玉米全价值收获机械设计

立足于研究热带生态循环农业模式的实际需要,结合热带地区玉米种植的农艺要求,设计一种牵引式的小型玉米全价值收获机。在现有的收获机的基础上,通过正交试验,选取关键部件摘穗辊的长度、转速、间距为影响因素,以摘穗率为评价指标,利用Design-Expert数据分析软件对玉米摘穗装置及茎秆粉碎装置进行优化设计,通过试验分析得到玉米收获最佳摘穗率,在摘穗辊长度为350 mm、转速为3.5 r/s、间距为14 mm时摘穗率达到最优,并通过田间试验进行验证。     

水稻植质钵育秧盘成型机的设计

农作物秸秆成型技术是进行生物质能转换的主要方式之一,而秸秆成型机是进行秸秆成型技术的关键机械。目前,秸秆成型机械成型主要利用玉米和小麦秸秆,且成型制品比较简单、机械效率低。为此,以水稻秸秆为原料,制作水稻植质钵育秧盘,利用气吸式成型方法进行秸秆成型。成型系统主要包括模具的设计、传动系统的设计、电机的选择和轴系的设计。最后,利用三维制图软件进行仿真,仿真结果表明:水稻植质钵育秧盘成型机结构设计合理,达到了预期设计目标。     

增氧灌溉系统的优化设计

氧气在植物的生长过程中必不可少,但由于旱涝灾害、地下灌溉时暂时性根部缺氧及地表温度较高等原因,导致植物根系水氧矛盾日益突出,进而影响植物的生长发育,导致品质及产量下降。为了探索增氧灌溉对土壤呼吸作用、氧气含量、土壤温度与充气孔隙度的影响,拟采用空气泵给地下灌溉系统加入氧气的方法,设计了一种增氧灌溉系统,以期达到促进作物与根系生长的目的,并使作物产量显著增加。     

水稻秸秆营养穴盘成型机的设计与降解性能研究

水稻秸秆营养秧盘是以稻草粉、牛粪为原料,采用气动成型原理实现秧盘成型的水稻营养秧盘,具有原料易得、可降解、可自养和改良土壤理化性状等优点。为此,对水稻营养秧盘的结构进行分析,改进了水稻秸秆营养穴盘成型机的设计,探讨了水稻秸秆营养秧盘对水稻生长影响及其降解性能。在黑龙江前哨农场开展水稻秸秆营养秧盘(XS)与塑料水稻育秧盘(CK)对比田间试验,探究不同水稻育秧盘对水稻秧苗素质、水稻产量及自身降解特性的影响。试验结果表明：与塑料育秧盘(CK)相比,采用水稻秸秆营养秧盘可以提高水稻出苗率、株高、茎基宽,显著提升水稻秧苗生物量、有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒质量及产量;在保障水稻生长的同时,水稻秸秆营养秧盘降解效果明显,移栽到田间120天后,降解率达到84.79%。研究结果可为水稻秸秆营养秧盘的推广提供前提条件和理论基础。     

地表下水肥一体化系统优化设计

随着我国设施农业的快速发展,越来越多的工程技术应用到设施农业中。水肥一体化技术是集合施肥与灌溉配套使用的一项新技术,在我国农业生产中,提高水肥利用效率是设施农业生产中必须解决的问题。传统农业中常采用地表上滴灌,存在管道老化、灌溉过程中存在沿程渗漏和蒸发等问题,本研究改变传统地表滴灌形式,采用地表下埋管,地表上肥料罐将水肥混合后通过滴灌管道直接输送到作物根部的灌溉方式。同时,采用传感器进行灌溉的自动控制与自动检测土壤水分信息和肥料信息,利用远程控制来实现数据传输,并通过模拟计算出灌溉计划,大大提高了灌溉施肥自动化水平。     

差速梳齿式菠萝采收机的设计及试验研究

目前,我国菠萝采收主要依靠人工完成,劳动强度大,工作效率低。针对这一问题,基于仿生学原理创新设计了一种差速梳齿式菠萝采收机。首先,针对“巴厘”品种的菠萝进行种植模式与物理性状分析;其次,通过三维软件建模完成差速梳齿式菠萝采收机的设计,确定采摘方式主要为旋转梳齿与固定梳齿差速配合完成菠萝采摘;最后,结合理论分析试制了差速梳齿式菠萝采收机样机,并开展了田间试验。选取机器行进速度、梳齿转速和梳齿数量为影响因素,以菠萝采摘率为评价指标进行田间试验,结果表明：当机器行进速度为2m/s、梳齿转速为15r/min、梳齿数量为6个时,菠萝采摘率最高为85.4%。研究结果可为提升我国菠萝生产机械化进程、减轻菠萝采收劳动强度和提高菠萝产业经济提供技术参考与借鉴。     

电驱动水稻插秧机设计与参数优化

电驱动水稻插秧机相比传统水稻机械结构具有更加简化、质量减小、低噪环保、传动效率高和相应迅速等优点。为了研究电驱动水稻插秧机田间工作技术参数优化，选取机器行进速度、移栽机构转速和秧苗移栽深度为影响因素，以水稻秧苗株距、漏插率及伤根率为评价指标进行三因素五水平正交旋转试验，并通过响应面分析各因素之间的交互作用，确定最佳参数组合。结果表明：当机器行进速度为1.8m/s、移栽机构转速为320r/s、秧苗移栽深度为25mm时，作业性能最好。结果表明：水稻秧苗株距为16.5cm、漏插率为3.04%、伤根率为2.73%。试验结果与优化结果相符，满足水稻种植农艺要求。