马铃薯中耕施肥机的设计与试验研究

针对我国丘陵山地地形地貌复杂的特点,在传统中耕机的基础上对马铃薯中耕机进行一定程度的改进设计,主要是为了将马铃薯中耕和施肥进行有机结合。该设计适应于云南黏重土壤特性,能一次实现中耕过程中所需松土、施肥、培土及筑垄等农艺要求,并将中耕和施肥进行了有效组合,降低了必要劳动时间,提高了社会经济效益。     

多通道比例施肥机设计与试验

针对目前比例施肥机性能参数差异大、自动化程度不一等突出问题,设计出一种具有吸肥泵+注肥泵双泵协同泵送系统的多通道比例施肥机,检测系统创新采用了探入式微管取样器设计,并对施肥机系统压力、流量及EC/pH控制精度和浓度调节响应时间进行了试验。结果表明:EC控制精度8%,pH控制精度±0.1,EC/pH调节响应时间120 s,水肥调节精准、响应快速、注肥均匀、运行稳定,能够满足大田、温室等不同灌溉规模用户的水肥一体化需求。     

苗床接种喷药施肥机设计与试验

根据仿生学和烟草花叶病毒的摩擦接种原理,设计了以微创机构为核心的接种设备。应用电机带动800目的砂布条,由砂布条对烟苗进行摩擦微创,为避免对娇嫩的烟苗造成严重损伤,通过试验确定砂布条宽度3 mm,微创滚筒转速70 r/min。为方便烟苗的日常管理,设计了集接种、施肥和喷洒药物功能为一体的烟苗接种喷药施肥机。该接种喷药施肥机由机架、微创机构、控制系统、供药机构和行走系统组成。由基于Eclipse开发的手机APP作为上位机,STM32作为下位机,通过Bluetooth实现控制指令在上、下位机之间的传输,实现一体机喷药、施肥和接种3种功能的转换和一体机前进、转向的控制。试验表明,该苗床接种喷药施肥机达到87.3%的接种率,指标优秀。相比于生产中应用的烟草花叶病毒人工接种方式而言,该一体机实现了一机多用,突破了传统人工接种方式的限制,微创小,适应性更强,在很大程度上提高作业效率。      

一体化全自动灌溉施肥机设计与试验

针对目前灌溉施肥设备由各部件分散组装而成,工程设计人员选型、操作者使用均不方便,自动化程度不高、控制精度低等问题,设计了一套针对小型地块集灌溉、施肥、过滤、全自动控制在一个装置内的一体化灌溉施肥机。对设备在不同设定压力、流量、水肥配比参数下的响应时间、精度进行了试验,结果表明:在测试条件下,流量为20 m~3/h时,设定压力为0.1、0.2和0.3 MPa,系统达到稳态的响应时间分别为13、15和18 s;工作压力为0.2 MPa时,设定流量为10、20、30 m~3/h,系统达到稳态的响应时间分别为12、15、18 s;工作压力0.2 MPa、流量为20 m~3/h时,设定水肥比例为500∶1、100∶1,系统达到稳态的响应时间分别为20和32 s。该设备实现了全自动化控制,响应速度较快,精度高。大大简化了水肥一体化系统首部设备的设计和安装,实现了水、肥精量调节,投资低,应用前景良好。     

精准有机肥施肥机的设计与试验

针对目前国内有机肥施肥机功能单一、撒施量和幅宽不可调节或调节范围小的现状,设计了一款精准有机肥施肥机,实现了大块肥料的二次破碎后撒施,肥料均匀性好;采用机械传动和液压传动相结合,实现拖拉机动力的合理使用;利用FPGA控制系统对输肥链板档位、肥门开度和肥料落点控制罩角度进行精准调节,实现了撒施量和撒施幅宽的可变,同时可对...     

葡萄厩肥施肥机的设计与试验

为推进宁夏地区葡萄产业机械化进程,针对葡萄施肥过程中机械存在的施肥深度不足、开沟施肥不能一体、排肥量小及肥料箱容量小等问题,研发了一种适用于宁夏地区葡萄种植的葡萄厩肥施肥机。通过对葡萄种植模式及施肥农艺要求的调研分析,确定施肥机的功能需求,进而确定了其总体设计方案。施肥机以轮式拖拉机为动力,采用牵引式挂接,大容量肥料箱内的输肥绞龙在拖拉机动力输出轴的驱动下强制搅拌排肥以防止厩肥架空,实现大排肥量的功能。同时,在肥料箱支撑轮后置立式螺旋开沟器,实现开沟施肥一体化作业。     

丘陵山地马铃薯中耕施肥机设计与试验研究

目前,绝大多数马铃薯机械多以大型为主,中耕施肥机械成本高,维修保养难,作业效率高等。丘陵山地的耕地地块较小,大型中耕施肥机行走、调头、转运不方便,因此不能适应小地块的马铃薯中耕作业。通过经验总结法深入了解马铃薯种植要求、特别是中耕培土和施肥有关情况,利用模型法建立中耕施肥机三维模型,并对其进行模态分析和试验研究。试验结果表明该中耕施肥机高速工作时垄性饱满度平均值在75.6%,耕深稳定性为78.0%,低速工作时垄性饱满度平均值在85.1%,比高速作业情况高9.5%,耕深稳定性为84.4%,比高速作业情况高6.4%,但均满足作业实际要求。且该机器设计结构紧凑,刀片在工作时未发生共振现象,刀片设计合理;整机适用于云南黏重土壤特性,能一次完成中耕过程中所需松土、施肥、培土及筑垄功能农艺作业需求。     

甘蔗旋耕施肥机的设计与试验

我国是甘蔗种植大国,种植区域集中在海南、广西、云南等南方热带地区。甘蔗种植在云南省种植业中占很大比重。云南地形特殊,多丘陵山地,种植坡度在20°左右,土地多为红土壤,土壤粘阻比大,导致现阶段云南地区的甘蔗田间管理大多采用人工松土施肥,或为单一功能的小型农具,机械化程度不高、工作效率低、作业效果不理想。为此,设计了专门用于云南地区的甘蔗旋耕施肥复合机具,与现有旋耕机具相比,增加了施肥功能且旋耕刀针对云南红土壤特点设计为弯刀。同时,运用SoildWorks软件进行三维建模,对旋耕装置进行运动学计算和功耗分析。田间试验表明:样机作业效果得到提升,达到甘蔗种植的农艺要求。     

3ZFD-440中耕施肥机设计与试验研究

为解决东北玉米大垄双行种植模式试验推广过程中,由于缺少与播种机配套使用的中耕施肥机具,出现的中耕施肥效率低,效果差等问题,设计一种基于玉米大垄双行种植技术的驱动式中耕施肥机。该机利用分组驱动式旋耕装置和地轮驱动施肥装置,能够一次完成玉米行间松土、碎土、除草、施肥和培土等多项作业。通过对中耕碎土直刀的运动轨迹分析,得出碎土直刀不出现漏耕带的理论数值,建立碎土直刀刃口的数学模型,设计出碎土直刀的结构。根据中耕施肥机的工作原理,对其进行科学合理的整体布局,得出整机的技术参数。田间性能检测和试验考核结果表明:作业速度1.22 m/s、刀轴转速1 000 r/min、中耕深度118.34 mm,得到较优工作参数,此时伤苗率为3.85%,除草率为85.86%,符合玉米中耕施肥要求,实现优良农艺与现代农机的结合。     

水肥一体化施肥机关键部件的设计与试验

水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的现代农业新技术,在农业生产中提高水肥利用率、减少环境污染等方面具有重要意义。本文对水肥一体化技术中的关键装置展开研究,运用Solid Works三维设计软件建立基于射流泵并联的三通道旁路吸肥式施肥机混肥系统结构,并运用Flo EFD对其进行流场仿真分析及系统性能试验验证,建立有效的混肥系统参考模型。试验结果表明,在2.2 k W抽吸泵作用下,该系统能够实现对水及单元素液肥的稳定均匀吸取功能,且三通道吸肥量实际值与仿真值的最大误差为2.06%,验证了混肥系统结构设计的可行性,为自动施肥机的设计与优化提供了参考。     

苹果苗断根施肥机的设计与试验

苹果苗倒栽作业是苗圃园艺生产作业中将矮化中间砧半成品苗倒栽进行嫁接果树穗种的一项准备工作,工作强度大.为此,根据苹果苗苗圃园艺作业要求,设计了L型断根铲的断根施肥机.田间试验表明:作业参数为断根深度178mm,工作幅宽450mm,施肥量300kg/hm2,配套动力22kW以上轮式拖拉机能够实现对苹果苗的断根和施肥联合作业,可提高效率和减轻工作强度.     

垂直螺旋式定量施肥机的设计与试验

针对目前机械式施肥机排肥量控制精度和排肥均匀性较差的问题,设计了一种垂直螺旋式定量施肥机。该施肥机由垂直螺旋排肥装置、行走检测装置和控制系统组成,控制系统包括硬件电路和软件程序,行走检测装置检测施肥机行走信号,控制系统根据行走轮行走速度,并结合当前设置施肥量控制排肥电机转速,从而达到定量施肥的目的;安装于垂直螺旋和排肥管之间的排肥口挡板避免了不施肥时漏肥的情况。试验表明:垂直螺旋式定量施肥机施肥量与行走速度无关,仅取决于设置施肥量,施肥量控制误差在4%以内,施肥量控制精度高;变速行走时,排肥量均匀性变异系数不超过3%,排肥均匀性好。该施肥机为定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。     

多通道移动式果园灌溉施肥机设计与试验

针对目前果园种植管理过程中灌溉量与施肥浓度控制精度较低、不能动态调整施肥配方等问题,开发了一种多通道移动式果园灌溉施肥机。样机主要由灌溉混肥装置、吸肥装置、水肥参数检测装置、控制系统、牵引式行走装置和动力系统等6部分组成。对吸肥装置关键部件设计正交试验,分析了吸肥器布置方式、吸肥管道管径、过滤器类型、管道排列方式和过滤器目数等不同因素对吸肥性能的影响,确定了最优的吸肥装置结构。开发了精确灌溉施肥自动控制系统,并进行了样机性能测试,结果表明：施肥机可自动完成果园精准灌溉与施肥作业,动态调整施肥配方,灌溉量控制相对误差≤0.54%,EC值控制绝对误差≤0.07mS/cm,母液配比相对误差≤2.00%。     

1GF-200旋耕施肥机的设计与试验

针对南方水田的施肥要求,设计了1GF-200旋耕施肥机。该机总体结构布置紧凑、连接方便、设计合理、调整及操作简单。试验结果表明,该机可一次性同步完成全幅宽均匀施肥、旋耕、耙平作业,可有效地提高农业生产效率和肥料利用率,同时降低了生产成本,起到增产增收的效果,完全适合南方水田高效施肥作用。     

液态施肥机分配机构空间凸轮设计与试验

为满足液态施肥机转子式转换器空间凸轮机构运转平稳、防止液肥泄漏与施肥量精准的性能要求,建立了空间凸轮数学模型。应用Visual Basic 6.0开发空间凸轮优化软件,得到凸轮的平均圆柱半径为37 mm以及轮廓曲线图,应用Pro/E软件对空间凸轮机构进行三维建模与运动学仿真,验证了该空间凸轮机构设计的合理性。进行试验台试验,当液压泵压力0.4 MPa、输出轴转速69.75 r/min时,所测施肥量基本相同,且喷肥针只在空间凸轮的推程到回程阶段喷肥。结果表明:空间凸轮机构运转平稳,符合设计要求。     

新型农家肥果园自动施肥机的设计与试验

为了解决含杂率高、含水率高的农家肥的施肥不均匀、利用率低等问题,研发了机、电、液一体化的集开沟、施肥与覆土功能于一体的新型果园自动农家肥施肥机。提出了并设计了双体独立铰笼分段配送机构,改变了配送原理;提出了深度可调偏置式开沟装置,可对开沟犁的维度进行调节,实现了施肥过程中故障的自修复控制和报警。该机操作简单,性价比高,适用于任意含水率的农家肥。多台施肥机实际作业效果表明:施肥效率可达0.400～0.534hm~2/h,是人工效率的20～40倍,显著降低了作业成本,提高了劳动生产率。     

沼液沼渣暗灌施肥机设计与试验

沼液沼渣既是速效与迟效兼备、速效多于迟效的有机肥,又是防治病虫害的无污染、无残毒、无抗药性的生物农药。但由于没有沼液沼渣这种液态沼肥的机械化施肥技术和装备,无法施用于田间。同时,由于大中型沼气工程缺乏沼液沼渣的消纳途径,制约了沼气产业的发展。为此本文设计出一种液态沼肥暗灌施肥机械,该机械采用分配器对沼肥进行分配和防堵,一次进地能完成开沟、松土、施肥、起垄及镇压多道工序,减少了拖拉机及罐车进出耕地的次数。同时分析了分配器中沼液沼渣在管道中的流动性,发现其能集中沼液沼渣从总管到分管的瞬时流体能量。最后对施肥机进行了田间试验,结果表明所设计机具通过拖拉机配套牵引能进行沼肥运输、抽排工作。     

自走式养殖粪水注射施肥机设计与试验

针对目前养殖场养殖粪水产量大、配套耕地面积小且分散,小型粪水注射施肥机缺乏及利用率低问题,设计了主要由底盘、罐体、吸排肥系统及开沟施肥注射器等部件组成、容量为6m3的自走式养殖粪水注射施肥机。阐述了施肥机整机结构及工作原理,对施肥机罐体结构、吸排肥管路系统、控制监控系统、粪水均分器及取力器等关键部件进行了设计与计算,对核心部件粪水均分器进行了流场模拟分析与优化改进,确定了粪水均分器结构形式及各分水管出口开口角度。按照设计要求对施肥机进行了试制,并以猪场养殖粪水为原料进行了田间试验,结果表明：该机可实现粪水多通道多方位自动吸排、循环流动、注射断流及防堵监测报警等功能,施肥机行进速度为4km/h时,注射深度为92.8mm,注射深度稳定系数为94.6%,各行施肥量一致性变异系数为5.3%,各项指标与设计值相符,且满足农艺要求。     

深施肥机旋耕部件关键参数设计与试验

为使深施肥机达到目标耕深合格率和碎土率,利用深施肥机试验台,以旋耕刀类型、旋耕速比、刀辊直径为因素,以耕深合格率和碎土率为评价指标,进行三因素三水平正交试验,并设置一列误差列。试验结果表明:影响根深合格率的主次因素为刀辊直径、旋耕速比、旋耕刀类型;影响碎土率的主次因素为旋耕速比、弯刀、刀辊直径。综合考虑各因素对耕深合格率和碎土率的影响程度,得出最优组合方案:旋耕刀类型选用旋耕弯刀,旋耕速比为8.1,刀辊直径为26cm。本研究为贵州烟草农业机械的改进设计提供了参考依据。     

一垄双行深施肥机的设计与试验

针对贵州山区烟草种植单垄单行、化肥浅施、施肥不精确等因素带来的问题,设计了一款适合贵州平坝地区使用的一垄双行深施肥机,可一次性完成起垄和精准深施肥作业。该机设计了垄面成型装置和精准施肥控制系统,使化肥深施且施肥量与机器行进速度匹配,实现了精准施肥。田间试验结果表明:该机可以一次性起垄,同时对两垄烟精准深施肥;起垄垄形饱满,垄高、垄顶宽、垄基宽变异系数分别为6.4%、1.5%、0.7%,合格率在92%以上;施肥稳定无断条,排肥防堵性能好,施肥效率达0.41hm~2/h,施肥量偏差控制在4.5 8%以内。该机起垄、施肥效果均满足农艺要求,为贵州烟区起垄施肥作业提供了参考。