轻简型桑园电动除草机设计与试验

针对当前桑园宜机性差,现有除草机械难以适应,普遍采用人工除草和化学除草的现状,设计一种轻简型桑园电动除草机,详细介绍机具整机结构和动力系统、除草轮、传动系统等关键部件的设计选配,并以除草率和电耗为指标进行三因素三水平正交试验和除草效果验证试验。结果表明:除草机操控轻便,可以在桑园中灵活作业和转移;除草机作业的最佳参数组合为除草轮转速200 r/min、除草深度20 mm、行走速度0.2 m/s,此条件下除草率不低于85%,电耗不高于2 W·h/m,作业效率大于300 m~2/h,满足设计要求。     

自走式茶园除草机的设计与试验

为了解决现有茶园除草人工除草效率低下、化学除草农残超标、密植茶园行距较小等问题,设计了一种小型自走式茶园除草机。详细介绍了机具的基本结构、工作原理和性能参数,重点对该机动力、除草轮和传动系统进行了选配设计,最后通过4因素3水平的正交试验,找出影响除草效果的因素。试验结果表明:对除草率的影响程度大小依次为除草轮转速、除草深度、除草刀个数、机具前进速度;综合功率消耗的情况,得出除草效果最优组合为除草轮转速为350r/min、机具前进速度0.8m/s、除草深度30mm、除草刀个数为6;此时的除草率为80.7%,能够达到较好的除草和控草效果。     

基于遥控转向的稻田行间除草机设计与试验

为提高机械除草作业效率,减轻劳动强度,解决稻田除草机作业过程中除草率低、伤苗率高等问题,结合水田行间除草农艺要求,设计了一种基于遥控转向的稻田行间除草机。阐述了整体结构及工作原理,建立除草机的力学模型,通过分析获得了主动除草轮所需最大驱动力矩为49.42N·m,根据阿克曼转向原理设计了梯形转向机构,通过分析确定了梯形转向机构的结构参数,对转向过程进行力学分析得到梯形转向机构所需最大驱动扭矩理论值为4.57·m,并对转向控制系统进行设计,实现远程控制除草机转向及接收反馈信息功能。进行了除草机转向性能试验,记录除草机实际转角与理论转角并进行对比,试验结果表明,理论转角与实际转角最大偏差为1.3°,控制系统精度较高,满足田间实际作业时的转向要求;进行了除草性能试验,田间试验结果表明,除草机除草率均不低于77.9%,伤苗率均不高于3%,满足水田除草农艺指标的要求。     

基于Pro/E的水田除草机人机工程学设计及试验

为提高步进式水田除草机的工作效率,减轻操作人员的劳动强度,进而提高除草效果,对步进式除草机进行了人机工程学设计。根据人体尺寸参数,除草机整机尺寸设计为长1 420mm、宽530mm、高900mm。利用Pro/E的质量分析模块对步进式水田除草机进行了质量属性分析,获得除草机的整机质量为2 5.2 kg,并估算出操作人员握扶手时的提升力为49N,表明操作除草机的劳动强度较低。对该除草机进行田间性能试验,结果表明:平均除草率为85.9%,平均伤苗率为4.4%,除草效率为0.173hm~2/h,操作人员劳动强度较低,符合水稻田间机械除草的作业质量要求。     

新型六行水田除草机的设计

针对水田机械除草作业效率低、除草过程中伤苗率高、化学除草容易引起的环境污染及水稻品质下降等问题,研制了一款六行水田除草机。该机由3.8kW汽油机提供动力,工作幅宽为1.8m,一次作业可覆盖6行栽植行宽为0.3m的水稻,并配备了执行机构摆动块。作业前,根据操作者身体情况调节摆动块,使机器重心达到适宜的位置,并可根据杂草高度利用摆动块调节浮筒高度,使整机满足除草深度的农艺要求。此外,根据水田土壤特性和现有除草部件的特点,除草机构旋转时对土壤及杂草根部的剪切作用、翻耕作用使杂草脱离土壤,在碾压轮的作用下完成压碎与掩埋,从而实现中耕除草作业。以除草率和伤苗率为试验指标开展田间试验,结果表明：新型六行水田除草机在前进速度为0.9m/s、除草深度为6cm的条件下,除草率可达94.4%,伤苗率仅为3.6%,满足水田中耕除草的农艺要求,可为水田机械除草提供一种新方法。     

QSC-2型步进式水稻除草机的设计与试验

为解决水稻田草害问题并减少除草剂施用对环境的影响,研制了QSC-2型步进式水稻除草机。该机由汽油发动机提供动力,利用蜗轮蜗杆传动系统进行减速和传动,通过一对除草轮耙压、抛送土壤进行除草作业。田间试验结果表明:随着机具前进速度的增加,除草率下降,伤苗率上升;随着除草轮转速的增大,除草率和伤苗率均上升;综合除草率和伤苗率指标考量,除草机在前进速度为0.6m/s、除草轮旋转速度为120r/min时,除草作业质量较好;除草机除草率平均值为85.9%,伤苗率平均值为4.4%,满足水稻田除草的作业质量要求。     

3SCJ-2型水田行间除草机设计与试验

为减少除草剂对稻米品质的影响和解决人工除草劳动强度大的问题,设计了一种水田行间除草机。除草机采用主、被动除草轮旋转将杂草埋压和挑出。建立关键部件结构模型,通过对水稻秧苗和杂草根系特点进行分析,得出主动除草轮半径、宽度、转速、耙齿等结构参数的计算公式,得出被动除草轮和限深板结构参数的设计依据;建立主动除草轮、被动除草轮、机架和限深板的力学模型,推导出主动除草轮的驱动力矩。根据结构模型、力学模型的分析结果和农艺技术指标要求,确定了主动除草轮半径为0.15 m,被动除草轮半径为0.1 m,主动除草轮转速为0.6 r/s,耙齿数量为6,耙齿长度为0.12 m,驱动力矩为27 N·m。对设计的水田行间除草机进行田间试验和性能检测,结果表明,除草率为78%,达到农艺技术指标的要求。     

五味子园除草机的研制与应用

设计、制造一种五味子园除草机,并进行园间试验应用与效益分析.该除草机采用手扶拖拉机为配套动力,利用最终传动齿轮,通过除草机的传动箱带动除草轮在地面上滑转来剖切土壤,达到除草和疏松土壤的目的;同时配置培土犁,一次可完成除草、深松、培土复式作业.应用试验表明,该除草机各项技术指标均达到设计标准,能够满足农艺要求.     

高地隙自走式多功能茶园管理机田间试验研究

对新研制的高地隙自走式多功能茶园管理机的性能进行了田间试验研究,试验的内容包括中耕除草、深松、施肥、喷雾作业的性能.试验结果表明,该机对不同茶区、不同土壤等的适应性较好,中耕除草生产率最高可达到0.47hm2/h,最低为0.44hm2/h;深松作业生产率最高可达到0.63hm2/h,最低为0.59hm2/h;施肥作业是在中耕除草或深松作业的同时进行,施肥量可在0～8250kg/hm2范围调整.植保喷雾作业的生产率达0.99km2/h.具有较高的生产率.工作性能稳定,使用操作方便.为发展我国茶园机械化提供了强有力的技术支撑.     

用于铺膜插秧的3SCJ-1型水田除草机设计与试验

为实现铺膜插秧种植方式的有机水稻全程绿色无污染化作业,解决地膜两侧单行内杂草难以根除的问题,根据农艺要求,设计了一种针对铺膜插秧后除草作业的3SCJ-1型单行水田除草机。阐述了基本结构组成和工作原理,分析了除草部件的运动学与动力学特征,建立了除草部件、机架与仿形浮漂整体的力学模型,推导出除草机的驱动扭矩。田间试验以机器前进速度和除草深度为试验影响因素,除草率作为评价指标,对除草性能进行单因素试验,并运用Design-Expert8.0.6软件对试验数据进行分析,得到影响因素与评价指标之间的数学模型。试验结果表明:当机器前进速度从0.3m/s增大至0.6m/s时,除草率先增大后减小,并在前进速度为0.45m/s时,除草率达到最大值(78.52%);当除草深度从50mm增大至110mm时,除草率持续增大,但考虑到除草机的功耗,最佳除草深度取为50～100mm,在除草深度为100mm时,除草率为79.26%。除草机平均除草率为78.02%,满足铺膜插秧种植方式水田除草的农艺要求。     

3C-2型悬挂式旋转切土除草机研制

摘要：为了解决苗期除草问题，设计了一种悬挂式旋转切土除草机机，可以对各种农作物苗期进行除草作业，经田间试验测试，耕深50mm,除净率90%,作业效率0.50hm2 /h。其创新点是改除草部件直线运动为旋转运动，优势是绿色环保改良土壤。     

组合梳齿式株间除草机构优化试验

设计了一种适合玉米和大豆作物株间作业的组合梳齿式除草机构,为优化该机构的设计并确定其关键参数的最优组合,利用正交试验方法对试验数据进行处理,通过极差分析,确定了除草部件工作参数对株间除草率和伤苗率的影响程度,优化出最佳工作参数组合。试验结果表明,梳齿数目和梳齿盘转速对株间除草机构的性能影响显著。最佳优化方案:梳齿数目6、梳齿间距50mm、梳齿盘转速180r/min 和作业速度2.3m/s,该条件下苗间除草装置的伤苗率为2.73%、苗间除草率可达87.6%。研究结果为设计性能可靠的株间除草机构提供了理论依据。      

铺膜插秧后水田3SCJ-1型除草机设计与试验

为实现铺膜插秧种植方式的有机水稻全程绿色无污染化作业,解决地膜两侧单行内杂草难以根除的问题,根据农艺要求,设计了一种针对铺膜插秧后除草作业的3SCJ-1型单行水田除草机。阐述了基本结构组成和工作原理,分析了除草部件的运动学与动力学特征,建立了除草部件、机架与仿形浮漂整体的力学模型,推导出除草机的驱动扭矩。以机器前进速度和除草深度为试验影响因素,除草率作为评价指标,对除草性能进行单因素田间试验,并运用Design-Expert 8.0.6软件对试验数据进行分析,得到影响因素与评价指标之间的数学模型。试验结果表明:当机器前进速度从0.3 m/s增大至0.6 m/s时,除草率先增大后减小,并在前进速度为0.45 m/s时,除草率达到最大值(78.52%);当除草深度从50 mm增大至110 mm时,除草率持续增大,但考虑到除草机的功耗,最佳除草深度取为50~100 mm,在除草深度为100 mm时,除草率为79.26%。除草机平均除草率为78.02%,满足铺膜插秧种植方式水田除草的农艺要求。     

五味子园除草机的研制与应用

设计、制造一种五味子园除草机,并进行田间试验应用与效益分析。该除草机采用手扶拖拉机为配套动力,利用最终传动齿轮,通过除草机的传动箱带动除草轮在地面上滑转来剖切土壤,达到除草和疏松土壤的目的;同时配置培土犁,一次可完成除草、深松、培土复式作业。应用试验表明,该除草机各项技术指标均达到设计标准,能够满足农艺要求。     

复合式水稻田除草机的设计与试验

为了有效灭除行、株间杂草,减少伤苗率,降低化学除草剂的投入量,研制了一种复合式水稻田除草机。该机与12k W水田拖拉机后悬挂配套,分别配备行间机械除草部件与株间除草剂喷施系统,通过机械除草部件对土壤及杂草的剪切、翻耕作用以及喷施选择性除草剂共同完成除草作业。田间试验结果表明:除草效果最佳组合为机具前进速度为0.6m/s,除草轮入土深度为6cm。由综合试验结果可知:该机平均除草率为86.7%,单位面积雾滴沉积数为35.1滴/cm2,符合机械除草与喷雾除草作业质量的要求。     

关于自激振动式小型中耕除草机的研究

自激振动式除草机应用优势明显,在农业领域被广泛应用,同时具备中耕和除草的基本功能。目前市场中自激振动式小型中耕除草机的种类多样,质量参差不齐,部分除草机使用效率较低,容易出现卡顿、除草效率不佳等问题。本文研究的目的是解决自激振动式小型中耕除草机应用效率低下问题,使其适用于小型农田中作业,且除草效果可以达到最优化。通过分析中耕除草机功能、特点、结构,对小型中耕除草机整体结构、各局部元件进行设计,通过参数计算的方式,对结构加以完善、优化,使设备结构具备良好的减震功能,减少除草对设备产生的损伤。研究结果表明,自激振动式小型中耕除草机应用性能良好,除草效率较高,以望有关人士参考与借鉴。     

基于光电转换技术的太阳能除草机研究

针对除草机动力不足、工作范围受限的问题,基于光电转换技术设计了太阳能除草机。除草机由光电转换模块、视觉模块、控制模块、行走系统和除草系统等组成,通过光电转换技术将太阳能转换为电能为除草机提供能量,保证除草机能够长时间稳定工作。对太阳能除草机进行试验,结果表明:除草机能够进行长时间稳定作业,且能够清除田间杂草。     

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。     

橡胶园单辊一座一刀卧式除草机设计与试验

设计了一种橡胶园单辊一座一刀卧式除草机,主要解决橡胶园专业除草还田培肥等问题。为了减轻除草机动刀磨损和机具振动,提高刀具和机具使用寿命,该机采用L型甩刀一座一刀切草模式除草,作业幅宽为1.5m,动刀回转半径为2 8 0 mm,刀辊转速为1 5 2 0 r/min。田间试验结果表明:机具前进速度在0.8 m/s之间时,粉碎合格率达到96%以上,整机运转平稳、可靠,满足复割橡胶园除草生产农艺要求。     

抛推组合式草土分离前胡除草机设计与试验

针对丘陵山区前胡种植使用除草机时存在草土不分离导致杂草复生、碎石飞射伤人的问题,设计了一款抛推组合式草土分离除草机。对称螺旋结构的除草轮将土推向两侧,避免碎石飞射伤人。刀齿将杂草抛向后方实现草土分离,防止杂草复生。螺旋结构除草轮采用中轴对称左右旋向相反布置,使得碎石沿轴向两边飞离,有效防止碎石飞射伤到后方机手。通过理论分析确定除草轮的齿形、齿数,分别进行除草轮在杂草-土壤、碎石-土壤模型中的运动分析。使用EDEM和ANSYS耦合仿真,验证其工作性能和物理性能。通过田间试验,验证除草轮能够实现草土分离,得出机具的最佳工作参数为：除草轮转速13 r/s、前进速度400 mm/s、除草深度35 mm,平均除净率为86.7%。