基于微型开沟机的施肥覆土装置设计

为实现开沟施肥覆土一体化联合作业,在微型手扶开沟机基础上,设计了排肥装置和覆土装置,主要有排肥装置的肥料箱、重心配置、覆土板和仿形装置结构设计。实现了动力从行走轮传到排肥器、肥料箱重心稳定、排肥量可调、覆土板能在上下高度差约80 cm实现仿形功能。田间试验结果表明,设计配有排肥和覆土装置的开沟机工作时施肥量达到50 kg/h, 覆土率达78.3%, 覆土均匀度较好。     

果园施肥机旋转开沟装置的应用分析

在新疆,近几年林果业得到了长足的发展,但目前用于果园作业的设备,如施肥尤其是有机肥施肥机械、采收机械等,几乎为空白.每年都要在施肥、采收等工作上耗费大量的人力,因此有必要研制出相应的设备来解决劳动力缺乏的问题.本文就有机肥施肥机进行了设计研究,设计了结构简单,性能优良的有机肥施肥机开沟装置,并对其结构参数进行了详细的分析计算;     

果园施肥机旋转开沟装置的应用分析

在新疆,近几年林果业得到了长足的发展,但目前用于果园作业的设备,如施肥尤其是有机肥施肥机械、采收机械等,几乎为空白.每年都要在施肥、采收等工作上耗费大量的人力,因此有必要研制出相应的设备来解决劳动力缺乏的问题.本文就有机肥施肥机进行了设计研究,设计了结构简单,性能优良的有机肥施肥机开沟装置,并对其结构参数进行了详细的分析计算     

葡萄开沟施肥机的设计与试验

新疆葡萄种植采用矮、密的种植模式,一些地区葡萄使用搭棚种植的方法,这就要求施肥机和牵引驱动拖拉机必须适应在狭小的空间下作业的条件.针对这一农艺要求,研制了一种集开沟与施肥一体的葡萄施肥机具,该机具由功率为40.4 kW的拖拉机牵引.通过田间生产性试验证明,开沟施肥深度和施肥量可以调整,在最大开沟深度为40 cm时,作业速度可以达到30 m/min,作业时肥箱撒肥口和施肥铲未发生堵塞现象,开沟施肥后,覆土挡板将沟两侧的土壤推挤成均匀的土垄,作业性能稳定,可提高劳动效率,满足葡萄种植生产需要.     

施肥开沟机作业信息远程监测方法与试验

针对目前施肥开沟机缺少作业信息检测装置及其远程监测的需要,基于惯性传感器技术、数据处理技术及网络通讯技术,开发施肥开沟机作业信息远程监测系统。所检测施肥开沟机作业信息包括开沟深度、油耗、作业时间、作业轨迹和作业距离,其中,油耗采用超声波油位传感器检测,作业时间通过设定界限值判断是否为作业段来检测,作业距离和作业轨迹则依赖于GPS定位。由于开沟深度和农作物产量相关,作业信息检测方法重点围绕开沟深度进行研究。采用2个惯性传感器分别检测开沟机和车身的俯仰角,相减得到的倾角差值结合开沟机相关尺寸计算可得开沟深度。基于卡尔曼滤波算法对倾角差值进行滤波以减小机具振动等产生的检测误差。在MATLAB中建立倾角差滤波模型进行仿真,仿真发现:Q/R比值不变,Q、R值变化时,滤波效果基本相同;Q/R比值不同时,随Q/R减小,滤波后倾角差的方差越小,但滞后效果越明显。倾角差滤波试验分为2部分:1)滤波验证试验以模型车为载体,利用不同Q、R参数进行试验,结果与仿真结论一致;2)土槽试验中固定Q、R参数,倾角差经滤波,其方差由4.07减小为0.47,表明滤波有效。田间试验对作业信息进行检测,结果表明:1)开沟深度检测误差在5%以内,结果精确;2)其他作业信息检测准确,检测方法可靠,远程监测系统具有实用价值。     

螺旋式果园开沟装置的设计及土槽试验

针对现阶段果园开沟复杂的作业环境、人工开沟效率低、劳动强度大的生产实际,开发研制了一套与小型手扶拖拉机配套的圆柱型变螺距螺旋式果园开沟装置,分析了圆柱型变螺距螺旋的结构参数和主要运动参数,并借助高速数字化土槽试验平台开展了该装置的功能性试验.试验表明该开沟装置具有功耗低、集土壤切削、提升、抛撒于一体且矩形沟型的沟壁平整等显著特征.研究结果时实现果园机械化开沟装置的结构改进和优化设计具有重要的指导意义.     

基于激光传感器的开沟深度控制系统的设计与试验

【目的】针对链式开沟机开沟深度难以精确调节的问题,设计一种基于激光传感器的开沟深度控制系统。【方法】采用激光三角反射式位移传感器实时检测开沟深度,并与设定目标值比较;通过控制系统决策驱动液压系统与执行机构,实现开沟深度的闭环控制;通过田间试验,比较了开沟深度控制系统开启前后控制精度和稳定性。【结果】静态试验结果表明,当开沟深度检测值与目标值相差±50 mm时,系统响应时间分别为0.19和0.31 s,最大控制误差3 mm。田间试验表明,开沟深度分别为200、300和400 mm,前进速度为3 km·h~(–1)时,启动开沟深度控制系统后,链式开沟机开沟深度的控制精度和稳定性均得到提高;与关闭系统相比,启动系统后控制精度提高了2.3%,稳定性系数提高了4.3%。【结论】该控制系统响应迅速、控制精度较高,控制误差满足了设置要求。研究结果为链式开沟机开沟深度控制提供了一种解决方法。     

对行开沟分层深施肥铲的设计与试验

[目的]针对当前施肥方式不科学、深施肥开沟阻力大、肥料分层覆盖效果不理想、不同深度肥料施用量不可调等问题,研制一种对行开沟分层深施肥铲,利用卫星导航拖拉机自动驾驶技术,实现对行分层深施肥的作业模式,达到提高肥料利用率,促进作物生长与增产.[方法]对对行开沟分层深施肥铲的结构进行设计,理论分析开沟铲的受力情况,利用EDE...     

免耕播种机渐开线侧深施肥开沟器设计与试验

为解决东北垄作免耕播种侧深施肥作业过程中弧式施肥开沟器开沟阻力大和施肥播种单体横向稳定性差等问题。文章分析土壤颗粒在施肥开沟器作用下轨迹,设计一种渐开线施肥开沟器。以渐开线施肥开沟器入土角和入土隙角为因素,前进阻力和土壤扰动面积为指标,开展两因素五水平中心复合离散元仿真试验,建立回归模型,获得最优结构参数组合：入土角为25°、入土隙角为13°、渐开线基圆曲率半径为169 mm。通过田间试验对优化结果进行验证。结果表明,最优渐开线施肥开沟器前进阻力为217.1 N、开沟深度稳定性系数为91.31%、开沟直线度合格率为90.67%,相比于弧式施肥开沟器其前进阻力降低15.56%,开沟直线度合格率提高8%;作业过程中整机无偏摆发生,满足免耕播种侧深施肥农艺要求。     

旋耕开沟机横向抛土性能试验

旋耕开沟机开沟作业的横向抛土性能是衡量开沟机作业质量的重要指标．以湖南农业大学研制的2BF-6型稻茬田油菜免耕联合播种机配套旋耕开沟机为试验样机，分别对其横向抛土性能进行单因素试验和多因素正交试验，并对多因素正交试验结果进行了极差分析和方差分析，找出了影响横向抛土性能的主要因素与工作参数的最优组合，为优化开沟机的结构参数提供了理论依据．     

果园秸秆覆盖机抛土轮设计与试验

为实现果园秸秆覆盖机同步覆土功能,解决果园秸秆覆盖存在的火患隐患和秸秆因风雨集堆的问题,提出一种对抛式覆土方案,对对抛式覆土装置的核心部件抛土轮进行结构设计并确定抛土轮直径、叶片数、作业转速等关键参数,采用EDEM仿真软件,分析抛土轮入土深度、转速、抛土角对覆土效果的影响规律;在自行研制的试验台架上对单个抛土轮进行抛土覆土试验。试验结果表明:抛土轮覆土宽度为152.3～251.3cm,覆土厚度10.4～18.3mm,覆土厚度标准差1.4～4.1mm,漏盖率为0,符合果园秸秆层薄土盖压作业要求;分别建立了抛土角、入土深度、转速与覆土厚度和覆土宽度的模型,其决定系数分别为0.943 6和0.932 2,覆土厚度与覆土宽度模型拟合良好。     

铰接转向果园割草机的设计与试验

针对丘陵山地现有果园割草机行走性能差及人员操作便捷性低等问题,设计一种铰接转向果园割草机。采用理论分析与仿真、田间试验相结合的方法,对铰接转向果园割草机进行研究。结果表明：1）铰接转向果园割草机最大行驶速度5.9km/h,割刀转速1 450～3 850rad/min,最小转弯半径466.4mm,爬坡与下坡纵向极限倾覆角度分别为37.47°和60.99°,横向极限倾覆角为48.76°;2）应用Ansys workbench软件分析得到割草机车架在平地直行、平地最大角度转向、直行爬坡与直行下坡四种工况下最大变形量和最大等效应力分别为0.034 4mm和20.06MPa。田间试验结果表明：铰接转向果园割草机的割幅利用率为98.9%,平均碎草率85.9%,割茬高度基本符合设定高度,满足丘陵山地小地块果园作业需求。     

山地林果茶园电动自走式挖穴机的设计与试验

针对目前山地林果茶园挖穴作业人工劳动强度大和作业效率低的问题,设计了一种具有行驶动力的山地林果茶园电动自走式挖穴机。该挖穴机能自动完成钻头进给行程与复位行程。田间试验结果表明,该挖穴机单次作业平均挖穴时间为50.7 s,单次有效挖穴作业能耗为6.38 W·h,施肥穴平均深度为392.5 mm,施肥穴平均直径为303 mm,行走速度为1.237 m/s,能够顺利通过15°斜坡。挖穴作业过程中钻头的进给与回程运动均无需人工操作,可提高工作效率,降低劳动强度,并保证挖穴操作中的安全性。     

山地果园轮式运输机半主动悬架系统设计与试验

为解决山地果园运输机在实际使用中因路况起伏不平而引起的剧烈振动问题,结合山地实际路面情况,设计使用CDC阻尼器的半主动悬架系统,并安装于华南农业大学研发的丘陵山地果园电动轮式运输机。以安装使用CDC阻尼器的半主动悬架系统的丘陵山地果园轮式运输机为研究对象,采用振动仪和振动传感器搭建振动测试系统,在行驶速度和载荷一定的工况下,分别测试该轮式运输机装有半主动悬架前后行驶过程中座椅位置Z轴的振动信号,考察半主动悬架装车前后的振动差异。结果显示,装有使用CDC阻尼器的半主动悬架的轮式运输机振动降幅达50%,达到了半主动悬架系统的设计要求;装有使用CDC阻尼器的半主动悬架系统的车身振动频率集中,范围大于8 Hz,表明车辆的驾驶舒适性较好。     

高压静电灭虫器的设计与试验

【目的】研制高压静电灭虫器,为实现高压静电杀灭农作物害虫提供新的装置。【方法】研制10～60 kV可调高压静电灭虫器,以茶树害虫茶尺蠖和茶小绿叶蝉为杀灭对象,对其杀虫效果进行检测,并对高压静电灭虫器的放电特性及不同电压下其对植物的影响进行分析。【结果】当电极直径为0.5 mm、电极间距为40 mm、使用电压为30～50 kV、击穿距离取25～30 mm时,研制出的高压静电灭虫器对茶小绿叶蝉的防治效果为2.3%～12.8%,对茶尺蠖的防治效果为64.3%～71.1%。高压静电灭虫器的放电电压上升至30 kV以上时,在设定距离内能稳定持续放电,且随着电压上升,放电强度增强。高压静电灭虫器的电压设定为30 kV时,扫过茶树植株幼芽2～3 s,对茶树植株幼芽叶片杀伤无明显影响;当高压静电灭虫器的电压上升至40 kV时,对幼芽有轻微影响,有枯萎但能恢复;当电压上升至50 kV时,幼芽枯萎,不能恢复。当高压静电灭虫器扫过茶树植株幼芽的时间降为1～2 s时,50 kV电压下其对幼芽造成的枯萎可恢复。【结论】成功研制了一种高压静电灭虫器,其对茶树植株害虫茶尺蠖有明显的杀灭作用。     

生物炭挤压成型机的设计与试验

利用螺旋挤压成型原理,设计一种农作物秸秆生物炭挤压成型机。通过对螺旋喂料器、螺杆、成型出口等关键部件的分析计算,确定螺旋喂料器、螺杆、保型筒等关键部件和机构的运动参数和结构参数,并试制样机。以农作物秸秆生物炭为试验材料,以不同螺杆类型、不同含水率和粘结剂添加量为试验因素,采用抗压强度和抗跌碎性为评价指标,设计正交试验,对该挤压成型机性能进行试验。结果表明,当采用等距不等深螺杆、粘结剂添加量为25%左右、含水率为35%左右时,样机的生产率为215 kg/h,成型样品的密度为1.06 g/cm3,抗压强度为0.16 MPa,抗跌碎性为98.23%,各项指标满足生物炭成型标准或设计要求。     

生物炭挤压成型机的设计与试验

利用螺旋挤压成型原理,设计一种农作物秸秆生物炭挤压成型机。通过对螺旋喂料器、螺杆、成型出口等关键部件的分析计算,确定螺旋喂料器、螺杆、保型筒等关键部件和机构的运动参数和结构参数,并试制样机。以农作物秸秆生物炭为试验材料,以不同螺杆类型、不同含水率和粘结剂添加量为试验因素,采用抗压强度和抗跌碎性为评价指标,设计正交试验,对该挤压成型机性能进行试验。结果表明,当采用等距不等深螺杆、粘结剂添加量为25%左右、含水率为35%左右时,样机的生产率为215kg/h,成型样品的密度为1.06g/cm~3,抗压强度为0.16 MPa,抗跌碎性为98.23%,各项指标满足生物炭成型标准或设计要求。     

山地果园单向牵引式双轨运输机摩擦制动装置设计与试验

针对山地果园单向牵引式双轨运输机运行时存在钢丝绳松脱或断裂等问题,研制了一种摩擦制动装置,在描述载物滑车总体结构的基础上,重点分析了制动装置制动过程、关键结构的受力分析及台架制动测试试验.有限元分析表明,支撑柱的最大应力为6.3 MPa,最大位移为2.1×10-5 mm,且出现在支撑柱与摩擦片固定装置相连的螺栓截面上;轨道的最大应力为70.9 MPa,最大位移约为0.65 mm,且出现在直轨道与摩擦片接触面上,呈对称分布.台架试验结果表明,该制动装置的制动成功率为100％;高速摄影试验表明,随着装载质量的增大,制动时间及振幅均增加.该研究可为山地果园单向牵引式轨道运输机械的整机结构设计提供参考.     

滚筒刷式巴旦木脱青皮机的设计与试验

【目的】设计滚筒刷式巴旦木脱青皮机并进行样机试制和试验,为巴旦木初加工设备的研发提供参考。【方法】对青皮巴旦木和硬壳巴旦木果实物料特征参数进行测量,并使用Origin进行绘图,利用Solidworks软件对滚筒刷式巴旦木脱青皮机进行了整机及关键部件设计,根据结构参数和工作需求,选用主轴转速、间隙（钢刷与栅条滚筒底部距离）和喂入速度为试验因素,以脱净率和破损率为试验指标进行三因素三水平响应面试验,并以寻优圆整值进行试验验证。【结果】物料特征参数统计显示,青皮巴旦木长度均值为36.5 mm,宽度均值为28.0 mm,厚度均值为22.5 mm;硬壳巴旦木果实长度均值约为33.5 mm,宽度均值为23.5 mm,厚度均值为15.5 mm。滚筒刷式巴旦木脱青皮机的最佳作业参数为主轴转速307.5 r/min,间隙20.1 mm,喂入速度811.5 kg/h,理论脱净率为96.00%,破损率为2.28%。利用圆整值（主轴转速310 r/min,间隙20 mm,喂入速度810 kg/h）对2种巴旦木进行脱青皮验证试验,实测脱净率分别为96.32%和95.86%,破损率分别为2.42%和3.34%。两种巴旦木的脱净率均大于95%,破损率均小于4%,二者的破损率和脱净率差值均不足1%。【结论】所设计的滚筒刷式巴旦木脱青皮机符合中厚壳巴旦木脱皮作业的工作需求。     

新型对行中耕除草施肥机设计及试验研究

针对农田大量使用除草剂对环境带来的危害,研究设计了一种新型中耕除草施肥机.介绍了设计机具的结构特征、工作原理,并确定了机具关键部件的合理参数,即当刀片安装倾斜角度为10°,刀片底部间距为18mm时除草效果最好.田间试验表明,设计机具作业效率高,有利于农作物增产增收.