自走式果园有机肥条铺机设计与试验

为扩展果园秸秆覆盖机作业功能,解决丘陵山地果园缺少有机肥施肥机械的问题,基于秸秆覆盖机,设计了自走式果园有机肥条铺机。整机主要由车体和条铺装置组成,其中条铺装置采用伸缩式结构,条铺间距为1.8～2.7 m,适应在行距为3.0～4.5 m的果园进行有机肥对沟施肥或行间双侧条铺,也可用于大田作物对行施基肥或条铺栽培基质。运用离散元法对条铺装置的排肥口结构进行优化,确定了最优斜口形排肥口结构。条铺试验结果表明,腐熟牛粪施肥量29.40～53.10 t/hm²,变异系数小于等于15.48%;菌渣施肥量21.45～75.00 t/hm²,变异系数小于等于6.57%;腐熟牛粪、菌渣施肥量模型的决定系数分别为0.871 3和0.963 1。果园实地试验中作业效果良好。     

粉末状有机肥条施排肥器设计与试验

针对粉末状有机肥湿度大、流动性差、条施困难等问题,设计了一种粉末状有机肥排肥器。该装置主要由肥箱、排肥拨轮、防自流挡板和排肥轴组成。为了提高排肥器的适用性,以不同含水率（（28±1）%、（32±1）%、（36±1）%）的粉末状有机肥为研究对象进行排肥器设计。对拨轮推动过程中的有机肥进行力学分析,将排肥拨轮设计成摆线型。为了防止有机肥直接通过肥箱底板的排肥口产生自流现象,以及破碎结块的有机肥,设计了防自流挡板。以排肥指数和排肥口宽度为试验因素,排肥稳定性变异系数为性能指标,进行二次正交旋转组合试验,建立排肥器离散元仿真模型,得到排肥指数为6个、排肥口宽度36.36mm时排肥稳定性最好;以断条率、各行排肥量一致性变异系数、排肥稳定性变异系数与排肥均匀性变异系数为评价指标对设计的排肥器进行性能测试试验,试验结果表明：排肥器对不同含水率有机肥以5~8km/h的速度施用时各性能指标均在规定范围内,工作性能稳定,满足技术要求。     

果园有机肥开沟施肥覆土机的设计与试验

针对新疆果园种植的模式,本文设计了一种果园有机肥开沟施肥覆土机,一次作业可同时完成开沟、施肥和覆土,且对于不同施肥深度要求,开沟器的开沟深度可在20~40 cm范围内自由调整,进而达到较为理想的施肥深度。通过田间试验证明,该机具在配套拖拉机的牵引下,以1~2 km/h的速度行进时,开沟器的开沟深度和施肥深度、覆土质量均达到了技术要求,试验过程中,机具未发生施肥堵塞现象,作业性能稳定,满足了果园生产需要。     

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。     

标准化果园有机肥深施机试验应用

<正>果园施用有机肥可提高果品品质增加市场竞争力,要求每1～2年深施一次有机肥,施肥量2～3t/亩、深度30～40cm。目前国内生产使用较多的有机肥深施机多为自走式开沟机或开沟施肥一体机,存在的主要问题是动力不足、肥箱小、作业效率低、施肥深度难以达到农艺要求。牵引式有机肥深施肥机可充分利用果园已有动力,施肥深度可调,作业效率高,可一次完成开沟、施肥、回填作业。本试验研究主要对引进的有机肥深施机进行生产性能试验。一、结构和工作原理     

有机肥抛撒机设计与试验

本文针对畜禽粪便、农家肥等腐熟有机肥特点,结合施用要求,设计了有机肥抛撒机,该机主要由万向节传动轴、齿轮传动系统、机架、肥箱、螺旋输送破碎系统、液压缸、卸料门、变速箱、带传动装置、抛撒系统等组成,并针对机箱、推肥破碎装置、抛撒装置进行了主要设计。经过试验证明,该机器实现了肥料均匀高效抛撒,具有宽幅作业,窄幅运输功能;箱体T形结构设计,实现了装料方便,卸料充分,无残留;整机结构紧凑,性能可靠,行走、转动灵活,操作简单,控制方便。     

多功能果园田间管理机设计与试验

针对现有果园机械化水平较低、缺少集成式设备问题,依据果园农艺要求设计了一种多功能果园田间管理机。该机器为自走履带式有级变速,装配有大块有机肥宽深开沟器、粉状与粒状无机肥开沟施肥回填一体装置等,以完成果园的开沟和施肥等多环节的机械作业。通过快换装置实现开沟和施肥等功能的简便拆卸更换,以保障多功能管理机作业的可操作性和可靠性。经过田间试验,测知管理机能够完成35cm宽、0～40cm深的开沟,施肥深度可达到35cm,作业速度为350～2 000m/h,机身高度90cm,长度270cm。由于机型矮小,转弯半径最小1.8m,行走灵活,因此既可用于现代宽行矮砧密植果园,又可用于传统乔化果园。     

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。     

液压推送式有机肥抛撒机设计与试验

随着耕地养护意识的提高，有机肥抛撒机作为有机肥还田的专用机具逐渐受到重视。针对目前市场上应用的链板式、搅龙式等有机肥抛撒机存在的不足，研究设计了一种新型液压推送式有机肥抛撒机，并从结构原理、技术特点、关键技术和应用试验效果等方面阐述液压推送式有机肥抛撒机技术优势，为我国有机肥还田技术及装备的研发、应用和推广提供参考。      

果园行间绿肥碎草机设计与试验

为解决现有机械在果树行间绿肥碎草难度大、成本高、效率低等问题,研究设计一种果树行间小型绿肥碎草机械.该机具能够一次完成碎草、抛撒和镇压等多项作业功能,通过拖拉机提供动力来源,主要由悬挂架、变速箱、碎草盘、机架、限高轮等组成.利用Ansys软件对机械关键部件进行仿真分析,经分析得出选材强度满足使用要求.依据秸秆还田机作业...     

小型竖直螺旋式精量条施机的设计

为了解决我国人工施肥劳动强度大、施肥均匀性较差和施肥机存在的地区适用性差、控制精度低的问题,设计了一种小型竖直螺旋式精量条施机。通过建立竖直螺旋排肥器的数学模型,得到螺旋叶片主要参数为内径18mm、外径45mm、螺距20mm。该条施机由竖直螺旋排肥机构、行走轮速度检测装置和控制系统3部分组成,控制系统根据行走轮速度检测装置检测的条施机行走速度,并结合当前设置的施肥量控制步进排肥电机的转速,从而达到精量施肥目的。试验结果表明:施肥量设置一定时,小型竖直螺旋式精量条施机的排肥量与条施机行走距离成线性关系;条施机控制系统的最大偏差为6.76%;变速行走时不断条,且变异系数远小于标准的1 3%。该条施机为丘陵山区的精量施肥机的设计提供了参考,提高了农业机械的机电一体化程度。     

气流引导式果园注肥机设计与试验

针对目前果园液态肥注肥作业存在易伤果树根系、肥料利用率低、注肥不均匀等问题,为实现果园液态肥高利用率、横向均匀扩散施用,设计了一款气流引导式果园注肥机,以高压气流疏松土壤引导液肥扩散。分析了果树注肥作业要求及气流引导注肥作业原理,对注肥装置、注肥气液管路、注肥下压装置进行理论分析及设计。通过气流引导参数注肥参数交互试验进行分析,确定了最优的参数组合为：通气压力0.8MPa,注肥压力1.5MPa。基于虚拟样机技术完成气流引导式果园注肥机的建模并完成样机的试制,在果园进行了田间试验。试验结果表明,注肥机作业效果稳定,无液肥上溢现象,液肥纵向扩散范围264~320mm,横向扩散范围250~270mm,作业效率0.10~0.12hm2/h,满足果园液态肥作业要求。     

智能果园植保机的设计与试验研究

针对我国现代果园生产中植保机械类型单一、喷雾效果较差造成农药有效利用率低等突出问题,研制了一种智能果园植保机。机具的行走装置、升降装置和喷药装置均由电控液压装置驱动,保证了泵、风机、传动及行走系统的有机结合,大幅提升了果园植保机的控制精度,且喷药量、喷药高度可实时调控,具有机动性强、灵活度高、操控简单、作业效率高等优点。田间试验结果表明:该机在针对苹果果园喷药作业过程中运行良好,作业幅宽为6.26 m,喷雾量为0.82 L/min,喷洒均匀性变异系数为6.24,智能化响应时间为1.9 s,生产效率为0.73 hm~2/h,作业质量符合农艺要求,机具结构设计合理,可为我国果园植保机械的研发提供理论参考和技术支持。     

畜禽粪便堆沤有机肥撒肥机设计与试验

针对高含水率的畜禽粪便堆肥易堵料、难抛撒,使用人工撒施劳动强度大,严重制约畜禽粪污有效利用的问题,对农家肥的含水率、容积密度、滑动摩擦角、自然休止角等物理特性进行统计分析,以此为基础设计整机液压系统,并创新设计柔性甩料机构、可变长度搅料板机构、Arduino控制模块与北斗导航集成在一起的辅助控制系统。选取抛撒转速、行走速度和抛撒角度为试验因素,以均匀度变异系数和撒肥幅宽为试验指标作正交试验及响应曲面分析。结果表明,抛撒转速、抛撒角度、行走速度对撒肥均匀度变异系数的影响依次减小,利用Design-Expert 12.0.3.0软件进行响应曲面分析,当抛撒转速为305 r/min,行走速度为4 km/h,抛撒角度为20°时,均匀度变异系数为26.8%,撒肥幅宽为5.2 m,此时撒肥幅宽满足设计要求且均匀度变异系数最小,并通过试验进行验证。     

果园有机肥开沟施肥机液压系统设计与仿真

针对目前新疆果园有机肥开沟施肥作业中存在的开沟深度与施肥量调节困难等问题,设计一种适合新疆果园种植模式的有机肥开沟施肥机,并设计一种可实现开沟深度、输肥量以及单双侧施肥自动化调节的果园有机肥开沟施肥机液压系统。开沟深度与输肥口开度调节速度设为0.05m/s,通过理论计算,对液压系统中主要元件进行选型,运用AMESim软件建立此液压系统的仿真模型并对其工作过程进行仿真分析。仿真结果表明,各项数据均满足设计要求,验证了液压系统设计及元件选型的合理性,该液压系统工作状态良好,性能稳定,为果园有机肥开沟施肥机的研发和改进提供了可靠的理论依据。     

偏置阶梯刀盘式果园开沟机设计与试验

果园管理作业中,开沟作业劳动力密集、工作效率低,其机械化水平对我国果业发展有着极其重要的意义。为此,综合考虑果园种植模式、果园农艺要求以及现有开沟机械存在的不足,设计一种偏置阶梯刀盘式果园开沟机。开沟机由机架、齿轮箱、阶梯式开沟刀盘,开沟刀,挡土板等组成,阶梯式开沟刀盘保证开沟深度、宽度的基础上,降低了开沟功耗。田间试验表明:该机具作业速度为1.2 km/h时,开沟深度为31.2 cm、宽度为30.5 cm,开沟深度稳定性系数为97.2%,满足果园农艺的要求和农业行业标准。     

自解捆式果园秸秆覆盖机设计与试验

针对果园秸秆覆盖机不适应捆状秸秆、装载量小以及覆土装置易被碎石卡死问题,设计了一种自解捆式果园秸秆覆盖机。该机型由履带底盘、料箱、解捆铺料装置和覆土装置等组成。解捆铺料装置为齿带式结构,安装于料箱后部。为适应多种秸秆捆尺寸,提高抓料解捆能力和铺料均匀性,通过对解捆铺料过程分析确定了解捆铺料装置高度、倾角和齿带转速等关键参数范围;为了实现切绳和破捆过程滑切减阻,设计了三角形拨料刀齿,并基于刀齿对秸秆的扰动区域分析,对刀齿排布进行了设计;设计了一种双向对抛式覆土装置,同步对秸秆层进行薄土盖压。试验结果表明：覆盖机的秸秆装载量提高到原来的3.1倍;当覆盖机车速在0.8~1.4km/h,解捆铺料装置齿带转速在180~240r/min时,秸秆覆盖层厚度为5.1~18.1cm（标准差小于等于3.4cm）,薄土盖压层厚度为2.3~4.0cm,无卡死现象,满足作业要求;建立的秸秆覆盖厚度模型决定系数为0.9672。该机实现了秸秆解捆、行间覆盖与薄土盖压一体化作业。     

果园自动避障中耕除草管理机设计与试验

我国果园、林地等中耕除草环节存在株间除草机具自动化程度低、劳动强度大、生产率低等问题,多数采用人工作业,降低了果园、林地等经济效益。本文设计一种果园自动避障中耕除草管理机,包括液压系统、避障机构、偏置机构等,通过旋耕方式进行株间除草作业,利用触杆及液压系统可以实现中耕作业时作业部件对果树和障碍物的有效避障。试验表明,机具最大偏置量165 cm,最小偏置量125 cm,工作速度2.68～3.24 km/h,避障通过率为100%,耕深8～10 cm,漏耕率为3.49%,生产率为0.24～0.30 hm~2/h。     

果园秸秆覆盖机宽幅覆土装置设计与试验

针对果园机械化土壤-秸秆分层覆盖中大幅宽、均匀薄层覆土要求,设计了与果园秸秆覆盖机配套的覆土装置,主要由取土螺旋、抛土轮、集土箱和覆土螺旋组成。取土螺旋取土幅宽1.5m,为秸秆层铺设提供平整地基,保证了秸秆层覆盖平整和薄土层均匀度;取土螺旋两侧的抛土轮向后抛送土壤到集土箱,避免了碎石等异物导致的装置卡死问题。经离散元仿真优化,确定取土螺旋采用末段双螺旋结构,抛土轮叶片数量为10,叶片偏角为10°,提高了覆土均匀性并降低了作业功耗。田间试验表明,装置覆土宽度为1.5m,覆土厚度为20.8~31.7mm;建立了覆土厚度标准差回归模型,其决定系数为0.9342,模型误差为1.8%;以覆土厚度标准差为响应值,确定的最优作业参数组合为：抛土轮转速300r/min、抛土角40°、取土深度20mm。该组合下覆土厚度22.9mm,覆土厚度标准差3.7mm,满足大幅宽、均匀薄层覆土要求。本研究实现了果园土壤-秸秆分层覆盖农艺的机械化作业,为旱区果园管理提供了新方法和新装备。