枸杞施肥机设计与试验研究

<正>枸杞产业是青海农业发展的主导产业之一,近年来,枸杞生产特别是在施肥环节频遭用工难、用工贵等难题,严重制约了枸杞产业的规模化和标准化发展。正确研究、分析枸杞生产中机械作业的现状和可行性,研发、推广适用、新型的枸杞施肥机械已势在必行。本文作者通过参与1LSF—1型枸杞施肥机的研制、试验、鉴定过程,总结了1LSF—1型枸杞施肥机的使用与维护保养方法和设计枸杞施肥机时需要注意的几个方面。     

多通道比例施肥机设计与试验

针对目前比例施肥机性能参数差异大、自动化程度不一等突出问题,设计出一种具有吸肥泵+注肥泵双泵协同泵送系统的多通道比例施肥机,检测系统创新采用了探入式微管取样器设计,并对施肥机系统压力、流量及EC/pH控制精度和浓度调节响应时间进行了试验。结果表明:EC控制精度8%,pH控制精度±0.1,EC/pH调节响应时间120 s,水肥调节精准、响应快速、注肥均匀、运行稳定,能够满足大田、温室等不同灌溉规模用户的水肥一体化需求。     

精准有机肥施肥机的设计与试验

针对目前国内有机肥施肥机功能单一、撒施量和幅宽不可调节或调节范围小的现状,设计了一款精准有机肥施肥机,实现了大块肥料的二次破碎后撒施,肥料均匀性好;采用机械传动和液压传动相结合,实现拖拉机动力的合理使用;利用FPGA控制系统对输肥链板档位、肥门开度和肥料落点控制罩角度进行精准调节,实现了撒施量和撒施幅宽的可变,同时可对...     

葡萄厩肥施肥机的设计与试验

为推进宁夏地区葡萄产业机械化进程,针对葡萄施肥过程中机械存在的施肥深度不足、开沟施肥不能一体、排肥量小及肥料箱容量小等问题,研发了一种适用于宁夏地区葡萄种植的葡萄厩肥施肥机。通过对葡萄种植模式及施肥农艺要求的调研分析,确定施肥机的功能需求,进而确定了其总体设计方案。施肥机以轮式拖拉机为动力,采用牵引式挂接,大容量肥料箱内的输肥绞龙在拖拉机动力输出轴的驱动下强制搅拌排肥以防止厩肥架空,实现大排肥量的功能。同时,在肥料箱支撑轮后置立式螺旋开沟器,实现开沟施肥一体化作业。     

甘蔗旋耕施肥机的设计与试验

我国是甘蔗种植大国,种植区域集中在海南、广西、云南等南方热带地区。甘蔗种植在云南省种植业中占很大比重。云南地形特殊,多丘陵山地,种植坡度在20°左右,土地多为红土壤,土壤粘阻比大,导致现阶段云南地区的甘蔗田间管理大多采用人工松土施肥,或为单一功能的小型农具,机械化程度不高、工作效率低、作业效果不理想。为此,设计了专门用于云南地区的甘蔗旋耕施肥复合机具,与现有旋耕机具相比,增加了施肥功能且旋耕刀针对云南红土壤特点设计为弯刀。同时,运用SoildWorks软件进行三维建模,对旋耕装置进行运动学计算和功耗分析。田间试验表明:样机作业效果得到提升,达到甘蔗种植的农艺要求。     

苗床接种喷药施肥机设计与试验

根据仿生学和烟草花叶病毒的摩擦接种原理,设计了以微创机构为核心的接种设备。应用电机带动800目的砂布条,由砂布条对烟苗进行摩擦微创,为避免对娇嫩的烟苗造成严重损伤,通过试验确定砂布条宽度3 mm,微创滚筒转速70 r/min。为方便烟苗的日常管理,设计了集接种、施肥和喷洒药物功能为一体的烟苗接种喷药施肥机。该接种喷药施肥机由机架、微创机构、控制系统、供药机构和行走系统组成。由基于Eclipse开发的手机APP作为上位机,STM32作为下位机,通过Bluetooth实现控制指令在上、下位机之间的传输,实现一体机喷药、施肥和接种3种功能的转换和一体机前进、转向的控制。试验表明,该苗床接种喷药施肥机达到87.3%的接种率,指标优秀。相比于生产中应用的烟草花叶病毒人工接种方式而言,该一体机实现了一机多用,突破了传统人工接种方式的限制,微创小,适应性更强,在很大程度上提高作业效率。      

一体化全自动灌溉施肥机设计与试验

针对目前灌溉施肥设备由各部件分散组装而成,工程设计人员选型、操作者使用均不方便,自动化程度不高、控制精度低等问题,设计了一套针对小型地块集灌溉、施肥、过滤、全自动控制在一个装置内的一体化灌溉施肥机。对设备在不同设定压力、流量、水肥配比参数下的响应时间、精度进行了试验,结果表明:在测试条件下,流量为20 m~3/h时,设定压力为0.1、0.2和0.3 MPa,系统达到稳态的响应时间分别为13、15和18 s;工作压力为0.2 MPa时,设定流量为10、20、30 m~3/h,系统达到稳态的响应时间分别为12、15、18 s;工作压力0.2 MPa、流量为20 m~3/h时,设定水肥比例为500∶1、100∶1,系统达到稳态的响应时间分别为20和32 s。该设备实现了全自动化控制,响应速度较快,精度高。大大简化了水肥一体化系统首部设备的设计和安装,实现了水、肥精量调节,投资低,应用前景良好。     

水肥一体化施肥机关键部件的设计与试验

水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的现代农业新技术,在农业生产中提高水肥利用率、减少环境污染等方面具有重要意义。本文对水肥一体化技术中的关键装置展开研究,运用Solid Works三维设计软件建立基于射流泵并联的三通道旁路吸肥式施肥机混肥系统结构,并运用Flo EFD对其进行流场仿真分析及系统性能试验验证,建立有效的混肥系统参考模型。试验结果表明,在2.2 k W抽吸泵作用下,该系统能够实现对水及单元素液肥的稳定均匀吸取功能,且三通道吸肥量实际值与仿真值的最大误差为2.06%,验证了混肥系统结构设计的可行性,为自动施肥机的设计与优化提供了参考。     

马铃薯中耕施肥机的设计与试验研究

针对我国丘陵山地地形地貌复杂的特点,在传统中耕机的基础上对马铃薯中耕机进行一定程度的改进设计,主要是为了将马铃薯中耕和施肥进行有机结合。该设计适应于云南黏重土壤特性,能一次实现中耕过程中所需松土、施肥、培土及筑垄等农艺要求,并将中耕和施肥进行了有效组合,降低了必要劳动时间,提高了社会经济效益。     

苹果苗断根施肥机的设计与试验

苹果苗倒栽作业是苗圃园艺生产作业中将矮化中间砧半成品苗倒栽进行嫁接果树穗种的一项准备工作,工作强度大.为此,根据苹果苗苗圃园艺作业要求,设计了L型断根铲的断根施肥机.田间试验表明:作业参数为断根深度178mm,工作幅宽450mm,施肥量300kg/hm2,配套动力22kW以上轮式拖拉机能够实现对苹果苗的断根和施肥联合作业,可提高效率和减轻工作强度.     

螺旋式石灰播撒机的设计与试验

中国酸性土壤分布广泛、土壤酸化严重,治理土壤酸化是环境保护的重要内容之一.施用石灰是一项传统而有效的酸性土壤改良措施,石灰可以中和土壤酸性,降低Al等重金属对作物的危害,提高作物的产量和品质,目前市场上还没有石灰播撒的设备.文章论述了螺旋循环式的石灰播撒机的工作原理和关键零部件的设计,在此基础上进行了播撒实验,实验得出,设计参数满足播撒量的要求.石灰播撒机的开发对于降低石灰播撒劳动强度、提高生产效率具有重要意义.     

新型农家肥果园自动施肥机的设计与试验

为了解决含杂率高、含水率高的农家肥的施肥不均匀、利用率低等问题,研发了机、电、液一体化的集开沟、施肥与覆土功能于一体的新型果园自动农家肥施肥机。提出了并设计了双体独立铰笼分段配送机构,改变了配送原理;提出了深度可调偏置式开沟装置,可对开沟犁的维度进行调节,实现了施肥过程中故障的自修复控制和报警。该机操作简单,性价比高,适用于任意含水率的农家肥。多台施肥机实际作业效果表明:施肥效率可达0.400～0.534hm~2/h,是人工效率的20～40倍,显著降低了作业成本,提高了劳动生产率。     

多通道移动式果园灌溉施肥机设计与试验

针对目前果园种植管理过程中灌溉量与施肥浓度控制精度较低、不能动态调整施肥配方等问题,开发了一种多通道移动式果园灌溉施肥机。样机主要由灌溉混肥装置、吸肥装置、水肥参数检测装置、控制系统、牵引式行走装置和动力系统等6部分组成。对吸肥装置关键部件设计正交试验,分析了吸肥器布置方式、吸肥管道管径、过滤器类型、管道排列方式和过滤器目数等不同因素对吸肥性能的影响,确定了最优的吸肥装置结构。开发了精确灌溉施肥自动控制系统,并进行了样机性能测试,结果表明：施肥机可自动完成果园精准灌溉与施肥作业,动态调整施肥配方,灌溉量控制相对误差≤0.54%,EC值控制绝对误差≤0.07mS/cm,母液配比相对误差≤2.00%。     

1GF-200旋耕施肥机的设计与试验

针对南方水田的施肥要求,设计了1GF-200旋耕施肥机。该机总体结构布置紧凑、连接方便、设计合理、调整及操作简单。试验结果表明,该机可一次性同步完成全幅宽均匀施肥、旋耕、耙平作业,可有效地提高农业生产效率和肥料利用率,同时降低了生产成本,起到增产增收的效果,完全适合南方水田高效施肥作用。     

一垄双行深施肥机的设计与试验

针对贵州山区烟草种植单垄单行、化肥浅施、施肥不精确等因素带来的问题,设计了一款适合贵州平坝地区使用的一垄双行深施肥机,可一次性完成起垄和精准深施肥作业。该机设计了垄面成型装置和精准施肥控制系统,使化肥深施且施肥量与机器行进速度匹配,实现了精准施肥。田间试验结果表明:该机可以一次性起垄,同时对两垄烟精准深施肥;起垄垄形饱满,垄高、垄顶宽、垄基宽变异系数分别为6.4%、1.5%、0.7%,合格率在92%以上;施肥稳定无断条,排肥防堵性能好,施肥效率达0.41hm~2/h,施肥量偏差控制在4.5 8%以内。该机起垄、施肥效果均满足农艺要求,为贵州烟区起垄施肥作业提供了参考。     

螺旋式平贝等级筛分机设计与试验

针对目前平贝母等级筛分机存在堵筛及平贝母破损率高的问题,设计一种与12kW柴油机配套的可一次性完成输送初选、等级分级、风选杂质和收集平贝母等多道工序的螺旋式平贝母等级筛分机。通过虚拟样机技术和田间试验相结合,完成了输送装置、喂入装置、上层圆柱辊筛面、下层螺旋辊筛面和排杂装置有机组合,使机构紧凑合理,平贝母破损率少,透筛性能好。经试验测试,该机具结构简单,通用性好,筛分适应性强,各项性能指标完全满足农艺要求,为开发分段式平贝母联合收获机奠定基础。     

螺旋式胡椒鲜果脱皮机的设计与试验分析

为解决现有胡椒鲜果脱皮机脱皮不彻底导致含杂率高、脱皮力不当导致果核破碎及果核保护膜破损导致白胡椒色泽不理想等问题,在分析现有胡椒机械加工工艺的基础上,研制出螺旋式胡椒鲜果脱皮机。该机通过螺旋网面挤压胡椒鲜果,胡椒鲜果表皮在螺旋网面及容器内壁发生摩擦作用以完成脱皮。试验结果表明:螺旋式胡椒鲜果脱皮机的脱皮率达93%以上,且果核损伤率低于3%,符合设计要求。     

沼液沼渣暗灌施肥机设计与试验

沼液沼渣既是速效与迟效兼备、速效多于迟效的有机肥,又是防治病虫害的无污染、无残毒、无抗药性的生物农药。但由于没有沼液沼渣这种液态沼肥的机械化施肥技术和装备,无法施用于田间。同时,由于大中型沼气工程缺乏沼液沼渣的消纳途径,制约了沼气产业的发展。为此本文设计出一种液态沼肥暗灌施肥机械,该机械采用分配器对沼肥进行分配和防堵,一次进地能完成开沟、松土、施肥、起垄及镇压多道工序,减少了拖拉机及罐车进出耕地的次数。同时分析了分配器中沼液沼渣在管道中的流动性,发现其能集中沼液沼渣从总管到分管的瞬时流体能量。最后对施肥机进行了田间试验,结果表明所设计机具通过拖拉机配套牵引能进行沼肥运输、抽排工作。     

基于EDEM的垂直螺旋式排肥器性能模拟试验

在粮食种植过程中,施用化肥能够提高作物单位面积产量,传统的肥料配比构成与施肥模式都在发生着变化,研究和实施高产低耗、优质高效的农业生产模式,促进了对精准农业相关技术的研究.课题组利用SolidWorks三维建模软件绘制出排肥机构模型,运用离散元软件EDEM进行排肥性能虚拟试验,对颗粒肥的动态和静态过程进行模拟仿真,分析...     

液态施肥机分配机构空间凸轮设计与试验

为满足液态施肥机转子式转换器空间凸轮机构运转平稳、防止液肥泄漏与施肥量精准的性能要求,建立了空间凸轮数学模型。应用Visual Basic 6.0开发空间凸轮优化软件,得到凸轮的平均圆柱半径为37 mm以及轮廓曲线图,应用Pro/E软件对空间凸轮机构进行三维建模与运动学仿真,验证了该空间凸轮机构设计的合理性。进行试验台试验,当液压泵压力0.4 MPa、输出轴转速69.75 r/min时,所测施肥量基本相同,且喷肥针只在空间凸轮的推程到回程阶段喷肥。结果表明:空间凸轮机构运转平稳,符合设计要求。