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荞麦中耕除草机的设计研究

荞麦中耕除草机的设计研究

作者：裴二鹏山西农业大学

学位级别：硕士

荞麦是我国古老的特色作物,生长周期短,耐寒耐旱,广泛分布于我国陕西、内蒙古、四川大凉山等地。中耕除草作为荞麦生长中期重要的田间管理步骤,不同于小麦等作物,荞麦植株主茎杆直立,上半部分分枝叉多,多个植株互相缠绕,增大了中耕除草... 详细信息

荞麦是我国古老的特色作物,生长周期短,耐寒耐旱,广泛分布于我国陕西、内蒙古、四川大凉山等地。中耕除草作为荞麦生长中期重要的田间管理步骤,不同于小麦等作物,荞麦植株主茎杆直立,上半部分分枝叉多,多个植株互相缠绕,增大了中耕除草的难度。由于荞麦特殊的植株特性,中耕除草工作始终是研究中的难点。针对我国现存中耕除草机械目前存在的伤苗率高、除草质量差和作业效率低等问题,仿照人力除草工作,应用农业机械设计理论,机构学原理和仿生学基本理论,结合三维软件Solidworks,仿真软件MATLAB/ANSYS等设计软件计算机仿真,完成了3ZQ-3型荞麦中耕除草机的设计研究。制作样机,进行田间试验,研究了相关机具参数对中耕除草效果的影响。具体研究内容如下:(1)对四杆机构驱动的仿生锄草装置进行设计研究。利用fmincon函数,进行四杆机构优化设计,得到最优的杆长参数为r1=183.9618mm、r2=62.5966mm、r3=122.5839mm、r4=185.4580mm、r5=176.3397mm、r6=182.0056mm,原点坐标(0,0.0035);利用MATLAB工具中的simulink模块对曲柄摇杆机构进行运动学和动力学仿真,运动学仿真结果表明:当曲柄转速为300r/min时,机组前进速度小于1m/s能够有效避免漏锄现象。动力学仿真结果表明:得到单个锄草工作部最小输入功率为1.54kw,为后期动力选型提供数据支撑;利用动力学和运动学仿真结果,对相关零件进行有限元静力学分析,校核各杆件强度符合要求。(2)对锄刀进行设计研究。参考野兔爪趾和牙齿,利用仿生学原理,完成锄刀外形设计,确定刃口曲线为半径183mm,夹角110°的圆弧,滑切角α在0°～55°之内变化,单侧滑移距离为150mm。刀身整体向内弯曲,便于聚土;应用ANSYS软件对锄刀锄土过程进行计算机模拟,结果表明:锄刀受到最大应力为33.384MPa,最大应力在刀身两侧与刀刃连接处,应变极小。土壤在锄刀刀身曲线作用下,依次由刀身内孔向后排出,符合设计要求。(3)对液控单体仿形机构进行设计研究。液控单体仿形机构采用平行四杆和仿形控制油缸的配合来实现仿形,仿形角α=±26°,上下仿形总为范围h=360mm。对液控单体仿形机构进行运动学分析,确定了液压缸伸缩长度和连杆倾角与仿形量之间的函数关系。进行动力学分析,确定了液压缸工作最大压力。利用动力学和运动学仿真结果,对仿形耳板和仿生除草装置机架进行有限元静力学分析,校核其强度符合要求。(4)对机组工作性能进行分析研究。对机组纵向稳定性和牵引性能进行分析计算,相关参数均在要求范围内,能够保证机组正常工作。利用ANSYS软件对悬挂机架进行了有限元静力学分析,得到悬挂架机架最大位移主要集中在右侧方钢焊接处,整体强度符合要求。(5)试制样机,进行田间试验,结果表明:锄深稳定性变异系数随前进速度增大而增大,随锄刀运动频率先增大后减小。在前进速度0.4m/s～0.8m/s内,锄刀运动频率在4Hz～5Hz之间,锄深稳定性变异系数低于20%,达到要求。

关键词：荞麦中耕除草机四杆机构设计优化设计有限元分析

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基于机器视觉的中耕除草机的研制与试验

甘肃农业大学学报 2015年第5期50卷 172-176页

作者：葛艳艳安秋张庆怡霍茂森南京农业大学工学院江苏南京210031

传统的中耕机械除草作业极易损伤作物,使其作业效果大打折扣.为了充分发挥中耕除草作业的优势,研制了一种基于机器视觉技术的新型中耕除草机.该机具采用双横梁摆动机构,并加装电液控制模块和作物行视觉检测模块.采用2层式控制结构,上位... 详细信息

传统的中耕机械除草作业极易损伤作物,使其作业效果大打折扣.为了充分发挥中耕除草作业的优势,研制了一种基于机器视觉技术的新型中耕除草机.该机具采用双横梁摆动机构,并加装电液控制模块和作物行视觉检测模块.采用2层式控制结构,上位机实现作物行的视觉识别和定位算法,基于单片机的下位机控制器实现锄具的侧向运动控制,上、下位机间采用CAN总线通讯.通过测试表明,整个系统工作正常,锄具的侧向运动速度在50~75mm/s,作业精度小于15cm,可实现在无人参与下的行间除草作业要求.

关键词：机器视觉机械除草作物行识别中耕除草机

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盘錦水田动力中耕除草机研究初报

辽宁农业科学 1964年第6期 28-31页

作者：王群盘锦农垦局农业科学研究所农机研究室

水田动力中耕除草机适用于具有一定硬底层的大垅或小垅水田中耕除草。其特点是結构簡单,制造容易,操作灵活,維修方便。在生产中表現:能增加中耕除草次数,可使土壤松软,通气良好,中耕后有利于洗盐,水稻生育分蘖多、发根強。并能保証农时... 详细信息

水田动力中耕除草机适用于具有一定硬底层的大垅或小垅水田中耕除草。其特点是結构簡单,制造容易,操作灵活,維修方便。在生产中表現:能增加中耕除草次数,可使土壤松软,通气良好,中耕后有利于洗盐,水稻生育分蘖多、发根強。并能保証农时,扩大水稻播种面积,降低成本的作用。

关键词：中耕除草机水田除草器硬底层主离合器

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我国水稻动力中耕除草机对比试验

粮油加工与食品机械 1973年第6期 4-6页

水稻动力中耕机对比试验于今年八月十五日至二十二日在江西省吉水县进行。通过试验,交流各地研制水稻动力中耕机的经验,商讨今后进一步改进提高的意见,制订下阶段研制计划,争取早日定型推广,以加速我国水田机械化的进程。

关键词：水稻对比试验比较试验可靠性试验中耕除草机

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赣—74型水稻动力中耕除草机

粮油加工与食品机械 1975年第10期 63-64页

作者：江西省农机所中耕机课题组

该机由我所与江西省吉水县农机修造一厂共同于一九七三年开始研制。

关键词：中耕除草机水稻离心离合器工作轮

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玉米中耕除草机发展现状与机具改进

农业工程 2013年第4期3卷 28-29,31页

作者：李轶楠鞍山市农机技术推广中心鞍山114000

我国的玉米生产已达到很高的机械化水平,适当的中耕可以改善玉米幼苗的生长环境,具有很好的壮苗作用,增加玉米单产。介绍了国内外玉米中耕除草机的发展现状及存在的问题,并改进了一种玉米中耕除草机。该除草机为我国北方旱作农业地区中... 详细信息

我国的玉米生产已达到很高的机械化水平,适当的中耕可以改善玉米幼苗的生长环境,具有很好的壮苗作用,增加玉米单产。介绍了国内外玉米中耕除草机的发展现状及存在的问题,并改进了一种玉米中耕除草机。该除草机为我国北方旱作农业地区中耕作物田间管理提供了技术支持,具有实际应用价值。

关键词：旱作农业中耕除草机玉米

水稻大垄栽培和畜力中耕除草机中耕除草的经济效果

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辽宁农业科学 1964年第5期 1-5页

作者：佟鹏侠郑吉祚中国农业科学院辽宁分院

水稻大垅栽培和畜力机械中耕除草的经济效果很好。中耕除草效率比人力手推除草器提高3.6～7.3倍。大大的缓和了水稻插秧与除草交错时期劳动力的紧张程度。对促进水稻大面积平衡增产,扩大水稻种植面积,提高劳动生产率,降低生产成本创造... 详细信息

水稻大垅栽培和畜力机械中耕除草的经济效果很好。中耕除草效率比人力手推除草器提高3.6～7.3倍。大大的缓和了水稻插秧与除草交错时期劳动力的紧张程度。对促进水稻大面积平衡增产,扩大水稻种植面积,提高劳动生产率,降低生产成本创造了条件。

关键词：除草器人力行简中耕除草机水稻生产水稻

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赣-74水稻动力中耕除草机

农业机械资料 1976年第7期 5-6页

作者：凌明涛江西省农机所

遵照毛主席'农业的根本出路在于机械化'的教导,根据一九七二年九月全国水稻动力中耕除草机会上确定的任务,我所与吉水县农机一厂组成的三结合

关键词：中耕除草机传动轴离合器小油门水稻工作轮蜗轮箱

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关于自激振动式小型中耕除草机的研究

河北农机 2023年第13期 25-27页

作者：李宁徐彩琴甘肃畜牧工程职业技术学院

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... 详细信息

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。

关键词：自激振动式中耕除草机整体结构零部件设计