基于摇杆滑块机构的割草机割茬高度机构设计

针对现代矮砧密植苹果园通过果树行间生草控制草体高度方式调控果园微域生态环境需要,应用摇杆滑块机构对果园割草机割茬高度调整机构进行分析和设计。当割草作业留茬高度调整幅度值为50mm时,针对不同形式的摇杆滑块机构进行几何条件、机构参数选择和结构设计,为实现割茬高度调整的手动操作和电控自动操作提供依据。     

果园割草机垄面切割装置振动特性分析

针对果园垄面割草机作业时振动剧烈从而导致割茬高度稳定性差、机械寿命短、作业效率低等问题,通过运用ANSYS Workbench软件对垄面切割装置进行基础模态分析和振动动力学分析。在模态分析的基础上针对切割装置各关键特征节点的振动位移进行响应分析,从而探究其工作状态下激振频率对切割装置各特征节点加速度载荷值的影响。对比分析结果表明切割装置1阶模态频率对应的极限转速远低于其危险转速范围;经过加速度载荷值数据的比对,得出工作状态下的Z向主要振动传递路径;对切割装置进行谐响应分析,得出在180 Hz时甩刀顶端的径向振幅达到最大值,为12.3 mm;在250 Hz时,花键套与刀盘连接处的径向振幅达到峰值,为7.7 mm;通过田间试验得出平均切割高度偏移最大值为28 mm,与切割装置的一阶振动偏移量32.43 mm接近,数据可靠;改进后田间试验数据显示平均割茬高度与设定高度最大差值为10 mm,有效的保证了割茬高度的稳定性。通过振动分析和田间试验表明,在作业前将拖拉机提前启动并维持稳定动力输出进行作业可有效避开切割装置自身的共振频率,采用更换加厚甩刀和在花键套与主轴的连接处加设橡胶垫圈的方法,可降低切割装置的振动,保证割茬高度的稳定,研究结果可为果园割草机垄面切割装置减振措施的研究提供数据基础和新思路。     

9GS-2.0割草机的设计及试验

针对目前割草机仅适于在比较平坦的地面上切割,难以适应坡面工作要求的问题,为此通过理论分析、三维模型设计、田间试验相结合的方法,设计既适用于平地切割,又适用于坡面切割的甩刀式割草机。主要对该机的调节机构、甩刀的数量及排列方式、传动系统进行设计,并对甩刀的速度、割草辊总成的动平衡进行分析计算。试验结果表明,该割草机工作性能良好,割茬平均高度52 mm,杂草碎段区域长度≤80 mm的草段占总草段的93%,碎草性能较好,工作效率达到1.18 hm^2/h,各项指标均达到设计要求,割草机作业质量能够满足农艺要求,为我国新型果园机械化割草作业提供技术支持。     

随行自走式果园割草机的设计与试验研究

针对北方山地中小型矮砧密植苹果园生草制管理中所面临的果园地形复杂及割草作业量大等问题,设计开发了随行自走式果园割草机。该机采用双离合结构,能够实现机具行走与割草作业分别控制。手动控制行走离合可以实现操作人员随行,降低了劳动强度。该机设计割幅为60cm,割茬高度可在5~10cm范围内调节,正常工作速度为3~5km/h。田间试验结果表明:该型割草机工作性能良好,单位区域内杂草撕裂率0.47%,漏割率1.50%,杂草碎段区域平均长度79.39mm,碎草性能较好,工作效率可达0.5hm2/h。该机结构设计合理,割草作业质量能够满足农艺要求,为我国中小型果园生草制管理作业提供了技术支持。     

F.US-UFO型果园避障割草机试验研究

果树行间距一般比株间距大,可以利用割草机械直接进行除草作业,但是果树株间的杂草就不能很好的用割草机进行机械化作业清除。文章在江苏泰兴烨佳梨园、沛县聚英阁苹果园和睢宁官山楸树园对F.US-UFO型果园避障割草机开展田间试验,通过对收草质量、割幅、割茬高度、漏割率、避障损伤率、避障割草高度与行间高度最大差、最短避障距离的测定,测试机具作业性能;通过对使用可靠性系数、平均故障间隔时间、班次小时生产率、劳动生产率和单位面积耗油量的测定,测试其田间生产性能。试验结果表明:F.US-UFO型果园避障割草机既能完成行间割草作业也能完成株间割草作业。果园行间坡度越小,园间路面越平坦,果树株行距越大,割草机作业质量越高。割草机工作效率为0.49 hm~2/h,单位面积耗油量为11.41 kg/hm~2。     

标准化果园碎草机作业性能试验

标准化果园种植要求行间种草,需要定期切割还田。为解决机械化碎草问题,在通过充分调研的基础上,选择了一种牵引式碎草机进行试验研究。结果表明,果园碎草机3个工作行程的割幅利用率为94.6%;平均作业效率为1.28hm2^/h,油耗为8.4-10.2L/h;割茬高度平均值为100.6mm,稳定系数为94.5%。本机可靠性强,能较好灵活的适应果园复杂作业环境,满足果园碎草作业要求。     

可翻转运输避障割草机避障杆的设计与有限元分析

为解决新疆主干型果园株间杂草无法清除的问题，设计了适用于新疆主干型果园种植模式的避障割草机。文中介绍了避障割草机的整体结构及工作原理，并用ANSYSWorkbench对关键部件避障杆在割草作业过程中的总变形及应力和应变进行有限元分析。结果表明：避障杆最大等效应力为179.92MPa，最大应变为9.25×10-4，最大变形量为34.418mm，均在要求范围内，结构参数符合实际工作需求。     

QY42R型遥控割草机性能测试研究

为解决包括老式果园在内的农业农村领域狭小区域的杂草割刈问题,本研究参照标准《GB/T 10938-2008 旋转割草机》、《GB/T 14176-2012 林业机械 以汽油机为动力的便携式割灌机和割草机》,对QY42R型遥控割草机进行性能测试。经测试,QY42R型遥控割草机性能较好,其中割幅利用系数为99.8%,割净率能够达到99.1%,基本能无漏割情况发生；其纯作业效率2.28亩/h,为人工割刈作业的4.2倍以上；同时,其亩均作业成本也较人工割刈作业节省48%以上。     

对果园割草机设计有关问题的商榷

对果园割草机设计有关问题的商榷毕士成辽宁省果树科学研究所果园割草是果园管理的一项重要作业，一年需割几次，用工量多，劳动强度大。到目前为止我国北方尚无适应果园割草的作业机械。对果园割草机结构设计方面的有关问题谈几点商榷意见。１果树栽培的基本概况及对割...     

大豆收获机割台高度自动控制系统设计与试验

针对现有大豆收获机割台高度自动控制系统成本较高、可靠性较差的问题,研制一种基于恶劣环境运动控制器的割台高度自动控制系统。该系统由割台、仿形机构、ECU控制单元、液压系统和HMI触摸屏等组成。在阐述控制系统工作原理的基础上,设计仿形机构及硬件电路。为提高系统可靠性,选用SPC-SFMC-X2214运动控制器为ECU,基于CODESYS软件编写自动控制程序,基于工业触摸屏开发人机交互界面。田间对比试验结果表明,开启割台高度自动控制系统作业时,割茬平均高度与设定的割茬高度偏差4 mm,割茬高度变异系数为0.1,相比人工对照组降低28.6%,割台高度控制精度为93%,相比人工对照组提高32.9%,该系统提高大豆割茬高度的整体稳定性,控制精度高,工作稳定性较好,能够满足大豆低割收获要求。     

冷浸田起垄平整装置设计与试验

针对冷浸田终年积水、水土温度低及排水不良,需进行垄作栽培水稻的生产要求及目前缺乏相关机具的生产现状,设计了一种适宜于冷浸田作业的起垄平整装置,该装置主要由起垄辊、微垄开沟器及平整部件组成,实现大垄排水、微垄蓄水作业,利于冷浸田排水及水稻种子生长发育。根据《冷浸田机械起垄水稻栽培技术规程》,对起垄辊、微垄开沟器及平整部件关键参数进行了设计,确定起垄辊回转半径为560 mm、锥形面倒角为28°,微垄开沟器宽度为50 mm、高度为40 mm及平整部件可调节角度为5°。基于DEM-FEM耦合仿真分析确定了装置较优运行参数,当机具前进速度为0.6 m/s、旋耕刀辊转速为230 r/min、起垄辊转速为120 r/min时,土壤回流率为3.51%,并进行了起垄辊应力应变分析。田间试验结果表明,平均垄沟沟深为160.03 mm、沟顶宽为174.84 mm,平均垄顶宽为1 888.89 mm,平均厢面平整度为11.26 mm,平均微垄沟沟宽为60.16 mm、沟深为36.48 mm,各项指标均满足冷浸田机械化起垄作业要求。     

果园割草机割茬高度机构运动分析与设计

生草制矮砧密植园苹果园草势生长状态可有效控制果园水分,协调果园微域环境。为此,利用数学模型分析了平行四杆机构的运动参数,确定了割茬高度调节手柄转动角度与割茬高度间对应的数学关系。分析表明,高度调节手柄转动角度α为-16.13°,-9.59°,-3.18°,3.18°,9.59°和16.13°等6个角度时,对应割茬高度为50,60,70,80,90,100mm,实现了割茬高度精确控制;同时,应用AIP软件创建割茬高度调整机构数字样机,满足割茬高度的有级调整要求。     

QY42R型遥控割草机性能测试

为解决包括老式果园在内的农业农村领域狭小区域的杂草收割问题，参照标准GB/T 10938—2008《旋转割草机》、GB/T 14176—2012《林业机械　以汽油机为动力的便携式割灌机和割草机》，对QY42R型遥控割草机进行性能测试。结果表明，QY42R型遥控割草机性能较好，其中割幅利用系数为99.8%，割净率达到99.1%，基本无漏割情况发生；其纯作业效率0.152 hm2/h，为人工割草作业的4.2倍以上；作业成本较人工割草作业节省48%以上。      

基于激光雷达的果园割草机避障方法研究

针对果园割草机在山地丘陵果园工作过程中面临障碍物阻碍前进路线的问题,设计了基于激光雷达的果园割草机避障方法。以激光雷达测距为基础,首先将矢量场直方图算法(VFH)改进阈值,确定割草机的可行进方向;当割草机遇到障碍物时,使用动态窗口法(DWA)进行避障,确保割草机行驶的安全性和高效性,两种算法的融合保证割草机完成避障作业。MatLab仿真和田间试验表明：所采用方法提高了割草机的运行效率,降低了割草机的漏割率,设计方法合理,满足割草机在山地丘陵果园的避障需求。     

小型电动履带式黑塌菜收获机设计

为提高黑塌菜的收获效率,减少人工劳动时间并降低劳动强度,设计一款小型电动履带式黑塌菜收获机。通过查阅蔬菜类收获机相关文献,结合实地调研、理论计算与计算机辅助技术等方法,根据黑塌菜生长特点和收获要求确定黑塌菜收获机整体结构设计方案,包括切割装置、输送装置、割茬高度调节装置、行走装置与收集装置。对关键部件进行理论计算,确定切割、输送、割茬高度调节等装置的关键参数。对整机机架结构进行线性静力学仿真分析,结果表明：在工作过程中,机架最大变形量为0.929 mm,最大等效应力为117.8 MPa,满足结构设计和材料强度要求。以江苏省如皋市黑塌菜种植基地的黑塌菜作为试验对象,展开黑塌菜收获机收获试验。试验结果表明,黑塌菜收获机进行土下切割作业时,平均割茬高度为10.5 mm,收获效率为0.09 hm2/h,漏割率小于5%,耗电量约为28.77(kW·h)/hm2,电量均价按0.51元/(kW·h)计算可得成本为14.67元/hm2,试验结果满足黑塌菜收获要求。     

马铃薯秧青贮割台的设计与研究

马铃薯收获前需要进行茎秧的清除作业,此时茎秧倒伏比较严重,采用人工或现有机械杀秧,作业劳动量大、强度高、效率低、收获效果不佳;除去的马铃薯秧多被遗弃、焚烧或就地还田,不仅造成大量生物资源的浪费,还会污染环境。针对这一问题,设计一种与自走式青贮收获机配套使用的马铃薯秧收获割台,它能一次性完成马铃薯茎秧的切割、捡拾输送和喂入工作,为后续对马铃薯茎秧的揉搓和抛送过程做好铺垫。对青贮割台进行三维建模、样机制作和田间试验,田间试验表明,该青贮割台作业平稳,收获效果较好,最低留茬高度为64.5 mm,平均留茬高度88.5 mm,茎秧损失率3.5%,伤薯率为0.75%,均满足设计要求。     

手扶式胡麻割晒机的设计与试验

为进一步提高我国胡麻种植区域的机械化收获程度,设计一款采用手持拖拉机为动力源,双排横向输送链进行茎秆输送,异形链片带动拨禾星轮转动,适用于胡麻收获的割晒机,实现了胡麻的机械化收获,并进行田间试验。田间试验结果表明:当割晒机前进速度调至0.65 m/s时,割晒机的平均割茬高度为100～150 mm,割茬高度可根据不同地形进行调整,铺放角为95°±10°,漏割率为0.6%。各项作业指标均达到国家和行业标准要求。该款胡麻割晒机具有结构紧凑、操作方便、工作效率高、割茬低、铺放整齐等特点,适宜胡麻割晒,为胡麻的机械化收获提供参考。     

丘陵山地遥控履带割草机设计与性能试验

针对广西丘陵山地15°～25°坡地的经济作物种植园区坡度较大、地块分散、缺少机耕道,现有机械化割草机具难以进入并进行作业的难题,结合种植园区生草栽培的农艺技术,研发一种可遥控的履带割草机。根据园区作业环境的割草机工况要求,对整机及关键部件如履带行走系统、切割系统、变割草高度调节系统等进行计算分析与设计;设计并进行整机性能试验,实验结果表明,该割草机动力充足,最大纵向爬坡角度为36°,最大斜向爬坡角度为41°,在增程系统作用下,综合工况下作业时间由1.5 h延长至1.8 h;最小转弯半径为403.5 mm;对割草机的遥控操作性能做直线行走试验,测试路段试验最大偏驶角度不大于3°;倾翻试验台架测试纵向倾翻稳定角为48.9°,横向倾翻稳定角为64.4°;在广西某机械化茶园示范区进行割草试验,平均割草率为95%;可通过遥控实现割草机的行走、制动、转向和割草刀具高度调节,满足丘陵山地作物园区作业需求。     

果园机械割草覆盖法

果园机械割草覆盖法果园机械割草覆盖法，即当果园的自然生草长到３０厘米左右时，采用２ＧＣ－３型双肩侧挂式动力割草机将自然生草低茬割倒，均匀地覆盖在地面上。是农业部门近年来广泛推广应用的一种新的果园管理方法。其优点是：（１）减少土肥流失果园地表团有自然生...     

青饲料收获机6.0m立辊割台的设计

针对大型青贮机宽幅割台配套短缺、现有割台幅宽小、收获效率低的问题,研发设计了工作幅宽为6.0m的折叠式青贮机立辊割台。利用Solid Works三维设计软件分别对切割喂入滚筒、分禾装置、割台变速器、液压折叠装置等进行了仿真设计。样机田间试验结果表明：青贮机收获效率高,作业切割输送顺畅,收获损失率为0.9%,割茬平均高度118mm,达到了设计要求,可为我国6.0m及以上的大型青贮机割台的研究提供参考。