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农业机械学报 2017年第2期48卷 60-67页

作者：刘俊安王晓燕李洪文何进王庆杰李问盈中国农业大学工学院北京100083

针对目前深松铲作业阻力大的问题,以3种深松铲(凿形、箭形、翼形)为研究对象,以深松铲的铲形、入土角α和张角β为试验因素,在辽宁省春玉米垄作区,进行了田间正交试验。检测了深松沟土壤扰动等指标和深松阻力F,计算了深松沟形面积与牵... 详细信息

针对目前深松铲作业阻力大的问题,以3种深松铲(凿形、箭形、翼形)为研究对象,以深松铲的铲形、入土角α和张角β为试验因素,在辽宁省春玉米垄作区,进行了田间正交试验。检测了深松沟土壤扰动等指标和深松阻力F,计算了深松沟形面积与牵引阻力比值即沟形面积比阻。结果表明,α、β对耕后土壤特性、深松沟形面积和沟形面积比阻没有显著影响。α对阻力F有显著影响,F随α先减小,再增大,当α为21°时阻力最小。铲形对耕后土壤特性、深松沟形面积、阻力F和沟形面积比阻有显著影响,凿形铲、箭形铲和翼形铲作业对土壤扰动面积依次增大,翼形铲的扰动面积分别比凿形铲和箭形铲大49.8%、30.0%,箭形铲扰动面积比凿形铲大15.3%(P土壤扰动疏松效果、牵引阻力及沟形面积比阻分析,入土角α为21°的凿形铲是相对最优的铲形。

关键词：深松铲形入土角土壤扰动量牵引阻力

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滑动式开沟器关键结构参数对种床土壤特性的影响

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中国农业文摘（农业工程） 2017年第3期29卷 7-15,32页

作者：张祥彩李洪文杜瑞成马少春何进王庆杰陈婉芝郑智旗章志强中国农业大学工学院现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083 山东理工大学农业工程与食品科学学院淄博255049

在免耕播种过程中,滑动式开沟器的结构参数对开沟后的种床效果有显著影响,进而影响作物生长和产量。为了分析滑动式开沟器的关键结构参数对表面0~10cm土层土壤特性(土壤容重、土壤水稳团聚体(WSA)和土壤扰动量)和表层秸秆扰动量的影响,... 详细信息

在免耕播种过程中,滑动式开沟器的结构参数对开沟后的种床效果有显著影响,进而影响作物生长和产量。为了分析滑动式开沟器的关键结构参数对表面0~10cm土层土壤特性(土壤容重、土壤水稳团聚体(WSA)和土壤扰动量)和表层秸秆扰动量的影响,设计具有不同结构参数(刃口厚度、刃口曲线、入土隙角和入土角)的滑动式开沟器在免耕条件下进行试验。通过正交试验和单因素试验分析不同结构参数的影响。结果表明,入土角、刃口厚度和刃口曲线对种沟扰动截面积(A_f)和表层秸秆扰动量具有显著影响;入土角对土壤容重有显著影响。土壤类型和作业深度对滑动式开沟器作业时的土壤扰动量具有显著影响。凹线型滑动式开沟器会产生最少的土壤扰动量和种沟内最小的土壤容重,最大的表层秸秆扰动量和>0.5mm土壤水稳团聚体(W_(SA))的含量。随着滑动式开沟器入土角的增加,种沟宽度(W_(sb))和种沟扰动截面积(A_f)分别先减小后增加,而抛土宽度(W_(st))和垄起高度(H_r)逐渐增加。入土角为60°的滑动式开沟器分别创造出最小的种沟宽度(W_(sb))和种沟扰动截面积(Af);入土角介于45°与60°间的滑动式开沟器可产生最小的土壤容重。随着入土隙角的增加,>0.5mm土壤水稳团聚体(WSA)的含量会减小,而对土壤水稳团聚体(W_(SA))含量的影响不明显。刃口厚度(土壤特性的影响不明显。本文为创造适宜种床环境的滑动式开沟器的结构优化提供参考,有利于促进中小型免耕播种机的推广。

关键词：滑动式开沟器关键结构参数免耕播种机土壤扰动量秸秆覆盖量土壤容重土壤水稳团聚体

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直插式精量点播装置的数据优化

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机械设计与研究 2016年第3期32卷 77-80页

作者：李营力王卫兵李盛林顾杰石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832003

针对现有免耕播种机动土量大的难题,对一种免耕精量直插式播种机点播装置进行研究,通过做正交试验和运用MATLAB软件进行参数优化,确定了该机构的最优参数组合为:曲柄150 mm,滑块连接杆40mm,机架220 mm,曲柄偏置距离100 mm,点种鸭嘴到曲... 详细信息

针对现有免耕播种机动土量大的难题,对一种免耕精量直插式播种机点播装置进行研究,通过做正交试验和运用MATLAB软件进行参数优化,确定了该机构的最优参数组合为:曲柄150 mm,滑块连接杆40mm,机架220 mm,曲柄偏置距离100 mm,点种鸭嘴到曲柄与导种插管铰接点长度300 mm,通过ADAMS软件仿真可以得出结论:免耕精量直插式播种机点播装置的播种深度为60 mm,纵向土壤扰动量为3%,播种角度91°,最后通过试验验证了结论的可靠性。

关键词：直插式点播装置参数优化土壤扰动量

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高速仿生开沟器设计与试验研究

高速仿生开沟器设计与试验研究

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作者：路云吉林大学

学位级别：硕士

本文针对开沟装置作业阻力大的技术瓶颈和种沟构建质量差等开展仿生学研究,以土壤挖掘动物兔子为仿生原型,研究其可在不同的土壤环境下进行高效挖掘的功能机理,建立兔子高效挖掘机理与开沟装置之间的特征关联,完成对单圆盘式开沟器设计... 详细信息

本文针对开沟装置作业阻力大的技术瓶颈和种沟构建质量差等开展仿生学研究,以土壤挖掘动物兔子为仿生原型,研究其可在不同的土壤环境下进行高效挖掘的功能机理,建立兔子高效挖掘机理与开沟装置之间的特征关联,完成对单圆盘式开沟器设计参数的仿生优化,进而设计出仿生高速减阻开沟装置,具体研究内容如下:1)仿生原型分析与仿生开沟装置设计将兔子作为生物原型,提取兔爪的表面结构与运动方式特征,并基于其生物学特征设计三种仿生开沟器。提取兔子前爪的轮廓曲线,将前爪的轮廓曲线应用到单圆盘开沟器的开沟刃面上,设计出高速仿生开沟器;根据兔子挖掘时肌肉收缩运动状态设计能够改变工作曲率的动态仿生机构,并将其与高速仿生开沟器进行结合,设计出高速动态仿生开沟器和圆盘式高速动态仿生开沟器。通过以挖掘土壤的开沟方式代替传统开沟器挤压土壤开沟,从而减小工作阻力。2)仿生开沟装置作业性能仿真试验与分析利用EDEM离散元软件对传统单元盘开沟器与设计的三种仿生开沟器进行仿真对比分析。减阻性能分析:工作阻力由大到小依次为:传统单元盘开沟器、高速仿生开沟器、高速动态仿生开沟器、圆盘式高速动态仿生开沟器。当作业速度一定时,减阻率会随着作业深度的增大而上升;当作业深度一定时,作业速度对高速仿生开沟器的减阻效果不存在显著影响,而其余两种仿生开沟器的减阻效果会随着作业速度的增大而增强;其中,圆盘式高速动态仿生开沟器在作业速度12km/h,作业深度为70mm时,减阻效率达到最大值17.45%。种沟构建性能分析:传统单圆盘开沟器对土壤扰动宽度最大,高速动态仿生开沟器和圆盘式高速动态仿生开沟器对土壤的扰动宽度相差不大,且均小于传统单圆盘开沟器和高速仿生开沟器。在形成种沟时,传统单圆盘开沟器、高速动态仿生开沟器和圆盘式高速动态仿生开沟器形成的种沟沟底较为平滑,高速动态仿生开沟器形成的种沟沟底不平,不符合构建种沟的要求。3)仿生开沟装置土槽验证试验基于仿真试验结果,对符合种沟要求的三种开沟器进行土槽试验,测试三种开沟器在不同作业速度和深度下的工作阻力,以及各因素下开沟器对土壤的扰动量等参数进行测量。试验结果表明:三种开沟器工作阻力均随着作业深度的增大而上升,单圆盘开沟器和高速仿生开沟器的减阻效果不随作业速度的增加而产生显著变化,圆盘式高速动态仿生开沟器的减阻效果随着作业速度的增加而增大。通过土槽试验验证了仿真结果的准确性。本文设计的圆盘式高速动态仿生开沟器相较于传统单元盘开沟器在工作时有良好的减阻效果,这为未来开沟器的仿真与研发提供了技术支持和方法。

关键词：开沟器仿生离散元法减阻土壤扰动量

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