玉米扎穴施肥机构仿真分析与试验研究

玉米穴施肥方式不仅能大大提升肥料利用率,还能有效改善土壤富营养化,故针对穴施肥技术很多学者研发了相关的作业机械。笔者针对玉米中耕施肥管理设计了两种不同的扎穴施肥机构,为了验证施肥器的工作性能,运用运动学仿真软件对其进行了模拟仿真分析,同时将两种施肥器搭载在三轮纯电动田间管理机械上,进行了实物扎穴施肥试验。通过仿真试验得到:当施肥机械行驶速度为4km/h时,排肥轮做往复旋转运动的施肥器较曲柄摇杆运动的施肥器一个周期运动所需要的驱动力和落肥过程肥轮旋转角度、角速度及角加速度更小,振动幅度小,扎穴施肥稳定,排肥效果更好。初步扎穴试验表明:排肥轮做往复旋转运动的施肥器和曲柄摇杆运动的施肥器排肥变异系数均满足要求,可以实现玉米精准扎穴施肥功能,满足玉米中耕追肥要求,且右侧施肥器变异系数更小,表明右侧施肥器工作性能更稳定。

2BZD-2型智能电动播种机施肥机构设计与试验

为了减轻化肥在施用中的环境污染问题,改善作物的生长环境,提高化肥的利用率,结合中华人民共和国机械行业标准和施肥的农业技术要求,研制了一种能够自动配比肥料的智能化精密播种机,即2BZD-2型智能免耕电动播种机的施肥机构,并确定了各主要工作部件的最佳参数。在控制系统上,技术核心为微处理器技术与传感器技术,可实现排肥机构的实时、自动、单一变量控制。田间试验表明:该机具性能良好,各项指标均满足中耕作物精密播种机械行业标准和精密播种机技术条件,各项变异系数均远小于国家标准,且满足各项农艺要求。

探针注入式深层施肥机构的运动分析

目前,我国化肥存在着施用不合理、利用率低及对环境污染严重等问题。为此,针对农业传统施用化肥存在的问题,设计了液态施肥机的探针注入式深层施肥机构,建立了探针的运动方程。作业试验表明,探针注入式深层施肥机构能够较好地深施液态肥料,可获得良好的液态肥料施用深度;液态施肥机满足了各种农艺要求,能够保证深施液态肥料的作业质量;探针注入式深层施肥机构设计合理,具有实用可行的特点。

甘蔗种植机施肥机构联合仿真——基于AMESim和ADAMS

甘蔗联合种植机的施肥机构,由于耗能较大,通常使用拖拉机液压输出系统作为动力源。为了准确分析出施肥机构液压系统的性能,提出运用AMESim和ADAMS联合仿真技术的方法:首先,通过ADAMS建立施肥机构动力学模型,运用AMESim建立液压系统模型;最后,通过两者的联合技术来实现对甘蔗种植机施肥机构的研究和分析。

甘蔗横向种植施肥机构性能分析与试验——基于离散元法

为解决甘蔗横向种植人工撒肥的不均匀问题,结合农艺要求,在甘蔗横向种植机开发基础上,设计了一种小开口螺旋施肥机构。选取料槽开口、螺旋叶片螺距和螺旋轴转速3个因素对施肥幅宽及其变异系数进行单因素离散元仿真试验,并完成三元回归正交旋转组合仿真试验,通过得出的二次回归方程进行目标参数的优化,回归方程求解得出:当料槽开口为8.7mm、螺旋叶片螺距为60.3mm、螺旋轴转速为64r/min时,施肥幅宽为225mm,变异系数为15.71%;仿真分析结果为:施肥幅宽220.5mm,变异系数16.34%;台架试验验证结果为:施肥幅宽215.1mm,变异系数为17.42%;优化结果、仿真验证试验结果及台架试验结果基本一致。研究结果可为甘蔗横向种植机施肥机构的开发提供参考。

马铃薯播种机施肥机构的研究

简要介绍马铃薯播种机施肥机构的结构、关键技术及工作原理,得出马铃薯播种机施肥机构的研究结果。

2BYJ型玉米精量播种机施肥机构的改进

2BYJ型玉米精量播种机,采用免耕播种技术。当麦茬地中杂草较多或小麦秸秆粉碎质量不高时,容易造成在施肥机构前拥堵的现象,严重影响播种质量及效率。由于采用免耕播种技术,地块经常较硬,施肥机构总成经常出现被拉弯现象,同时加大了拖拉机的动力消耗。针对存在的问题,提出了施肥机构的改进措施;改进后,施肥机构前杂草的拥堵现象大为改善,提高了播种质量及效率;减少了施肥机构总成被拉弯现象的发生概率。

甘蔗种植机施肥凸轮间歇机构仿真与试验研究

针对横向甘蔗种植机施肥器施肥间距不规律、易烧芽等问题,在甘蔗横向种植机施肥器基础上设计了凸轮间歇机构,作用于施肥器施肥口,使施肥口呈周期性开关、规律性施肥。首先,取凸轮轴转速、凸轮近休止角及机车行进速度3个因素对施肥间距与周期纵向总长进行3元回归正交旋转组合仿真试验;其次,通过二次回归方程优化目标参数,获得最优参数组合为凸轮轴转速137.025r/min(取137r/min)、机车行走速度0.8m/s、凸轮近休止角38.08°(取38°),进行仿真验证试验,得到平均施肥间距为119.6mm,周期纵向总长为354.3mm。进行台架验证试验,结果表明:施肥间距平均值114.8mm,周期纵向总长的平均值344.3mm,可知EDEM仿真验证试验与台架试验结果相差不大。田间验证试验表明:施肥间距基本在100~150mm内,周期纵向总长基本在300~400mm内,满足当地农艺要求,施肥效果达到预期目标。

中耕作物精准穴施肥控制机构工作参数优化与试验

为增加中耕作物产量,有效提高肥料利用率,设计了玉米苗期自动穴施肥控制机构,通过土槽试验分析了穴施肥控制机构的结构和工作参数,研究了施肥传动机构工作参数对施肥控制精准度的影响规律。采用正交旋转组合试验,以动力输出轴转速、台车前进速度、触碰转针高度为影响因子,以穴株拟合度和伤苗率为响应函数,利用Design-Expert软件平台的回归分析法及响应面分析法,对3个因子进行单因素和多因素正交试验。结果表明:在台车前进速度为1.25 m/s,动力输出轴转速为16.5 r/min,触碰转针高度在5 mm的条件下,穴株拟合度可达到0.796,伤苗率接近10%,参数优化结果满足玉米苗期施肥控制性能的要求。

基于PSO-BP的甘蔗施肥监控系统设计与试验

针对甘蔗横向种植机的施肥机构由于肥料潮湿结块易堵塞等问题,该研究对施肥机构进行电液传动与控制改造,构建了一套基于粒子群(Particle swarm optimization,PSO)-前反馈(Back Propagation,BP)神经网络预测的施肥监控系统。以施肥马达的压力、转速及肥料箱中肥料量为输入参数,将施肥机构的工作状态(空载状态、正常状态、重载状态、堵塞状态)作为输出,通过BP算法建立输入与输出之间的映射关系,并用PSO算法优化BP算法的权值与阈值,相比未优化BP算法,优化后的工作状态预测准确率由97%提高到99%。以识别施肥机构工作状态响应准确率以及重载状态下堵塞预防概率为试验指标进行车间试验,结果表明:工作状态响应识别准确率为89%;重载状态下,控制系统控制施肥马达正反转并消除堵塞的概率为87.5%。在田间试验中,监控系统能准确预测施肥机构的重载状态并自动执行防堵控制指令,没有出现堵塞故障。该施肥防堵塞监控系统无需上位机,能够满足复杂多变工况下施肥机构的工况预测及防堵控制要求,可为其他施肥机构的自动化改造提供参考。

甘蔗横向种植机施肥间距电液控制系统研究

甘蔗横向种植具有用种少、单位面积出苗率较高,土地利用率高,且抗倒伏能力强等优势。针对现有横向甘蔗种植机施肥机构的转速不能跟踪行走速度的变化,导致施肥间距不均匀的问题,分析了施肥机构液压马达的转速、甘蔗横向种植机行走速度和施肥间距的关系,研究采用PLC控制电液比例节流调速回路的方法,对施肥机构液压马达的转速与甘蔗横向种植机行走速度进行匹配控制,实现对施肥间距的控制。仿真和实验结果表明:施肥机构的转速能够按照设定的目标值跟踪行走速度的变化,施肥间距能满足甘蔗横向种植的农艺要求。

螺杆式有机肥施肥机的研制与试验

针对有机肥的块状性、高湿度、高含杂率以及施肥量大,撒施时需大量人力、物力的现状,研制了集排肥、破碎、螺杆式撒施器于一体的有机肥撒施机。通过对有机肥运动速度以及施肥量分析,确定螺杆撒施机构的关键参数。经过初步试验,各项指标基本达到或超过该机的设计要求。

夏玉米穴施肥作业机械设计与试验——基于新能源技术

为了探究夏玉米中耕施肥机械化,设计了一种基于新能源技术的精准定穴施肥试验机械,可以在600mm等行距的玉米田间完成两行的精准定穴施肥。该机包括行走机构、整体机架及电控机构,可升降及水平滑动调节的施肥单体机构、玉米植株探测机构及穴施肥距离保持机构等。其中,玉米植株探测采用自复位式行程开关实现植株的识别;施肥单体采用电磁式推拉杆、3D打印槽轮和鸭嘴等关键结构实现施肥单体的入土扎穴精准施肥;穴施肥距离保持机构采用自复位式行程开关与电推杆结合,实现了施肥单体的横向移动,保证扎穴点与植株合适的距离。初步试验表明:作业机械经过每株玉米时可以实现扎穴施肥,且施肥量变异系数均小于6,满足中耕追肥机的技术标准,可为利用新能源技术实现玉米的机械化精准施肥提供技术参考。

大姜开沟扶垄施肥机获专利

一种新型的KSJ-3018型大姜开沟扶垄施肥机,近日在山东潍坊市寒亭区农机局研制成功,并获得国家专利(专利号:ZL01236179)。该机主要由牵引连接架、传动装置、刀盘传动轴、开沟刀、切刀、M导流罩、弧形清土铲、施肥机构、镇压滚等组成。

SGTNB-180Z4/8A型旋播施肥机

SGTNB-180Z4/8A8型旋播施肥机由西安市旋播机厂生产。西安市旋播机厂是我国生产复式作业旋耕机具颇具规模的专业厂,年可生产变速旋耕机、旋播机、旋播施肥机、免耕旋播机、旋耕播草多用机和果园机等6大系列40多种型号的产品1万多台(套)。

玉米覆膜精播多功能一体化播种机的设计与研究

为了解决春玉米种植时种子浪费严重、地膜烧苗、施肥落后等技术难题,研制了玉米覆膜精播多功能一体化播种机,并对玉米覆膜精播多功能一体化播种机整机构造、工作原理以及关键部件进行研究,提供了玉米精密播种机械的主要技术参数,并在试验田进行了播种田间性能测试试验,以2FBJD-2(机械式播种)为对照。结果表明:该机整体结构合理,播种性能优,播种速度快;平均播种深度为3.52 cm,没有过深或晒种现象,与对照相比,比对照深0.20 cm,差异显著;株距合格率为93.80%,重播率9.20%,漏播率2.60%,播种均匀性较好;覆膜质量高,破损率基本为0;施肥的稳定性和各行一致性效果较好;出苗率高达95.60%,较对照91.80%高3.80%。收获后测产表明,该机械播种的田间地块平均产量达12934.50 kg/hm^2,较对照产量11473.40 kg/hm^2高12.70%。该机能够一次性完成平地、覆膜、施肥、打孔、播种、覆土、镇压等多项作业,降低劳动强度,提高工作效率,节约成本,基本能够满足玉米农艺要求。

基于EDEM仿真的有机肥深施机施肥控制系统的设计

针对林果园不同地块土壤肥力不均,林果在各生长阶段对有机肥需求量不同等问题,对有机肥深施机施肥控制系统进行设计。采用离散元仿真软件EDEM对施肥转盘旋转角度与施肥流量进行仿真,并进行线性拟合。结合机器行进速度、单位面积理论施肥量、施肥转盘旋转角度与施肥流量等因素,设计有机肥深施机施肥控制系统,主要包括测速模块、主程序模块(速度、施肥量、脉冲转换模块)、中断模块和液晶显示模块。室内施肥试验结果表明:当单位面积理论施肥量分别为7 500、9 750和11 250kg/hm^2时,实际施肥量分别为7 532.46、9 836.82和11042.28kg/hm^2,施肥变异系数CV分别为1.1%、1.3%和1.9%,施肥一致性良好。田间试验结果表明:该有机肥深施机施肥均匀,无断流现象,达到设计要求。本研究所设计的有机肥深施机施肥控制系统满足林果园有机肥深施的农艺要求,可以进行林果园有机肥深施作业。