再生稻气送式双侧施肥装置的设计与试验研究

为解决再生稻追肥的施肥不均和施肥量调节不准问题,设计了一种再生稻气送式双侧施肥装置。利用三因素二次回归旋转组合试验研究排肥轴转速、槽轮工作长度、分肥器角度对施肥性能的影响,并建立了总排肥量稳定性变异系数、各行排肥量一致性变异系数的回归数学模型。结果表明,影响总排肥量稳定性变异系数的顺序为排肥轴转速、槽轮工作长度、分肥器角度;影响各行排肥量一致性变异系数的顺序为排肥轴转速、分肥器角度、槽轮工作长度;通过Design-Expert 8.0分析得出影响施肥装置排肥性能主要因素最佳参数组合：排肥轴转速16 r·min-1,槽轮工作长度22 mm,分肥器角度114°,此时总排肥量稳定性变异系数为1%,各行排肥量一致性变异系数为2.45%。该施肥装置满足再生稻追肥要求,施肥性能较好。     

刮板输送式大棚有机肥排肥装置的设计与试验

目的 解决现有有机肥排肥装置排肥稳定性差的问题,提高大棚内有机肥施撒机械化水平,设计一种刮板输送式大棚有机肥排肥装置。方法 以苏南地区草莓种植大棚为例,依据大棚基本尺寸参数和草莓种植农艺要求,确定排肥装置设计的主要要求。结合散体力学理论对设计的排肥装置关键结构和参数进行分析和确定,确定影响排肥量稳定性的主要因素为排肥轴转速和排肥器开度。搭建室内有机肥排肥试验平台,进行转速与排肥量单因素试验和两因素五水平的响应面试验。结果 转速与排肥量相关性试验结果表明,在试验设定的转速和开度范围内,不同开度条件下,转速和排肥量均呈良好的线性关系,整体的决定系数大于0.9857,排肥量可通过实时调节开度和转速实现调节。响应面试验结果表明,排肥范围内排肥量稳定性较好,排肥轴转速对于排肥稳定性变异系数的影响大于排肥器开度。当排肥器开度为30.42 mm、排肥轴转速为51.5 r/min时,排肥稳定性变异系数结果最优,为1.84%。验证试验结果表明,变异系数相对误差不大于5%,变异系数相对误差均值仅为2.95%,符合要求。对比验证试验表明,常用的螺旋式有机肥排肥器的排肥稳定性变异系数均值为6.12%,本文设计的刮板输送式有机肥排肥器有效提高了有机肥的排肥稳定性。结论 设计的刮板输送式排肥装置具有较好的排肥性能,能够满足设施大棚内有机肥施肥作业要求。     

风送式集中排肥系统的设计与试验

针对外槽轮排肥装置施肥作业均匀性不高的问题，设计一种风送式集中排肥装置及同步施肥控制系统。通过台架试验比较直槽、交错槽和螺旋槽3种排肥轮结构的排肥性能，并建立排肥轮转速与排肥速率的线性回归方程；基于北斗+GPS系统和限幅平均滤波算法提高行驶速度的监测精度，并据此开发施肥控制系统。结果表明：1)排肥轮转速为10～60 r/min时，螺旋槽结构排肥轮具有较好的排肥性能，排肥量稳定性变异系数和各行排肥量一致性变异系数分别为0.15%和1.57%,排肥量均匀性变异系数<4%。2)排肥轮转速<60 r/min时，施肥控制系统的施肥调整响应时间<0.85 s;当理论施肥量和平均作业速度分别为300～600 kg/hm²和5.22 km/h时，施肥准确率>95%。该风送式集中排肥装置及施肥控制系统可以实现同步、精量和均匀施肥作业。     

变量施肥机外槽轮排肥器的试验研究

变量施肥技术是精准农业的代表性技术,对现代农业的发展起着重要作用。本文主要介绍了外槽轮排肥器的结构及工作原理,并对外槽轮排肥器进行了试验研究,确定了其最佳工作状态,田间试验结果满足实际生产要求。     

再生稻气力式肥料集排装置的设计与试验

针对再生稻传统追肥作业中施肥量不均匀、肥料利用率低等问题,设计了一种气力式肥料集排装置。对影响施肥性能的主要因素进行四元二次回归正交旋转中心组合试验,以各行排肥量一致性变异系数作为评价指标建立回归模型,研究进肥角度、进肥高度、波纹管长度及排肥轴转速对各行排肥量一致性的影响。结果表明,影响此气力式肥料集排装置各行排肥量一致性变异系数的主要因素顺序为排肥轴转速>进肥角度>波纹管长度>进肥高度。采用Design-Expert10.0软件进行优化分析得出最佳的参数组合：进肥角度54°、进肥高度216 mm、波纹管长度200 mm、排肥轴转速47 r·min^-1,此时各行排肥量一致性变异系数为1.71%,施肥均匀性较好,能够满足再生稻追肥要求。     

双料箱施肥机关键部件的设计

为了合理利用有机肥和复合肥,满足多种经济作物的施肥要求,本研究研制了双料箱施肥机,可一次性完成起垄和施肥作业。为了合理设计该施肥机的排肥参数,对复合肥和自行研制的酒糟有机肥进行物理性质测定。根据2种肥料的物理性质并结合施肥要求,得到该机具有机肥和复合肥的排肥机构、料箱等关键部件的设计参数,排肥机构的极限转速为3.23 r/s。机具的田间试验结果表明,各档位施肥的均匀度均在94%以上,复合肥与酒糟有机肥施肥量在各档位下的变异系数均在0.04以内,施肥比例均接近于3∶1。施肥幅宽和深度的均值为5.43 cm和21.64 cm,变异系数分别为0.07和0.04,基本达到了当地的施肥要求。     

施肥机施肥性能检测装置的设计与试验

[目的]为了评价施肥机实时施肥效果,设计了一种基于皮带秤的施肥机施肥性能检测装置。[方法]该装置可以检测排肥口的实时流量,同时利用皮带秤的运行速度模拟施肥机的田间行驶速度,在室内实现施肥机单位面积实时施肥性能的检测。[结果]精度测量试验表明:检测装置能检测施肥机的动态施肥特性,其计量相对误差平均值为1.76%,方差1.03%。应用检测装置对苏南地区应用广泛的外槽轮式施肥机的施肥性能进行了测定,结果表明:检测装置能有效测定排肥口流量和单位面积施肥量的动态特性。[结论]在满足施肥流量要求的前提下,减小槽轮开度和增加槽轮齿数有利于改善槽轮式施肥机的施肥特性。     

基于离散元的山地马铃薯排肥器仿真优化

云南省地形多为丘陵山地,马铃薯中耕施肥大多在有一定坡度的种植地上进行,为探究不同坡度对施肥效果的影响,以外槽轮排肥器和云南省马铃薯专用复合肥为研究载体,测量肥料颗粒的3轴尺寸,建立外槽轮式排肥器的三维模型和肥料颗粒的离散元模型,以施肥量和施肥均匀度变异系数为施肥效果评价指标,利用EDEM软件进行4种坡度下排肥过程仿真。结果表明,不同坡度对施肥量有明显影响,上坡施肥时,施肥量增加,下坡施肥时,施肥量减少,且坡度越大变化量越大;不同坡度对施肥均匀性也有一定影响,平地施肥时施肥均匀性最好,结合仿真结果提出了将排肥器设计成可调节部件的优化方案。     

间歇定点精量水稻侧深施肥方法及装置的设计研究

针对我国现有水稻施肥方法及施肥装置,提出一种间歇式定点精量的施肥农艺方法,并进行了理论可行性分析。依据水稻侧深施肥新方法的施肥要求,设计了一种间歇式定点施肥装置。该装置与市场保有量大的延吉925B型插秧机配套使用,采用凸轮机构驱动排肥部件实现往复运动、依据凸轮轴上的检测信号,经信号控制装置控制伺服电动机带动螺旋搅龙排肥的工作原理,间歇定点精量完成侧深施肥,设计驱动凸轮转速与插秧机的插秧速度等速匹配的精准定位施肥的控制方法。通过机构零部件的设计,机构的三维运动仿真分析检验了驱动凸轮的轮廓合理性,最后利用台架试验对排肥部件参数进行了优化设计。     

2CM-4型马铃薯播种机设计与试验

针对我国黄淮海地区马铃薯种植模式特点和农艺要求,设计了一种两垄四行马铃薯播种机.该机主要由机架总成、整地装置、地轮动力驱动装置、施肥装置、排种装置、覆膜装置、开沟器等组成,可一次性完成开沟、施肥、播种、起垄和覆膜等作业.通过对关键零部件的研究分析,确定了其相关结构和工作参数.样机田间试验结果表明,该机性能稳定、作业效果较好,种薯间距合格指数为95.0%,重种指数为2.7%,漏种指数为2.3%,种植深度合格率为91.1%,各行排肥量一致性变异系数为6.5%,总排肥量稳定性变异系数为5.2%,各项性能指标均优于马铃薯播种相关要求.     

基于EDEM仿真的有机肥深施机施肥控制系统的设计

针对林果园不同地块土壤肥力不均,林果在各生长阶段对有机肥需求量不同等问题,对有机肥深施机施肥控制系统进行设计。采用离散元仿真软件EDEM对施肥转盘旋转角度与施肥流量进行仿真,并进行线性拟合。结合机器行进速度、单位面积理论施肥量、施肥转盘旋转角度与施肥流量等因素,设计有机肥深施机施肥控制系统,主要包括测速模块、主程序模块(速度、施肥量、脉冲转换模块)、中断模块和液晶显示模块。室内施肥试验结果表明:当单位面积理论施肥量分别为7 500、9 750和11 250kg/hm~2时,实际施肥量分别为7 532.46、9 836.82和11042.28kg/hm~2,施肥变异系数CV分别为1.1%、1.3%和1.9%,施肥一致性良好。田间试验结果表明:该有机肥深施机施肥均匀,无断流现象,达到设计要求。本研究所设计的有机肥深施机施肥控制系统满足林果园有机肥深施的农艺要求,可以进行林果园有机肥深施作业。     

西北旱区滚勺式胡麻联合播种机的设计与试验

针对西北旱区胡麻精密种植效率低下的问题，设计一种集施肥、滴灌、覆膜、覆土和穴播联合作业为一体的胡麻播种机。根据农艺种植要求，对整机关键部件作业分析和理论计算，确定播种装置、覆膜覆土装置的部分结构和作业参数。为提高滚轮式穴播器取种的精量与稳定性，以引种槽长度、穴播器转速、取种勺截面高为影响因素，以排量一致性变异系数和穴粒数合格指数为试验指标，进行三因素三水平胡麻播种台架试验，并进行田间验证试验。台架试验结果表明:当引种槽长度为31 mm，穴播器转速为25 r/min，取种勺截面高为5 mm时，穴播器排量一致性变异系数和穴粒数合格指数分别为1.57%和97.54%；田间验证试验结果表明:在相同条件下，胡麻联合播种机的各行排量一致性变异系数和穴粒数合格指数分别为3.85 %和93.33%，与台架试验结果接近，满足西北旱区胡麻种植农艺要求。     

棉花基肥对行分层深施机的设计与试验

目的 研究北斗导航拖拉机自动驾驶系统进行肥料的对行深施。方法 采用样机田间试验。结果 平均施肥量为21.4 kg/667 m²,变异系数为4.0%,施肥量比较稳定。肥料分层深施效果方面,深层肥料平均深度为19.8 cm,浅层肥料平均深度为12.5 cm,可以有效满足实际生产作业。结论 该机主要由开沟分层施肥装置、覆土装置、排肥装置、限深行走轮等组成,可一次性完成对行开沟、分层施肥和覆土作业。     

莲藕施肥机无轴双螺旋供肥装置性能分析与试验

针对藕田施肥过程中存在的劳动强度高、施肥稳定性及均匀性较低的问题,设计了一种水力喷射式莲藕施肥机,其主要分为供肥装置和水肥混合装置,主要对无轴双螺旋供肥装置进行了设计与分析。通过理论分析确定影响供肥性能参数主要为螺旋转速、直径和导程,结合藕田施肥农艺要求确定上述3项参数的取值范围。利用EDEM对无轴双螺旋供肥性能进行离散元仿真分析,以供肥量均值和供肥量稳定性变异系数为评价指标分别进行单因素试验和回归正交旋转组合试验。单因素试验结果表明：供肥量均值随着螺旋转速、直径和导程的增大而增大,并且具有良好的线性关系,因此可通过调节供肥螺旋转速、直径和导程来改变供肥量均值;供肥量稳定性变异系数随着螺旋转速和导程的增大呈现先降低后升高的趋势,而随着直径的增大而减小。运用Design-Expert软件对回归正交旋转组合试验结果进行分析优化,分别开展仿真试验和台架试验对优化后的参数进行验证。结果表明,当螺旋转速为160 r·min^-1,螺旋直径为78 mm,螺旋导程为53 mm时,仿真结果供肥量均值为329.43 g·s^-1,供肥量稳定性变异系数为1.43%,...     

深施液态施非圆齿轮扎穴施肥装置试验分析

针对深施液态肥的工作原理和特点,设计了一种液态肥深施试验装置。文章阐述了该试验装置的工作原理,对其扎穴性能进行二次旋转正交试验;应用Design-Expert 6.0.1软件进行数据处理,获得了行星架转速与试验台车前进速度之间的交互作用对沟痕宽度和穴距的影响。根据农艺要求,优化得出试验装置的最佳工作参数组合为:行星架转速72 r.min-1,试验台车前进速度0.49 m.s-1。通过进一步试验验证,结果表明,由软件优化后的的参数组合能够满足农艺要求的设计,为样机设计提供重要的理论依据。     

香蕉氮·磷·钾施肥效应模型探析

[目的]研究香蕉N、P、K肥施用量,为建立香蕉平衡施肥指标体系提供参考依据。[方法]通过对香蕉进行N、P、K肥料＂3414＂试验,并对结果进行肥料效应回归分析,拟合建立产量三元二次、一元二次和二元二次肥料效应回归模型。[结果]适量的N、P、K肥料对香蕉的增产效应明显,过量施肥造成肥料利用率下降,在生产中N、P、K肥宜选择适宜的用量。建议采用一元二次肥料效应模型计算推荐施肥量,试验土壤的香蕉最佳产量为44.193～45.904t/hm2时,对应的N、P2O5、K2O最佳经济施用量分别为795.1、262.3、1236.9kg/hm2,其N、P、K施肥比例为1∶0.33∶1.55。[结论]试验结果可供与试验地（黏壤土）相类似的土壤类型区参考应用。