大豆株間除草裝置設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、農(nóng)田雜草與作物因爭(zhēng)奪光照、水分、土壤里的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等競(jìng)相生長(zhǎng)，對(duì)農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量造成一定程度的影響，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致作物絕產(chǎn)，所以進(jìn)行農(nóng)田除草作業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中關(guān)鍵、必不可少地一步。除草作業(yè)要求時(shí)效性強(qiáng)，每年都需要耗費(fèi)很多人力、物力，目前普遍采用化學(xué)除草技術(shù)、人工除草技術(shù)和機(jī)械除草技術(shù)進(jìn)行除草。但是考慮到化學(xué)除草技術(shù)帶來的環(huán)境污染和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降等危害以及人工除草技術(shù)的勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、實(shí)時(shí)性差等缺點(diǎn)，應(yīng)用機(jī)械除草技術(shù)對(duì)農(nóng)田進(jìn)行大面積

2、除草作業(yè)顯得尤為重要。根據(jù)雜草在田間生長(zhǎng)分布的隨機(jī)性，可以將田間雜草分為生長(zhǎng)在作物行與行之間的雜草（行間雜草）和作物苗與苗之間的雜草（株間雜草）?，F(xiàn)在應(yīng)用機(jī)械工作部件鏟除行間雜草的技術(shù)已經(jīng)成熟，但是如何解決機(jī)械鏟除株間雜草時(shí)降低作物苗被破壞的數(shù)量（傷苗率）和進(jìn)一步提高株間雜草被鏟除時(shí)雜草的數(shù)量（除草率）之間互相制約的問題一直是機(jī)械除草亟待解決的瓶頸，所以進(jìn)行株間除草裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究有重要意義。
　　(1)基于除草作業(yè)時(shí)作物與雜

3、草根系發(fā)育程度不同的特性，結(jié)合國(guó)內(nèi)外機(jī)械株間除草技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，分析了利用“規(guī)格四邊形網(wǎng)格狀”軌跡進(jìn)行株間除草的除草機(jī)理，確定了株間除草裝置的主要參數(shù)與除草裝置結(jié)構(gòu)。
　　(2)利用虛擬裝配和仿真技術(shù)，在軟件NX8.0建模模塊對(duì)除草裝置進(jìn)行了三維建模;在NX8.0裝配模塊將建立的零件裝配成一個(gè)整體，進(jìn)行裝配間隙檢查，確保了合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和裝配工序;在NX8.0仿真模塊進(jìn)行仿真，結(jié)果表明株間除草裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，梳齒軌跡與設(shè)計(jì)相符，

4、仿真結(jié)果與理論分析一致。
　　(3)在軟件ANSYS Workbench對(duì)懸掛架進(jìn)行了有限元分析，經(jīng)過一系列的定義材料屬性、劃分網(wǎng)格、添加約束和載荷，模擬分析了懸掛架的總位移和等效應(yīng)力強(qiáng)度，分析結(jié)果表明懸掛架符合設(shè)計(jì)要求。
　　(4)對(duì)株間除草裝置上的每根輸出軸上的梳齒數(shù)量、單根輸出軸上的每根梳齒與梳齒之間的距離、驅(qū)動(dòng)板的旋轉(zhuǎn)速度、除草作業(yè)時(shí)的前進(jìn)速度4個(gè)試驗(yàn)因子對(duì)傷苗率和除草率2個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)的影響進(jìn)行了中心組合試驗(yàn)。利用軟件

5、Design-Expert8.0.5b分析各因子對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響并建立了相關(guān)回歸模型，優(yōu)化出各個(gè)因子的最優(yōu)參數(shù)，為后續(xù)株間除草裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)打下了基礎(chǔ)。
　　(5)樣機(jī)在黑河市孫吳縣大豆試驗(yàn)田進(jìn)行了田間試驗(yàn)，對(duì)優(yōu)化出的參數(shù)組合進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)際作業(yè)表明:除草裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、除草作業(yè)穩(wěn)定。當(dāng)每根輸出軸上的梳齒數(shù)量為6根、單根輸出軸上每根梳齒與梳齒之間的距離為40 mm、驅(qū)動(dòng)板的旋轉(zhuǎn)速度為190 r/min、除草作業(yè)時(shí)的前進(jìn)速度為2.