稻麦联合收割开沟填草一体机的改进与设计

【目的】改进并设计稻麦联合收割开沟填草一体机,旨在实现一次作业完成作物收获、排草导草和开沟填草等工序。【方法】在现有联合收割机的基础上,通过合理的结构设计和动力选择,分别对排草口挡草板、分土导流装置和清沟铲进行改进,设计了一种集稻麦收获、开沟、填草等功能于一体的复式作业机械,并对其性能进行了田间试验。【结果】田间试验结果表明,复式作业机械的开沟作业质量稳定,梯形沟上、下口宽的平均值分别为245和150 mm,平均深度为145 mm,秸秆入沟率达82%以上。【结论】改进设计的稻麦联合收割开沟填草一体机收获和开沟性能稳定可靠,能基本满足农艺的要求。     

设施蔬菜生产无人化开沟施肥机控制系统研究

为解决设施蔬菜生产存在的用工难、用工贵、劳动强度大、作业效率低、农机农艺融合不够等问题,设计基于PLC和自适应Fuzzy-PID的设施蔬菜生产无人化开沟施肥机的控制系统。采用西门子S7-200 SMART PLC作为主控制器开发开沟施肥机的控制系统,实现无人化开沟施肥;再采用自适应Fuzzy-PID控制方法实现精准施肥。通过试验可得开沟深度最大相对误差为7.5%,平均相对误差为1.2%,施肥量最大相对误差14%,平均相对误差为6.6%,满足开沟控制要求和精准施肥要求,控制系统稳定性好,控制精度高,满足生产要求。     

荒漠河谷胡杨残林复壮更新试验研究

胡杨(Populus euphratica)在额济纳荒漠绿洲中的生态地位极其重要,与绿洲的兴衰息息相关。额济纳荒漠绿洲的胡杨林,目前由于河水泛滥受控制,使依赖于河漫滩而发芽生长的幼林所占林地面积比例下降,林地日趋老化、衰残,致胡杨日渐衰败,绿洲退缩。文中依据多年的试验调查数据,对荒漠河岸林胡杨残林复壮更新效果进行了分析研究。结果表明:围栏封育对加快荒漠河岸林的复壮更新和林下天然植被的恢复,起到了积极而显著的作用。开沟断根,打破了土壤表皮板结层,疏松了土壤,利于根蘖苗萌生,同时也促进了苗木侧根和须根的增加,扩大了根系吸收面积,使苗木生长量提高。间苗定株有效地促进了胡杨老树的根蘖更新。确定了河岸胡杨更新林合理密度为幼龄期为3330株/hm2,中龄期为1665株/hm2,近熟林期为600株/hm2,成熟林期为135株/hm2。在此基础上提出了全面保护好沿河现有胡杨残林的措施,实行分片、分段围栏封育和充分引用季节性河道来水浇灌的前提下,积极促进胡杨残林的复壮和根蘖更新,复壮更新。     

开沟深度定压电液仿形控制系统设计与试验

为克服机械被动仿形中弹簧形变量变化导致开沟深度不一致的问题,该文采用主动仿形方法设计开沟深度定压电液仿形控制系统,该系统基于PLC控制单元,以压力传感器检测的开沟器入土压力与设定值的偏差作为控制信号,控制电液比例减压阀输出压力,保证开沟器入土压力恒定,主要由机械系统、液压系统、控制系统组成。基于理想土壤条件下一定开沟深度对应的仿形压力输出要求,确定了系统液压回路结构、液压元件型号与参数以及控制元件类型与参数、硬件连接方式等,并开发了相应的软件程序。分别建立电液比例减压阀、液压缸、平行四杆机构等系统组成环节的传递函数,得到系统闭环传递函数,利用MATLAB对系统进行稳定性判别与单位阶跃响应分析。仿真结果表明,控制系统运行稳定,超调量为5.02%,响应时间为0.25 s,稳态误差为0.79%。搭建液压试验台,采用液压缸模拟地表起伏状况进行仿形系统试验,结果表明,在20~200 N的开沟力、10~80 mm 的开沟深度时,系统的平均响应时间为0.27~0.36 s,最大响应时间为0.4 s;平均稳态误差为1.4~1.8 N,最大稳态误差为2.7 N,标准偏差为0.78%~6.94%。试验值与仿真结果相比,平均响应时间高出4%~44%,最小标准偏差与稳态误差相差0.01%,验证了系统模型的可靠性与准确性。本文设计的控制系统降低了基于压力传感器的电液仿形控制系统的响应时间与稳态误差,可为电液仿形控制系统参数设定与理论分析提供借鉴。     

国内外果园施肥开沟机的研究现状

随着人们生活水平的不断提高,水果的消费量逐年增加,林果业的种植面积迅速增长。开沟施肥是一项繁重的体力劳动,因此对果园施肥开沟机进行研究,对于满足人们对水果的需求、降低果农劳动强度及提高劳动效率有重要意义。为此,阐述了国内外现有开沟机的主要类型、开沟原理及特点,介绍了开沟机的发展现状。同时,指出了国内开沟机发展过程中存在的问题,并提出了相应的对策。     

自动调节深度式果园双行开沟施肥机设计与试验

针对国内果园开沟施肥机施肥效率低、一致性差和有机肥与化肥混施难的问题,设计了一种开沟深度可自动调节的果园双行开沟施肥机.该机采用双行开沟施肥的工作方式,可一次完成果园开沟、有机肥与化肥混施、覆土一体化作业.通过理论分析对开沟装置、排肥装置和开沟深度自动调节装置等关键部件进行设计,搭建基于STM32F103的控制系统,实...     

洞庭湖滩地开沟抬垄造杨树林效益分析

对季节性淹水的洞庭湖滩地进行开沟抬垄造杨树林试验。结果表明：滩地开沟抬垄造林降低了杨树林地的相对淹水时间和高度,提高了杨树造林保存率,促进树高和单株材积的生长,提高单位面积蓄积,提高径阶≥12cm的林木的比例和林分木材的价值;开沟抬垄造林能显著提高杨树林分生物量和生产力,开沟抬垄营造的7年生杨树单株生物量、保存林分生物量、林分平均净生产量分别为32.32kg／hm^2、32.34t／hm^和4.62t／（hm^2·年）,分别是未开沟抬垄的1.43、3.16和3.2倍;滩地开沟抬垄与未开沟抬垄营造的杨树林各器官生物量大小均遵循干〉根〉皮〉枝〉叶的规律;开沟抬垄造杨树林增加的木材效益比开沟抬垄工程总投入多,经济效益较好,第1个轮伐期年均利润为166.3元／（hm^2·年）,投入产出比是0.95。     

丘陵果园螺旋开沟机开沟刀耐磨损性能改进与试验

针对丘陵果园螺旋开沟机在土壤富含岩石等杂物环境下作业时出现的开沟刀破损和磨损严重的问题,基于原来开沟刀并借鉴隧道掘进机械刀具设计了硬质合金开沟刀。主要改进措施如下:将开沟刀磨损最严重的的刀齿部位的材料由H13替换为YG11C硬质合金并增大刃厚;在刀体上下表面使用氧乙炔火焰堆焊铸造WC焊条。3种开沟刀磨损台架试验与田间试验均表明耐磨损性能排序为硬质合金开沟刀>修补硬质合金开沟刀>原来开沟刀,验证了硬质合金开沟刀应用线切割—钎焊修补技术的可行性。台架磨损试验60min后,硬质合金开沟刀与修补硬质合金开沟刀磨损质量比原来开沟刀分别减少65.44%、62.65%。5种堆焊方式磨损台架试验结果表明:耐磨损性能排序为相邻法向堆焊>相邻切向堆焊>间隔网状堆焊>间隔法向堆焊>间隔切向堆焊。堆焊密度与堆焊方向对耐磨损性能均具有影响;相邻堆焊优于间隔堆焊,法向堆焊优于切向堆焊;间隔网状堆焊的综合性能较好,适合于大面积堆焊。田间试验4h后,磨损质量硬质合金开沟刀与修补硬质合金开沟刀比原来开沟刀分别减少60.53%、54.67%。     

1K-50型果园开沟机开沟部件功耗影响因素分析与试验

为探明1K-50型果园开沟机工作参数和双旋耕刀辊结构参数对作业功耗的影响规律,该文建立了分析开沟部件功耗的切土,运、抛土力学模型,得到了开沟部件功耗与整机工作参数、刀辊结构参数以及土壤力学性能之间的函数关系。搭建了基于土槽试验台的开沟部件功耗测试装置,模拟坚实度为950k Pa的葡萄园土壤环境,以刀辊转速、前进速度、开沟深度和刀辊型式为试验因素,进行单因素试验和多因素正交试验,测得旋耕刀辊在不同结构和工作参数下的功率消耗,得到影响开沟部件功率消耗的因素主次顺序为刀辊型式前进速度刀辊转速开沟深度,其功耗较优参数组合为采用D3型刀辊,刀辊转速为150 r/min,前进速度为0.06 m/s,开沟深度为0.15 m,测得此时开沟部件平均功耗值约为1.22 kW。将装置正交试验表中各因素值代入功耗解析式,利用MATLAB软件进行数值计算与分析,得到影响功率消耗因素的主次顺序与台架试验结果相同,求得功耗理论值与试验值的相对误差百分比最大为12.86%,最小为2.00%,验证了功耗理论模型具有较高的准确性。该研究可为机具改进和小型林果园开沟机的设计提供参考。     

犁旋组合式油菜播种开沟起垄装置设计

针对中国南方稻田土壤黏重、高含水率土壤使传统油菜开沟起垄机构作业后沟壁易垮塌影响垄沟排水和后期油菜生长,研制了犁旋组合式油菜播种开沟起垄装置。设计了犁体式成沟起垄部件的入土角、翼板角度和翼板长度等结构参数,优化了旋转式切土部件的旋耕弯刀、沟壁切土直刀的安装方式及其结构参数。在室内土槽进行了多因素二次正交旋转组合试验,结果表明:影响沟面宽稳定度、垄高稳定度的主次顺序为沟壁切土直刀的回转半径、翼板长度、翼板角度;影响回土率的主次顺序为翼板长度、翼板角度、沟壁切土直刀的回转半径。装置最优的工作参数组合为沟壁切土直刀的回转半径为351 mm,翼板长度为78 cm,翼板角度为41°。对最优工作参数组合进行试验验证,各评价指标试验结果与软件分析值的相对偏差均不超过1%。该研究可为油菜垄作高产栽培提供技术参考。