薯垄仿形马铃薯杀秧机的研制

通过对我国北方垄作马铃薯薯垄垄形以及薯秧生长特点的调查,设计了薯垄仿形马铃薯杀秧机。该机主要由机架总成、悬挂装置、传动系统、薯垄仿形刀轴总成和仿形地轮总成等部分组成。针对国内北方垄作马铃薯垄形特点,机具的薯垄仿形刀轴采用直垂、双L和旋耕形3种切断粉碎刀,并配合仿形地轮总成,能够适应国内北方垄作马铃薯的种植特点,将薯秧切断粉碎,并将碎秧抛撒在地面和垄沟内（主要在垄沟内）还田。该机作业过程中性能稳定、可靠性高,性能测试试验结果符合设计要求,可大大节省劳动力,提高生产效率。     

甘薯秧蔓回收机仿垄切割粉碎抛送装置设计与试验

针对甘薯秧蔓垄沟匍匐生长不易全部机械回收的难题,设计了一种甘薯秧蔓回收机,并对关键部件仿垄刀辊机构和风机抛送装置进行了设计计算,该机可一次性完成甘薯秧蔓切割、粉碎、抛送和回收作业。以刀辊转速、离地间隙、风机转速为试验因素,甘薯秧蔓粉碎合格率、含土率、回收率为试验指标,采用响应面分析方法,建立了试验因素与试验指标之间的回归模型,分析了试验因素对试验指标的影响。试验结果表明：最优工作参数组合为刀辊转速2070r/min、离地间隙16mm、风机转速890r/min,秧蔓粉碎合格率均值为93.10%、含土率均值为8.56%、回收率均值为91.19%,研究结果满足甘薯秧蔓回收机的使用要求。     

甘薯秧蔓收获特性试验装置研究

针对甘薯秧蔓收获过程中输送通道堵塞、功耗大、作业参数采集难等问题,研究设计了在不同喂入速度、夹持输送速度和切割速度下甘薯秧蔓收获特性试验装置。试验装置由喂入装置、割台装置和控制系统组成,喂入速度、夹持输送速度和切割速度可调整。以秧蔓收净率、切割力和切割扭矩为目标值,对喂入速度、夹持输送速比和切割速度等影响因素进行了中心组合试验和验证试验。建立了响应面数学模型,分析了各因素对作业性能的影响,同时,对影响因素进行了综合优化。试验结果表明：收净率影响显著性主次顺序为夹持输送速比、喂入速度、切割速度,切割力和切割扭矩影响显著性主次顺序为切割速度、夹持输送速比、喂入速度;其最优工作参数组合为喂入速度0.55m/s、夹持输送速比1.48、切割速度1.50m/s时,收净率为91.0%、切割力为152.89N、切割扭矩为5.87N·m,验证试验表明实测值与理论优化值误差小于5%。     

自适应仿形甘薯削皮机优化设计与试验

针对甘薯人工削皮劳动强度大、效率低,传统去皮方式污染严重等问题,基于甘薯的物理特征,设计了一种柔性自适应仿形甘薯削皮机。为确保甘薯削皮厚度的一致性与削皮作业的稳定性,首先对甘薯削皮过程进行理论分析,确定了影响仿形削皮性能的关键部件结构参数及取值范围,以仿形限位球半径、仿形力、电缸与卡爪转速比为试验因素,以甘薯削皮厚度均匀性为响应值,利用Design-Expert 8.0. 6软件采用BBD法设计三因素三水平试验,建立了各因素与甘薯削皮厚度均匀性的回归数学模型,分析了影响削皮性能的主要原因。结果表明,各因素对甘薯削皮厚度均匀性影响的主次顺序为:仿形力、仿形限位球半径、电缸与卡爪转速比;最佳参数组合为仿形力68.1 N、仿形限位球半径28.1 mm、电缸与卡爪转速比0.95。甘薯削皮性能验证试验表明,在优化后的工作参数下,该甘薯削皮机削皮效果较好,平均每个甘薯削皮时间为10 s,工作效率达360个/h,满足甘薯削皮的工业化加工需求。     

甘薯秧蔓收获机专用割台设计与试验

针对甘薯分段收获技术需求,结合国内外甘薯收获技术及装备,提出一种甘薯秧蔓收获方式,并设计甘薯秧蔓收获机专用割台。该甘薯秧蔓收获割台主要由拨禾切割装置和防堵防缠输送装置组成,可以实现甘薯秧蔓的切—送—归集。首先,理论分析该割台的关键部件结构参数及传动配置关系,确定拨禾切割装置上仿垄型排列的割刀和弹齿的安装高度和安装密度,以及拨禾轮、割刀和弹齿的结构参数。其次,通过对拨禾切割装置、捡拾装置和螺旋输送装置进行运动学和力学分析,明确拨禾轮、捡拾器、螺旋输送绞龙转速和结构决定秧蔓切割效果和收获质量,并确定捡拾器和螺旋输送绞龙的关键结构参数,最后进行田间试验验证该机具的切—送—归集收获效果。结果表明：当整机前进速度为0.6 m/s,拨禾轮转速为46 r/min,捡拾器转速为43 r/min,割台损失率仅为1.3%,整机作业效率为0.45 hm²/h。割台搭配48 kW拖拉机在工作过程中运行稳定,割台在工作过程中无堵塞、无缠绕,满足甘薯秧蔓联合收获机的设计需求。     

基于EDEM的仿垄型切割装置的仿真优化

针对当前我国甘薯秧蔓机械化收获环节存在收净率低、秧蔓缠绕机具、伤薯率高等问题,严重制约了甘薯全程机械化的推进。为了突破以上难题,通过查阅大量国内外文献以及实地调研,充分了解甘薯在田间的生长形态以及农艺要求,结合甘薯秧蔓收获的切-送-归集理论,结合CAD技术与CAE技术,进行了甘薯秧蔓切割过程中仿垄型拨禾切割装置的运动学和动力学的仿真分析,在机具作业过程中,秧蔓与仿垄型拨禾切割装置相互作用,分析切割甘薯秧蔓的运动过程,探究甘薯秧蔓在整个切送归集收获过程中的运动规律。     

4QL―1型甘薯起垄收获多功能机的设计与试验

设计了一款可实现甘薯施肥、起垄、镇压和收获作业的起垄收获多功能机,并阐述了整机和关键部件结构设计、工作原理及技术参数。在粘重土壤区试验考核表明,该机性能稳定,作业顺畅,起垄主要指标为:土垄垄形一致性为97%,土壤容重变化率为27%,邻接垄垄距合格率为90%;收获主要指标为:明薯率为97%,漏挖率为0.3%,伤薯率为1%,破皮率为1.5%。     

1ZF-500型波动仿形复式少耕整地机的设计

众所周知,当前复式少耕整地机的共同缺点是,复式少耕整地机工作时耙茬、合墒和碎土的耕深是固定的,当耕地表面出现不平整时会出现耙茬、碎土和合墒耕深达不到要求。根据上述情况,笔者研制设计了一种新型机具,将原来连接机架装配和(碎土、耙茬、合墒、镇压)后部综合装置的焊接固定梁改变为带关节的四杆仿形装置,通过四     

果树施药仿形控制系统的设计

介绍一种能够实现果树仿形施药的机械装置及其控制系统.本设计采用由步进电机驱动的仿形推杆作为执行装置,根据不同树冠大小来对仿形机构在水平和竖直方向进行调节,从而达到仿形施药的目的.控制系统选用SILICON公司C8051F020和C8051F340增强型单片机作为主控芯片,采用主从通讯方式,方便有效地控制了执行机构和喷雾参数.     

大蒜切薹机的设计与试验研究

为了解决国内蒜薹的抽取以人工抽取为主、蒜薹抽取机械化程度低及大蒜蒜茎收获机抽取蒜薹易出现未能拔出或者将植株连根拔起现象等问题,设计了具有单体式仿形装置、可调节仿形高度、可调节切割器速度的大蒜蒜薹切除机。对单体仿形装置进行仿形原理分析和结构设计,采用三因素三水平的正交组合试验设计方法,探究滚筒切割器切割刀的数量、切割位置和定刀安装角度等因素对蒜薹切割的影响规律,对模型进行响应曲面分析并寻优。田间试验表明:滚筒切割器切割刀数量2把、切割位置为下端切割、定刀安装角度为-12°时,切薹合格率为92%,满足蒜薹切薹的工作要求。     

甘薯起垄覆膜机的设计与试验

我国甘薯栽培方式多为垄作覆膜,该种植方式劳动强度大、生产环节多、机械化程度低,严重制约了甘薯的产业化发展。为此,设计了一种甘薯起垄覆膜机。该机为一垄双行式设计,采用旋耕起垄技术,可显著提高作业效率和起垄质量;起垄后使用压实整形装置提高土垄紧实度,并于垄上开出两条插秧沟;滴灌带通过定位装置平铺于垄上中间位置,无扭曲、折弯现象,方便田间管理,有利于甘薯的生长;使用定穴轮实现膜上定穴,方便种植户插秧;实现多项作业过程一次性完成,包括整地、施肥、起垄、压实整形、铺设滴灌带、覆膜覆土及膜上定穴。田间试验表明:该机无论是起垄质量、覆膜性能,还是定穴效果,均满足甘薯种植的农艺要求。     

我国甘薯秧蔓粉碎还田装备发展概况与趋势

甘薯是垄作蔓生型作物,我国虽是甘薯生产大国,但甘薯藤蔓机械去除技术及装备发展却较为滞后。为此,在分析甘薯秧蔓形态特征、种植概况基础上,阐述了国内外秧蔓处理机械发展现状、类型,并简要分析了碎蔓机的结构、工作原理和影响工作效率的主要因素,提出了秧蔓处理机械的发展趋势。同时,对类似结构进行分析,以期加快甘薯碎蔓机械的优化发展。     

4U-60型甘薯收获机的设计

针对我国甘薯机械化收获的难题,设计了4U-60型甘薯收获机,该机与小四轮拖拉机配套,可实现甘薯挖掘、薯土分离和铺放作业。同时,对该机部分关键零件进行了设计,对样机的工作性能进行了试验研究。田间试验证明,该机克服了现有甘薯收获机在收获过程中牵引阻力大、功率消耗大和挖掘铲易损坏等问题,整机设计先进、功能完善、操作方便,并且成本低、效率高,能够满足当地农民的使用要求。     

马铃薯和甘薯种植及其收获机械

我国是马铃薯和甘薯最大的生产国和消费国,但两者生产的机械化水平发展滞后,尤其是收获机械的紧缺成为其产业发展最大障碍。为此,综述了国内外马铃薯和甘薯种植概况、收获机械发展历史和现状,简要介绍了相关技术产品,并针对目前国内马铃薯和甘薯收获机械发展现状提出了相应的对策和建议。     

甘薯起垄整形机犁铧式开沟起垄装置设计与试验

针对现有甘薯起垄整形机起垄效果较差、牵引阻力大等问题,设计了一种甘薯起垄整形机犁铧式开沟起垄装置,并阐述了其主要结构和工作原理。结合甘薯种植模式和垄型结构农艺要求,采用水平直元线法确定了开沟起垄装置犁体曲面的结构参数及其取值范围。运用EDEM离散元仿真软件,建立了犁铧式开沟起垄装置-土壤互作仿真模型。选取开沟犁体曲面安装角、推土角、元线角差值为试验因素,以犁体土壤抛送距离和牵引阻力为评价指标,进行了Box-Behnken中心组合设计试验。仿真试验结果表明,当作业速度为3.33 km/h时,安装角、推土角和元线角差值最优组合为27.19°、38.05°和10.69°。基于优化的最优组合参数进行了田间试验,田间试验结果表明,犁铧式开沟起垄装置垄高稳定性系数为98.53%,垄体土壤紧实度为236kPa,拖拉机作业油耗为11.94L/h,满足甘薯开沟起垄农艺要求,且均优于板式起垄装置作业效果。     

国内甘薯生产收获机械化制因思索与探讨

我国是世界最大的甘薯生产国和消费国,但目前国内甘薯生产机械化技术发展却较为落后,尤其是收获技术,已成为制约其产业发展的重要因素。本文从政策因素、研发平台、甘薯生理、土壤类型、种植农艺、生产企业等角度分析影响甘薯收获机械化发展的制因,并提出相关建议与对策。