倾斜刮板式固态有机肥施肥机设计

长期大量使用无机肥会降低土壤有机物存量,影响土壤微生物生存,破坏土壤肥力,最终降低作物产量。有机肥中含有大量微生物及各种微生物分泌的酶、激素等活性物质,施用有机肥能有效提高土壤微生物的数量和种类,改善土壤肥力,为作物生长提供有利的条件。目前,大型有机肥施肥机仅能在平原地区工作,无法应用于丘陵山区。为提高有机肥在丘陵地区的利用率和作业效率,促进农业可持续性发展,结合我国丘陵地区施肥作业现状,设计了一种倾斜刮板式固态有机肥施肥机,建立了刮板的力学模型,分析了施肥机的工作原理。施肥机作业时,控制系统检测施肥机的行走速度,CPU通过算法运算出相应的施肥速度,通过控制排肥器的偏转速度及刮板的旋转速度来对排肥量进行控制。试验结果表明:控制系统工作稳定可靠,施肥量准确,实际施肥量与设定施肥量最大偏差小于6%;施肥均匀性好,均匀性变异系数小于7%,单位面积实际施肥量及施肥均匀性与施肥机的作业速度无关。     

智能有机肥施肥机设计及验证

针对有机肥施肥存在智能化程度低等问题,研发设计一种智能施肥机。整机动力部分采用液压系统和机械系统结合方式,控制系统采用FPGA技术,利用前期的数据处理得到施肥量、施肥幅宽与输肥机构挡位、控肥闸门开度和肥料落点控制罩角度关系式及施肥量和幅宽的相关性,实现施肥量、施肥幅宽的变量调节及可视控制,并可根据施肥量预测幅宽的大小。验证结果表明：该施肥机控制系统程序稳定可靠,施肥量误差为2.58%,施肥幅宽误差为3.53%,作业效果良好,各项技术指标满足农艺要求。     

有机肥施肥机研究现状与发展思路

随着我国有机肥施用量的逐渐提高,有机肥施肥机的重要性逐渐凸显。对比国内外有机肥的施肥机械化水平,分析了我国有机肥施肥机的研制现状,指出当前我国有机肥施肥机存在的问题,并提出了有机肥施肥机的精细化、自动化、智能化发展思路。     

有机肥施肥机的标校

由于畜牧业的迅速发展,畜禽粪便的产出量急剧增大。畜禽粪便是一种优质的有机肥源,有机肥还田不但提供了农作物生长需要的养分,还可以改善农业生态环境,降低粮食生产成本。因此,研制适合中国国情的有机肥施肥机具有重要的现实意义和应用推广价值。目前,我国对有机肥施肥机的研究才刚刚起步,本文以中机华丰(北京)科技有限公司研制的有机肥施肥机为研究对象,主要研究了有机肥施肥机的标校,包括施肥均匀度的测定与校验、工作幅宽的测定与校验以及部分试验结果,验证并回答了施肥过程中常遇到的几个问题。     

有机肥施肥机的研究现状与发展思路

随着我国有机肥使用量的逐渐提高,有机肥施肥机的重要性逐渐凸显。通过对国内外有机肥施肥机械化水平进行对比,提出当前我国有机肥施肥机存在的问题,进一步分析了我国在有机肥施肥机上的研究现状,并提出了有机肥施肥机的精细化、自动化、智能化发展思路。     

小型有机肥撒施机设计

在小型有机肥撒施机研发过程中,为进一步降低劳动强度、提高有机肥撒施的均匀性、减小结构体积、更好适用设施温室有机肥撒施,创新开发了上肥机构、送料肥料箱和撒肥机构,以适用设施温室蔬菜生产,提升设施蔬菜生产机械化水平。     

生物有机肥施肥机

最近,在海盐科技局的大力支持下,经过多次的改进和实地调试,生物施肥机已获成功。生物有机肥在粮食作物生产过程中应用量较大,每667 m2均用量在250～350 kg,施肥时劳动强度大,投工多,每667 m2均增加人工成本12～15元。因此一些规模种植户强烈要求采用与大中型拖拉机相配套的施肥机,通过旋耕作业,把生物有机肥与土壤充分混合,发挥其长效作用。     

葡萄综合施肥机的设计与研制

基于宁夏贺兰山东麓的葡萄种植模式,研制了一种葡萄综合施肥机,主要适用于行距在3m以上葡萄种植中的各类肥料的施播,以满足葡萄种植中不同生长期的需要。作业时,由拖拉机悬挂机构与开沟器液压装置使开沟器达到规定播深,由动力驱动的铰笼把肥输送撒在开沟器已开好的沟底上,然后由内覆土器掩埋使肥力不浪费。为此,完成了主要零件的设计计算,制作了样机。该机结构设计合理,布置紧凑,外形新颖,成本低,能施化肥、有机肥及农家肥,施深可在35~50cm间可调。对样机进行了试验,试验结果满足设计要求,符合葡萄种植环节的施肥要求。     

生物有机肥施肥机

最近,在海盐科技局的大力支持下,经过多次的改进和实地调试,生物施肥机已获成功。生物有机肥在粮食作物生产过程中应用量较大,每667 m2均用量在250～350 kg,施肥时劳动强度大,投工多,每667 m2均增加人工成本12～15元。因此一些规模种植户强烈要求采用与大中型拖拉机相配套的施肥机,通过旋耕作业,把生物有机肥与...     

刮板式有机肥条铺与旋耕混合施肥机设计与试验

针对果园有机肥人工施肥量不准确、施肥不均匀等问题,本文根据施肥农艺要求,设计了一种有机肥条铺与旋耕混合施肥机。该装置采用刮板式结构,通过圆环链带动刮板向前排肥,将有机肥呈条状铺撒在地表,通过旋耕装置将其与土壤混合。通过计算确定了施肥装置最大开口高度、肥箱容积等结构参数,分析了上、下层有机肥排肥过程。以排肥口开口高度、前进速度、链轮转速和刮板间距为试验因素进行离散元仿真试验,以有机肥相对误差和变异系数为评价指标,对排肥过程工作参数进行优化求解,得到最优参数组合：开口高度为53.17 mm、前进速度为2.8 km/h、链轮转速为15.96 r/min、刮板间距为160 mm。在最优工作条件下进行试验验证,得到有机肥平均排肥量为5.099 kg/m²,与理论施肥量相对误差为4.5%,变异系数为8.8%,表明仿真优化结果可靠,排肥量准确且排肥均匀性较好,该施肥装置施肥性能较优。在旋耕混合试验中,通过测定得到上层有机肥混合比例为11.83%,下层有机肥混合比例为6.29%,表明经过旋耕后,能够实现土肥混合效果,上层土肥混合比例高于下层。     

1KF-40型葡萄有机肥深施机的研制

针对新疆兵团葡萄产业发展所面临的问题,通过分析对比国内外葡萄有机肥深施技术与装备的特点,综合考虑新疆葡萄种植模式及葡萄有机肥深施农艺要求,完成了1KF-40型有机肥深施机的研制,解决了人工深施有机肥存在的劳动强度大、效率低等问题,实现了葡萄有机肥深施的机械化作业。田间作业结果表明:装备工作平稳、性能可靠、生产率高、施肥均匀,开沟深度达4 1 0mm,开沟宽度2 8 0mm,覆土厚度2 4 0mm,施肥量1 241kg/hm2,生产率3.7hm2/h,符合葡萄有机肥深施机械化作业要求。     

果园有机肥深施机分层变量排肥控制系统设计与试验

果园不同深度的土壤养分不同,果树根系分层吸肥能力不同,有机肥分层变量深施可以解决传统施肥存在的养分分布不均和肥料利用率低等问题。针对有机肥分层变量深施的排肥控制问题,本文设计了排肥控制系统,可以根据用户设置的各层理论排肥量和作业速度,实时计算液压马达的理论转速,并采用PID算法控制比例流量阀开度,调节马达转速驱动螺旋输送器排肥,实现分层变量排肥。将AMESim中建立的液压系统模型与在Matlab/Simulink中建立的控制模型进行联合仿真,整定PID参数。液压马达转速调节性能试验中最大超调量为14r/min,达到稳定转速的时间最大为6s,控制性能较好,表明通过AMESim-Matlab/Simulink联合仿真,能够快速便捷地整定PID参数,结果准确可靠。排肥控制性能试验中排肥量相对误差最大6.20%,变异系数最大8.69%,排肥量准确性和均匀性均达到要求。设计的控制系统具有较好的性能,能为果园有机肥分层变量深施提供技术支撑。     

猕猴桃果园有机肥免开沟施肥机设计与试验

针对猕猴桃等藤架式果园狭小空间对有机肥施肥机的限制及现有施肥方式费工费时、肥效低的问题,结合猕猴桃根系浅层分布的生长特点,提出了一种机械化有机肥免开沟施肥方法。该方法包括撒肥、肥-土混合和覆土3个一体化连续步骤,施肥过程不开沟,地表不露肥。基于此,设计了有机肥免开沟施肥机,整机高度1.5 m,配套动力37.5 kW,肥箱容积1.2 m³,主要包括低矮侧座拖拉机、施肥拖车、抛肥装置、混肥装置、抗扭装置、卷轴装置。混肥装置旋转切土,实现肥-土混合以及混合层的土壤覆盖。确定了抗扭轮半径以平衡混肥装置单侧布置产生的扭矩,设计的卷轴装置可同步收放混肥与抗扭装置,并根据地形调整混肥装置倾角。通过混肥装置离散元仿真确定最优的刀机速比为32。试验结果表明,在最大设计施肥深度150 mm、施肥量5 kg/m工况下,肥-土全层混合,施肥深度的相对误差小于等于7.73%,露肥率小于等于5.56%,混肥装置平均功耗为4.7 kW,满足猕猴桃果园有机肥施肥要求。     

变量施肥机具的设计

从分步实施精确农业的思路出发,分别进行了手控变量施肥机和自控变量施肥机的研究。重点阐述了手控变量施肥机的工作原理及关键部件设计。试验表明,该机施肥量调节方便,性能稳定,有应用前景。分析了能够实现精确农业意义上的自动变量施肥系统。     

电动助力式螺旋条施机控制系统的设计

在西南山地丘陵地区,田地施肥多人工撒施或使用小型施肥机,存在劳动强度大、均匀性差等问题。为了减小劳动强度、提高施肥效率及均匀性,设计了一种电动助力式螺旋条施机,该条施机整机由控制系统、螺旋式排肥机构、速度检测机构和机架四大部分组成。控制系统根据施肥量设置值和轮速信号控制步进排肥电机执行动作,从而实现精量均匀施肥。试验结果表明:当设定施肥量一定时,条肥机行走距离与排肥机构排肥量成线性关系。该条施机可降低劳动强度、提高施肥效率和农业机械的机电一体化程度。     

稻田气力式变量施肥机肥料喷撒器设计与试验

目前水稻施追肥以离心圆盘式撒肥机为主,虽具有幅宽大、作业效率高的特点,但是变量控制精度差。为了满足水稻变量施肥的作业要求,设计了一种气力式变量施肥机,在满足幅宽要求的基础上,还能够实现在幅宽方向上的变量控制施肥。设计了用于该机的肥料喷撒器,对该喷撒器的肥料运动进行了理论分析,并对不同挡板结构的喷撒器进行气流流场模拟分析,对在不同转速下各排肥口的施肥量和不同挡板类型的施肥喷撒器在各自施肥范围内的施肥均匀性进行了试验。试验结果表明：转速对各排肥口的排肥量没有显著性影响,各排肥口的排肥量误差在均值的5%以内;转速和喷撒器的挡板结构类型对单一喷撒器施肥范围内的施肥均匀性具有显著性影响,以施肥均匀性变异系数为指标,排肥轮转速在30r/min左右时,整体排肥均匀性变异系数优于其他转速;而圆锥形挡板喷撒器在所有转速下其排肥均匀性变异系数均优于其他挡板结构的喷撒器,且当排肥轮转速大于30r/min时,该喷撒器的施肥均匀性变异系数小于8%。就挡板结构对喷撒器出口气流场的影响和施肥均匀性进行了比较研究,发现二者具有相似性,初步断定气流场对施肥均匀性具有一定影响。在实际作业过程中为了使单个排肥口的排肥均匀性更好,应当采用圆锥挡板喷撒器,并且在确定作业区域的施肥量下,尽可能调整车速,使排肥轮转速达到30r/min以上,以最大程度保证施肥区域的施肥均匀性。     

水肥一体化施肥机变量吸肥系统的设计与试验

依据现代农业生产中作物施肥与灌溉融为一体的发展趋势,对水肥一体化施肥机的关键部分—吸肥系统进行结构设计及吸肥通道的变量吸肥展开研究。设计了基于射流器并联的水肥一体化施肥机三通道吸肥系统,通过Solid Works三维软件建立水肥一体化水肥一体化施肥机三通道吸肥系统三维结构,并应用Flo EFD对吸肥系统吸肥性能进行仿真分析。构造了5种边界条件方案进行吸肥性能仿真分析对比,并以进口压力0. 5MPa出口压力0. 1MPa为例进行性能试验,结果表明:吸肥系统各通道吸肥精度最高可达98. 1%。对三吸肥通道的变量吸肥进行了控制器及管道机械部件的设计,并通过试验验证其可行性,旨在为水肥一体化施肥机的深入研究和发展提供参考。     

水肥一体化施肥机吸肥器结构优化及试验

为探究水肥一体化施肥机吸肥器结构对吸肥量的影响及吸肥通道吸肥量差值较大的问题,运用Solidw-Works设计并联1条、2条、3条射流泵的吸肥器模型;并利用FloEFD对3种吸肥器的吸肥量进行分析.综合对比数值模拟结果可知:吸肥器的最优结构为并联3条射流泵.此外,通过改变主管道长度和射流泵间距对吸肥器结构进行优化并分析...     

文丘里施肥器系列的研制

详细介绍了文丘里施肥器的工作原理,并根据实际使用中的性能要求和有关计算公式设计了其结构和参数.以流量,浓度和进出口压力对比与浓度的关系作为检测参数,对施肥器进行了检测,并根据检测结果详细分析了施肥器的性能，通过检测结果发现,对于结构已经确定的文丘里施肥器来说,进出口压力比与浓度有一较固定的关系,使用方法和注意事项.最后得出结论认为,该系列施肥器具有以下特点:结构简单造价底,无运动部件,无需有压容器存放肥液,施肥浓度稳定,无需外加动力,使用方便,能满足大、中、小型灌溉系统的需要.