理样机实验.仿真和实验结果表明:该结构的设计能使工作爪端的割刀伸入株间进行除草,仿真实验中的割刀中心轨迹能够有效完成株间除草,并在样机试验中得到了验证.     

倒V型稻田株间除草装置虚拟仿真及验证

针对现有稻田株间除草装置除草率低、伤苗率高的问题，对已设计的倒V型稻田株间除草装置进行有限元虚拟仿真。采用ALE多物质单元体算法建立土壤—水耦合模型，运用罚函数法，对除草爪与土壤—水模型进行流固耦合。采用二次正交旋转组合试验设计方法选取机器前进速度、除草爪转速与水层厚度进行虚拟仿真试验与分析，得到各因素及其一级交互作用对除草爪与土壤—水模型扰动率的影响规律，影响扰动率因素为除草爪转速>水层厚度>机器前进速度。通过对虚拟仿真试验结果进行优化设计，得到倒V型株间除草装置最佳因素参数组合为机器前进速度为053 m/s，除草爪转速为180 r/min，水层厚度为0.01 m。通过对仿真优化设计结果室内试验验证可知，倒V型稻田株间除草装置在最佳因素参数组合下进行除草作业平均除草率85.04%、平均伤苗率3.62%，满足稻田机械株间除草农艺要求。     

果园株间除草自动让树装置的设计

针对果园除草作业机械易伤果树、果树株间除草困难、人工须二次补耕等问题,研究设计了一种具有果园株间除草自动让树装置的果园除草机。通过阐述果园株间自动让树装置工作原理,研究了让树动作的实现方式及果园株间自动让树装置的耕作要求,最终确定了果园株间自动让树装置的设计方案,并完成了果园株间自动让树装置的整机建模及关键部件的设计。同时,对液压控制系统进行了理论分析与设计,确定了液压系统的执行元件及动力元件的工作参数,并利用AMESim软件对液压系统做出仿真分析,验证液压系统设计的合理性。     

弹齿式苗间除草装置关键部件设计与试验

设计了一种水田苗间除草作业的弹齿式除草装置,采用钢丝软轴传动,除草盘为弧形。分别在秧苗生长到第7天和第14天时采用二次旋转正交设计进行土槽试验,利用Design-Expert软件分析,获得除草盘转速、机器前进速度、耕作深度之间交互作用及对除草率和伤苗率的影响。最终确定第7天作业时除草装置的最佳工作参数为：除草盘转速230r/min、机器前进速度1.02m/s、耕作深度18mm,此时除草率73%及伤苗率0.13%;第14天作业的最优组合为：除草盘转速230r/min,机器前进速度0.48m/s,耕作深度27mm。根据第7天试验最佳工作参数组合进行验证试验,结果表明此参数组合能满足除草率要求,且伤苗率最小。     

智能化作物株间机械除草技术分析与研究

非化学除草方式是生产有机农产品的前提,传统的机械中耕除草技术可有效去除行间杂草,但株间杂草密集度大且分布区域不连续,目前以人工除草为主,效率低且劳动成本高。机械除草作为化学除草的有效替代,除草高效且无化学药剂残留,符合绿色精准农业的发展要求,引起国内外众多学者的关注。为此,介绍了传统除草技术及株间除草技术的现状,重点介绍了国内外株间除草装置的关键部件与智能化系统,并分析比较了各种除草技术的优势与不足,最后对智能化作物株间机械除草技术作了总结和展望。     

果园株间除草装置的优化设计

针对国内大多数果园除草机械仅实现行间除草,株间除草设备因各种因素未能普及,需要大量的人力进行二次作业的现状,设计一种新疆果园专用的果园除草装置,确定了株间除草装置的运动形式,对装置的执行机构进行理论分析,根据实际除草与避让果树的工作要求,建立执行机构的数学模型,确定机构各参数之间的关系,运用Math CAD、Lingo两款软件对机构中的液压缸参数进行优化设计。通过理论分析与软件模拟仿真对比确定执行机构参数,优化结果满足了装置的工作要求与设计需求。为后续的设计与研究提供理论依据和参考。     

水田株间立式除草装置的设计

机械除草是解决除草剂大量使用而造成环境严重污染、杂草抗药性增强等危害的最佳方法。针对株间杂草难以控制的问题,设计了一种水田株间立式除草装置,并对其结构及工作原理进行了阐述。运用Pro/E软件建立了三维模型,并通过ADAMS软件对株间立式除草刀盘进行运动学仿真,获得株间立式除草弹齿的除草轨迹。对仿真结果进行分析,得出了最佳速比为1.65、齿数k=8时最接近各参数要求的结论,为水田除草机整机关键部件的研制提供了理论依据。     

组合梳齿式株间除草机构优化试验

设计了一种适合玉米和大豆作物株间作业的组合梳齿式除草机构,为优化该机构的设计并确定其关键参数的最优组合,利用正交试验方法对试验数据进行处理,通过极差分析,确定了除草部件工作参数对株间除草率和伤苗率的影响程度,优化出最佳工作参数组合。试验结果表明,梳齿数目和梳齿盘转速对株间除草机构的性能影响显著。最佳优化方案:梳齿数目6、梳齿间距50mm、梳齿盘转速180r/min 和作业速度2.3m/s,该条件下苗间除草装置的伤苗率为2.73%、苗间除草率可达87.6%。研究结果为设计性能可靠的株间除草机构提供了理论依据。      

弧齿往复式稻田株间自动避苗除草装置设计与试验

针对现有稻田株间除草漏除率大、除草率低和除草装置因无法确定秧苗位置而导致伤苗率高等问题，基于除草执行部件往复式开合运动思想，设计了一种用于去除稻田中耕期株间杂草的弧齿式自动避苗除草装置。根据中耕除草期稻株生长状态，通过理论分析设计了对置株间除草齿，并确定了除草弧齿的主要结构参数。利用光电传感器和电动直线推杆的协同作用，设计了自动避苗控制系统，当该装置执行避苗除草作业时，系统根据前进速度控制除草弧齿张开一定间距，以躲避秧苗。基于显式动力学仿真软件LS-DYNA进行了虚拟试验，以地表下0~40mm内土壤扰动率为试验指标，当除草齿入土深度为32mm时，土壤扰动率达到最大值，为90.02%。通过田间试验验证了该株间除草装置和自动避苗控制系统的作业性能，在前进速度为0.5~0.9m/s时，该装置平均除草率为86.51%、平均伤苗率为0.20%，除草和避苗作业性能稳定，可满足稻田除草农艺要求和株间“避苗除草”作业要求。     

3ZS-150型水稻中耕除草机设计与试验

设计了3ZS-150型水稻中耕除草机。对除草部件结构参数进行理论分析,据此设计了苗间和行间除草部件。该机由插秧机底盘提供配套动力,设有软轴驱动式苗间弹齿式除草盘和旋转式行间耕耘锄,可一次完成苗间和行间除草作业。田间试验表明,当中耕深度31mm、苗间除草盘转速186～190r/min、机器前进速度为0.35m/s时,除草率为80046%,伤秧率为4.76%。     

水田株间除草机械除草机理研究与关键部件设计

针对现有水田株间除草机伤苗率高等问题,进行机理分析和改进设计,采用左、右2组弹齿盘对称安装,通过软轴带动除草弹齿盘旋转,完成除草功能。通过对除草关键部件弹齿盘的运动学和水田植物(水稻稻苗和稗草)的强度分析,建立了弹齿盘的运动学模型以及水田植物的受力模型、应力模型。通过水田植物的应力模型分析,建立了水田植物的强度条件,并根据水田植物(水稻稻苗和稗草)的物理特性、弹齿盘基本参数,获得了除草盘转动角速度、弹齿数量的取值范围,并通过室内土槽试验确定了弹齿盘转动角速度为25.1 rad/s、弹齿数量为5。通过田间性能检测,结果表明,除草率为80%、伤苗率为4.5%,均达到了农艺技术指标的要求。     

水田除草机用可避苗株间除草装置的设计与试验

设计一种水稻田除草的株间除草装置,装备于步进式稻田除草机上,该装备具有除去株间杂草同时做到不伤稻苗的功能。该装置结构设计合理,除去株间杂草的同时兼具避苗的功能,大大提高水田除草率,降低伤苗率,为有机水稻的发展提供装备支持。     

射流式水田株间除草装置设计与试验

针对水田株间除草作业劳动强度大、株间除草率低、易损伤秧苗等问题,提出一种水射流除草方法,以此设计了一种射流式株间除草装置。首先通过理论分析与参数计算确定了射流倾角为31°,喷嘴直径为0.004mm,运用动量守恒定理、粘性流体力学和土力学原理进行分析,建立了喷嘴临界破土压力模型,得出喷嘴临界破土压力为0.53MPa。进行水稻根系抗冲断极限水压试验,确定了喷嘴出口压力上限为1.5MPa。进行台架试验,选取装置前进速度和喷嘴出口压力为试验因素,以除草率为试验指标,采用二次正交旋转组合设计,建立了试验指标与影响因素回归模型。运用Design-Expert 8.0.6软件对试验数据分析并进行验证试验,结果表明,当装置前进速度为0.3m/s,压力为1.5MPa时,除草率为90.62%。满足水田机械除草作业农艺和技术要求。     

株间除草机设计与仿真研究

【目的】国内现有的株间除草机除草效率低、能耗高、适应性不强。【方法】课题组设计了一种新型株间除草机,分析了整机结构及工作原理、除草范围及运动轨迹、避障液压控制系统原理以及除草刀具设计,对该新型株间除草机关键零部件进行了静应力和模态分析仿真校核,并以避障液压杆芯的往复运动速率和避障弹簧弹性系数为试验对象,进行了双因子交叉仿真试验。【结果】该新型株间除草机除草率随着弹簧弹性系数的增大而逐步提高,当弹性系数超过40 N/mm时,除草率增长率趋于水平,杆芯运动速率的最值对弹性系数变化而对应的除草率影响不大;除草率随着杆芯往复运动速率的增大而逐步降低,避障弹簧弹性系数的最值对杆芯往复运动速率变化而对应的除草率影响较大。【结论】1）该新型株间除草机可以实现自动避障,并保证清除果树附近的杂草,设计合理、可靠;2）没有对除草机滑杆机架、避障主杆及总成铰链机构连接轴进行轻量化设计,缺少对除草机其他铰链机构动作的仿真分析。     

双弧形水稻株间除草部件设计及切土轨迹研究

稻田机械除草技术是影响稻米质量的一项关键性生产技术,利用除草机械在播种不同时期对稻田进行除草,既能杀除田中的杂草,又减少了对环境的污染。目前,国内的稻田除草机械主要针对行间杂草去除,而株间除草技术成为科研人员研究的重点。为此,设计了一种双弧形的株间除草部件,并对部件切土轨迹进行室内土槽试验分析,得到了较好的分析效果。     

软轴在农用机械中的应用

1.什么是传动软轴传动软轴通常由中间一根芯线钢丝,外面几层钢丝交替绕制而成。每层有4～12根钢丝,相邻2层钢丝绕制方向相反。软轴成品区分左右旋向,适用电机不同旋转方向需要和保证软轴寿命。在实际应用中,常见软轴有单丝软管、双丝软管和带有钢丝编织层的软管。单丝软管:注意扁钢丝之间要有间隙。     

五味子园除草机的研制与应用

设计、制造一种五味子园除草机,并进行园间试验应用与效益分析.该除草机采用手扶拖拉机为配套动力,利用最终传动齿轮,通过除草机的传动箱带动除草轮在地面上滑转来剖切土壤,达到除草和疏松土壤的目的;同时配置培土犁,一次可完成除草、深松、培土复式作业.应用试验表明,该除草机各项技术指标均达到设计标准,能够满足农艺要求.