電控式雙行水田深施肥除草機設(shè)計與試驗
發(fā)布時間：2020-12-05 11:54
水稻是我國主要糧食作物,水田施肥和除草是水稻種植過程中不可缺少的作業(yè)環(huán)節(jié)。針對水田傳統(tǒng)施肥和除草作業(yè)過程中存在的作業(yè)環(huán)節(jié)多、環(huán)境污染嚴重、肥料利用率低等問題,本文結(jié)合水稻分蘗期深施肥和行間除草的農(nóng)藝特點,通過理論分析、計算機仿真和試驗研究等方法,設(shè)計了一種可一次完成水稻分蘗期深施肥和除草作業(yè)的電控式雙行水田深施肥除草機。研究內(nèi)容如下:（1）通過理論分析,確定深施肥裝置肥箱、螺旋鋼絲、肥量調(diào)節(jié)機構(gòu)等施肥關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)。通過對肥量調(diào)節(jié)機構(gòu)進行受力分析和施肥過程仿真分析,分別得出深施肥裝置肥箱直流電機、步進電機和防堵機構(gòu)直流電機理論驅(qū)動扭矩,為深施肥裝置控制系統(tǒng)電機的選取提供依據(jù)。進行控制系統(tǒng)驅(qū)動元件的選型,基于STC89C52單片機進行編碼,設(shè)計了紅外遙控電路,運用KeilμVision?4軟件編寫紅外發(fā)射和接收電路,實現(xiàn)深施肥裝置驅(qū)動電機的紅外調(diào)節(jié)控制。（2）建立關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)模型,通過對水稻和雜草根系特點和田間土壤環(huán)境分析,結(jié)合農(nóng)藝實際要求,分別對驅(qū)動輪、除草輪和限深板結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,確定了主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。對電控式雙行水田深施肥除草機整機進行受力分析,推導出驅(qū)動輪所需最大...
【文章來源】：東北農(nóng)業(yè)大學黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：72 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
法國庫恩AXIS50.1W型撒肥機
因發(fā)動機過熱問題，每工作 10~15 分鐘要停機進行發(fā)動機冷卻，影響工作效率。隨著人們環(huán)保意識的增強，電能因其綠色清潔、環(huán)保高效的特點，日益受到人們的歡迎，相比汽油機電動機震動噪音小，可持續(xù)工作，蓄電池的蓄電能力提升和電池快充技術(shù)的發(fā)展，也為電動機型實際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。由此可見，無論是從響應(yīng)農(nóng)業(yè)部提出的“兩減”（即把化肥、農(nóng)藥的施用總量減下來）政策的角度，還是促進增產(chǎn)增收以保證國家糧食安全角度，亦或是從合并水稻種植過程中補施分蘗肥和水田除草作業(yè)，降低作業(yè)次數(shù)以提高水稻生產(chǎn)過程中的機械化水平角度，研制一款采用電力驅(qū)動，可一次性完成水田分蘗肥深施與除草作業(yè)的機具都具有現(xiàn)實意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1水田深施肥機具國內(nèi)外研究現(xiàn)狀水稻施肥方式與其種植方式密切相關(guān)。歐美國家地廣人稀，水稻多采用直播種植方式，經(jīng)旋耕機整地作業(yè)后，使用水稻直播機直接將水稻種子播在水田土壤內(nèi)，施肥方式多為大型撒肥機撒施。對于水稻生產(chǎn)機械化發(fā)展較快日本、韓國等國家，多采用移栽種植方式，現(xiàn)已從傳統(tǒng)的人工移栽方式發(fā)展到機械化移栽方式，從工廠培育秧苗至插秧的過程中同步進行側(cè)深施肥作業(yè)，早在 20 世紀末便已形成標準化的種植流程[8-10]。
引 言升級調(diào)整發(fā)動機額定功率可達 173 馬力，提高工作效率，該機具內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)，可實農(nóng)藥或液態(tài)肥的精確噴施，前后輪間距和行距可通過液壓行距調(diào)節(jié)裝置設(shè)置，可適應(yīng)各種水環(huán)境，整機性能可靠，噴施精度高[13]。日本自上世紀 80 年代開始研究深施肥技術(shù)，研究結(jié)果表明深施肥技術(shù)節(jié)肥增產(chǎn)作用明顯之后進行全面推廣，并研制出專用的深施肥料，到上世紀 90 年代，日本全國 20%的水田面積用深施肥技術(shù)。日本水稻栽培模式規(guī)范統(tǒng)一，實現(xiàn)了水稻育秧、機械插秧、深施肥系列化和準化作業(yè)，水稻種植機械化水平非常高。日本久保田、三菱、井關(guān)、洋馬以及韓國大同等公相繼在側(cè)深施肥方面做了大量研究工作，研發(fā)了一系列以插秧機為動力的側(cè)深施肥裝置，側(cè)施肥裝置普遍采用機械結(jié)構(gòu)排肥和氣力輸肥的方式進行施肥[14-17]。日本井關(guān)生產(chǎn)的 PZ60DT型乘坐式高速插秧機可滿足插秧機功能多樣化要求，如圖 1-3 所示。施肥機裝配于插秧機中部插秧和測深施肥同步作業(yè)，機具施肥量可根據(jù)機具前進速度調(diào)節(jié)，肥料利用率高，平地輪計，可使田塊兩頭漂亮平整[18]。圖 1-4 為日本久保田公司（Kubota ）生產(chǎn)的EP4-TC 型水稻播機，該機可同時進行水稻直播、側(cè)深施肥和噴藥作業(yè)，側(cè)深施肥裝置可將肥料施于水稻苗開出的肥溝內(nèi)，且深施肥無需覆土環(huán)節(jié)。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]3GY-1920型寬幅水田中耕除草機的設(shè)計與試驗[J]. 齊龍,趙柳霖,馬旭,崔宏偉,鄭文漢,蘆玉龍. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2017(08)
[2]3SCJ-2型水田行間除草機設(shè)計與試驗[J]. 王金峰,王金武,閆東偉,唐漢,周文琪. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2017(06)
[3]水稻側(cè)深施肥技術(shù)研究[J]. 林玉萍,聶錄,姜灝,丁亮. 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè). 2017(03)
[4]基于Pro/E的水田除草機人機工程學設(shè)計及試驗[J]. 蔣郁,馬旭,齊龍,鹿芳媛,梁仲維,崔宏偉,鄭文漢. 農(nóng)機化研究. 2017(03)
[5]水稻土深松阻力與土壤擾動效果研究[J]. 丁啟朔,葛雙洋,任駿,李毅念,何瑞銀. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2017(01)
[6]考慮土壤滑轉(zhuǎn)流動的柔性履帶應(yīng)力分布研究[J]. 孫中興,唐力偉,汪偉,趙家豐,沈晨暉,孫也尊. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2017(01)
[7]論側(cè)深施肥技術(shù)的經(jīng)濟及社會效益[J]. 董新輝,董婷. 農(nóng)業(yè)機械. 2016(09)
[8]基于EDEM的內(nèi)充式花生排種器排種過程的離散元仿真研究[J]. 陳騰,翟超男,邢志中,郭小軍,張海東. 安徽農(nóng)業(yè)科學. 2016(16)
[9]指夾式玉米精量排種器導種投送運移機理分析與試驗[J]. 王金武,唐漢,王金峰,沈紅光,馮鑫,黃會男. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2017(01)
[10]水田株間立式除草裝置除草機理與試驗研究[J]. 王金武,多天宇,唐漢,陶桂香,楊松梅,劉永軍. 東北農(nóng)業(yè)大學學報. 2016(04)
碩士論文
[1]基于散粒體動力學的水田側(cè)深施肥裝置的分析方法和試驗[D]. 周韋.東北農(nóng)業(yè)大學 2015
[2]水田除草機器人視覺導航路徑與參數(shù)獲取方法研究[D]. 黃小剛.華南理工大學 2013
本文編號：2899411
【文章來源】：東北農(nóng)業(yè)大學黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：72 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
法國庫恩AXIS50.1W型撒肥機
因發(fā)動機過熱問題，每工作 10~15 分鐘要停機進行發(fā)動機冷卻，影響工作效率。隨著人們環(huán)保意識的增強，電能因其綠色清潔、環(huán)保高效的特點，日益受到人們的歡迎，相比汽油機電動機震動噪音小，可持續(xù)工作，蓄電池的蓄電能力提升和電池快充技術(shù)的發(fā)展，也為電動機型實際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。由此可見，無論是從響應(yīng)農(nóng)業(yè)部提出的“兩減”（即把化肥、農(nóng)藥的施用總量減下來）政策的角度，還是促進增產(chǎn)增收以保證國家糧食安全角度，亦或是從合并水稻種植過程中補施分蘗肥和水田除草作業(yè)，降低作業(yè)次數(shù)以提高水稻生產(chǎn)過程中的機械化水平角度，研制一款采用電力驅(qū)動，可一次性完成水田分蘗肥深施與除草作業(yè)的機具都具有現(xiàn)實意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1水田深施肥機具國內(nèi)外研究現(xiàn)狀水稻施肥方式與其種植方式密切相關(guān)。歐美國家地廣人稀，水稻多采用直播種植方式，經(jīng)旋耕機整地作業(yè)后，使用水稻直播機直接將水稻種子播在水田土壤內(nèi)，施肥方式多為大型撒肥機撒施。對于水稻生產(chǎn)機械化發(fā)展較快日本、韓國等國家，多采用移栽種植方式，現(xiàn)已從傳統(tǒng)的人工移栽方式發(fā)展到機械化移栽方式，從工廠培育秧苗至插秧的過程中同步進行側(cè)深施肥作業(yè)，早在 20 世紀末便已形成標準化的種植流程[8-10]。
引 言升級調(diào)整發(fā)動機額定功率可達 173 馬力，提高工作效率，該機具內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)，可實農(nóng)藥或液態(tài)肥的精確噴施，前后輪間距和行距可通過液壓行距調(diào)節(jié)裝置設(shè)置，可適應(yīng)各種水環(huán)境，整機性能可靠，噴施精度高[13]。日本自上世紀 80 年代開始研究深施肥技術(shù)，研究結(jié)果表明深施肥技術(shù)節(jié)肥增產(chǎn)作用明顯之后進行全面推廣，并研制出專用的深施肥料，到上世紀 90 年代，日本全國 20%的水田面積用深施肥技術(shù)。日本水稻栽培模式規(guī)范統(tǒng)一，實現(xiàn)了水稻育秧、機械插秧、深施肥系列化和準化作業(yè)，水稻種植機械化水平非常高。日本久保田、三菱、井關(guān)、洋馬以及韓國大同等公相繼在側(cè)深施肥方面做了大量研究工作，研發(fā)了一系列以插秧機為動力的側(cè)深施肥裝置，側(cè)施肥裝置普遍采用機械結(jié)構(gòu)排肥和氣力輸肥的方式進行施肥[14-17]。日本井關(guān)生產(chǎn)的 PZ60DT型乘坐式高速插秧機可滿足插秧機功能多樣化要求，如圖 1-3 所示。施肥機裝配于插秧機中部插秧和測深施肥同步作業(yè)，機具施肥量可根據(jù)機具前進速度調(diào)節(jié)，肥料利用率高，平地輪計，可使田塊兩頭漂亮平整[18]。圖 1-4 為日本久保田公司（Kubota ）生產(chǎn)的EP4-TC 型水稻播機，該機可同時進行水稻直播、側(cè)深施肥和噴藥作業(yè)，側(cè)深施肥裝置可將肥料施于水稻苗開出的肥溝內(nèi)，且深施肥無需覆土環(huán)節(jié)。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]3GY-1920型寬幅水田中耕除草機的設(shè)計與試驗[J]. 齊龍,趙柳霖,馬旭,崔宏偉,鄭文漢,蘆玉龍. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2017(08)
[2]3SCJ-2型水田行間除草機設(shè)計與試驗[J]. 王金峰,王金武,閆東偉,唐漢,周文琪. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2017(06)
[3]水稻側(cè)深施肥技術(shù)研究[J]. 林玉萍,聶錄,姜灝,丁亮. 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè). 2017(03)
[4]基于Pro/E的水田除草機人機工程學設(shè)計及試驗[J]. 蔣郁,馬旭,齊龍,鹿芳媛,梁仲維,崔宏偉,鄭文漢. 農(nóng)機化研究. 2017(03)
[5]水稻土深松阻力與土壤擾動效果研究[J]. 丁啟朔,葛雙洋,任駿,李毅念,何瑞銀. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2017(01)
[6]考慮土壤滑轉(zhuǎn)流動的柔性履帶應(yīng)力分布研究[J]. 孫中興,唐力偉,汪偉,趙家豐,沈晨暉,孫也尊. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2017(01)
[7]論側(cè)深施肥技術(shù)的經(jīng)濟及社會效益[J]. 董新輝,董婷. 農(nóng)業(yè)機械. 2016(09)
[8]基于EDEM的內(nèi)充式花生排種器排種過程的離散元仿真研究[J]. 陳騰,翟超男,邢志中,郭小軍,張海東. 安徽農(nóng)業(yè)科學. 2016(16)
[9]指夾式玉米精量排種器導種投送運移機理分析與試驗[J]. 王金武,唐漢,王金峰,沈紅光,馮鑫,黃會男. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2017(01)
[10]水田株間立式除草裝置除草機理與試驗研究[J]. 王金武,多天宇,唐漢,陶桂香,楊松梅,劉永軍. 東北農(nóng)業(yè)大學學報. 2016(04)
碩士論文
[1]基于散粒體動力學的水田側(cè)深施肥裝置的分析方法和試驗[D]. 周韋.東北農(nóng)業(yè)大學 2015
[2]水田除草機器人視覺導航路徑與參數(shù)獲取方法研究[D]. 黃小剛.華南理工大學 2013
本文編號：2899411
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