高度自動調節(jié)棉花打頂機設計與試驗研究.pdf

1、本文中描述的是一種自動調節(jié)高度的棉花打頂機，包括其研發(fā)過程、模型建立和性能測試。
　　棉花打頂是為了解決在棉花花鈴后期的頂芽徒長影響棉花產量，這種徒長還會造成棉花收獲的困難（尤其是機收）。棉花打頂通常是以人工完成的，費工費力。為了解決這個問題，本文基于對以往的棉花打頂機設計的綜述，分析出早期棉花打頂機設計的不足。傳統(tǒng)棉打頂機的主要缺陷是，它們不能調整打頂?shù)母叨龋锤鶕?jù)每株棉花植物的高度改變打頂?shù)母叨?，導致很大一部分漏打頂，或切得過

2、長傷及果枝。近年來研發(fā)的可以自動調高的棉花打頂機，高度控制效果不佳，單甩刀打頂物料滑移嚴重，導致作業(yè)效果不夠好。
　　基于對從前棉花打頂機的分析，本研究首先對棉花頂芽這一物料進行了研究，建立了棉花的若干幾何模型，以指導棉花打頂機的設計，這在世界范圍少有報道。本研究建立的模型包括：棉花高度分布模型、棉花臨株高度分布模型和棉花頂芽幾何模型。以上模型指明了棉花高度分布、棉花切頂理論切頂長度和傳統(tǒng)棉花打頂機作業(yè)效果不佳的原因。
　　

3、在棉花打頂機的研發(fā)方面，本樣機結合機械電子和自動控制技術，可以根據(jù)棉花的高度調整打頂?shù)母叨?。高度自動調節(jié)棉花打頂機主要由三部分組成：能完成高度升降和剪切的機器系統(tǒng)、自動高度控制系統(tǒng)（包括一個傳感器、控制器和伺服系統(tǒng)）和特定的程序算法。這個機械設計系統(tǒng)以雙圓盤剪切代替劃切，解決了切割退讓造成的切割不可靠問題。雙圓盤刀由兩個電機帶動，向對回轉，聚攏并剪切棉花頂芽；同時這兩個刀還可以上下移動調節(jié)剪切位置。自動控制系統(tǒng)以光柵高度測量系統(tǒng)、分段尋

4、頂?shù)乃惴ê透呔鹊乃欧到y(tǒng)相互配合，共同完成檢測棉花高度、計算目標位置和調節(jié)刀的高度的任務，解決了從前棉花打頂機中出現(xiàn)的測不準、易受干擾和高度調節(jié)不夠精確的問題。
　　該棉花打頂機三點掛接安裝在拖拉機上進行測試。試驗中，原型機測試分別在前進速度1.1km/h、1.5km/h和2.2km/h，打頂長度9cm和11cm的進行試驗。本樣機的工作效果都顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的棉花打頂機。影響打頂合格率的因素主要是機組前進速度，打頂長度、前進速度和打