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沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)
題 目： 農(nóng)田除草機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)： 1204
學(xué)生姓名： 徐鵬達(dá)
指導(dǎo)教師： 侯志敏
論文提交日期： 2016 年 5 月 23 日
論文答辯日期： 2016 年 6 月 8 日
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院2012屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題任務(wù)書
論文（設(shè)計(jì)）題目
農(nóng)田除草機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
姓名
徐鵬達(dá)
專業(yè)班級(jí)
機(jī)制1204班
學(xué) 號(hào)
3122020529
課題的目的與要求：
田間松土除草追肥是我國(guó)農(nóng)業(yè)精耕細(xì)作的重要環(huán)節(jié)之一。并且影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最大問(wèn)題的是田間雜草。如果不加以管理將會(huì)使病害蟲(chóng)肆意蔓延，更加嚴(yán)重影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育，也危害著大自然的生態(tài)環(huán)境。所以尋找一種除去田間雜草的方法迫在眉睫，而應(yīng)運(yùn)而生的中耕除草技術(shù)可以滿足這一需求，從而降低因雜草造成的糧食損失。
具體要求包括：（1）研究國(guó)內(nèi)外的除草技術(shù)的發(fā)展 （2）對(duì)于中耕機(jī)的特點(diǎn)及技術(shù)、農(nóng)藝要求做出總體設(shè)計(jì)方案 （3）進(jìn)行多方面的試驗(yàn)進(jìn)行探究，對(duì)于試驗(yàn)后的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理 （4）總結(jié)出自行研制的除草機(jī)的概況
論文的主要內(nèi)容（或設(shè)計(jì)的技術(shù)要求與數(shù)據(jù)）：
對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的農(nóng)田除草機(jī)的技術(shù)進(jìn)行探究，總結(jié)出特點(diǎn)。在這些特點(diǎn)的基礎(chǔ)上再進(jìn)行研制更有效率的中耕除草機(jī)，設(shè)計(jì)出總體設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行試驗(yàn)方案的確立及數(shù)據(jù)分析處理。試驗(yàn)包括單因素試驗(yàn)及多因素試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束后得出總體結(jié)論。（還包括1張A0的中耕除草機(jī)總體結(jié)構(gòu)立面示意圖和2張A1的除草單體結(jié)構(gòu)示意圖、懸掛架結(jié)構(gòu)示意圖）
查閱參考文獻(xiàn)、資料要求：
1、李東升,張蓮潔,蓋志武等.國(guó)內(nèi)外除草技術(shù)研究現(xiàn)狀.森程,2002,18(1):17-18.
2、 張惠友,侯書林，董欣.XQ-7型驅(qū)動(dòng)式中耕除草復(fù)式作業(yè)機(jī).東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1998（29）:62-67.
3、 郭占斌,段寶林,趙妍等.3XZC系列偏心彈齒式苗間鋤草機(jī)的研究與設(shè)計(jì). 農(nóng)機(jī)化研究,2001（2）:61-63.
4、 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院編,農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).1988,機(jī)械工業(yè)出版社,北京,200-210.
5、任曉東.機(jī)械深松技術(shù)在黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用與實(shí)踐.農(nóng)機(jī)化研究,2000(1):79-82.
進(jìn)度計(jì)劃：
（2016.2.29～3.6）第1周：老師下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書：農(nóng)田除草機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。了解除草機(jī)的種類結(jié)構(gòu)和作用。
（2016.3.7～4.10）第2～6周：查閱文獻(xiàn)搜集國(guó)內(nèi)外農(nóng)田除草機(jī)的現(xiàn)狀，對(duì)于我國(guó)的農(nóng)田除草的現(xiàn)狀做出新的更有效率的農(nóng)田除草機(jī)—中耕機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案。
（2016.4.11～4.17）第7周：學(xué)校進(jìn)行中期檢查。老師將我論文不足的地方和需要改進(jìn)的地方加以標(biāo)注和告知，讓我的中期論文更加的完整和充實(shí)。并且為論文的后半部分搜集資料加以研究。
（2016.4.18～5.22）第8～12周：對(duì)中耕機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)試驗(yàn)，進(jìn)行試驗(yàn)方案的確立及數(shù)據(jù)分析出理，試驗(yàn)包括單因素試驗(yàn)及多因素試驗(yàn)，將試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行處理與分析，并在最后得出最終結(jié)論。
（2016.5.23～5.29）第13周：論文的后期檢查。將我的論文仔細(xì)檢查完成初定稿。等指導(dǎo)老師審閱。
（2016.6.3之前）第14周：論文評(píng)閱。
（2016.6.6～6.8）第15周：畢業(yè)論文答辯。
論文 (設(shè)計(jì))工作起止日期： 2016.2.29——2016.5.22
任務(wù)下達(dá)人（簽字）： 年 月 日
任務(wù)接受人（簽字）： 年 月 日 年 月 日
摘要
由于早期研究的的松土鋤草機(jī)在工作過(guò)程中，對(duì)中耕作物苗帶松土和鋤草比較艱難、埋苗率高并且工作速度低、損壞苗嚴(yán)重、苗間草清除不干凈而且化學(xué)除草對(duì)當(dāng)今大自然造成的污染比較惡劣，并且對(duì)動(dòng)物和植物帶來(lái)的危害存在著巨大的問(wèn)題，所以我們研制了一種新型新型除草機(jī)械，名為中耕松土梳苗鋤草機(jī)。該機(jī)器是按照組合直立梳齒為主要運(yùn)作部件，運(yùn)用作物根莖與雜草根莖發(fā)生長(zhǎng)差別大的特點(diǎn)，再對(duì)作物進(jìn)行規(guī)律的的打理，得到松土鋤草的成果，同時(shí)要進(jìn)行規(guī)律的中耕。在本文里對(duì)此機(jī)器的總體設(shè)計(jì)、梳齒機(jī)構(gòu)的尺寸和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，以及它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等驚醒了分析，得到了機(jī)器作業(yè)質(zhì)量的分析結(jié)果。梳齒式除草裝置可以進(jìn)行的功能有許多。如：它是多動(dòng)能中耕以及全方位松土除草復(fù)式作業(yè)機(jī)。該機(jī)器不僅可以除掉苗間雜草（生長(zhǎng)期），并且可以保持土壤水分充足，為農(nóng)作物的穩(wěn)定產(chǎn)量起到了決定性的作用。因?yàn)樯L(zhǎng)期的農(nóng)作物和雜草的根系在土壤內(nèi)的深度不同，因此 梳齒式苗間松土鋤草裝置的工作原理是利用鋤草齒在雜草的根系層做出網(wǎng)格狀運(yùn)動(dòng)來(lái)鋤去雜草。為此，從鋤草作業(yè)的缺陷出發(fā)，分析了當(dāng)今國(guó)內(nèi)外田間鋤草技術(shù)的研究現(xiàn)狀以及化學(xué)除草技術(shù)與機(jī)、電、光等技術(shù)的結(jié)合情況；通過(guò)與美國(guó)、德國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)鋤草技術(shù)的比較，分析了我國(guó)鋤草技術(shù)的不足之處，并指出了鋤草技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。栽植技術(shù)是作物爭(zhēng)取農(nóng)時(shí)、提高復(fù)種指數(shù)、提高產(chǎn)量的有效措施。采用機(jī)械栽植是提高移植勞動(dòng)生產(chǎn)率的有效途徑。國(guó)外已廣泛采用機(jī)械化移栽方式。國(guó)內(nèi)目前研制出的移栽機(jī)具都是人工喂苗的半自動(dòng)移栽機(jī)。我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)就是導(dǎo)管式栽植機(jī)。通過(guò)查閱有關(guān)的資料，對(duì)國(guó)內(nèi)外旱田移栽機(jī)械現(xiàn)狀、水平及我國(guó)在旱地栽植機(jī)械方面的研究進(jìn)行全面的了解，掌握其工作原理，并針對(duì)目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有育苗移栽機(jī)械存在的問(wèn)題,提出了今后發(fā)展我國(guó)育苗移栽機(jī)械的幾點(diǎn)建議。同時(shí)重點(diǎn)對(duì)缽苗移栽機(jī)的缽苗喂入機(jī)構(gòu)移載機(jī)總體設(shè)計(jì)等進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)該機(jī)系列化的目的?，F(xiàn)在我國(guó)的農(nóng)民趨于老年和婦女，勞動(dòng)力低，這樣發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化更是事在必行。盡管目前面臨著玉米價(jià)格低和比較效益差等問(wèn)題，但是，通過(guò)提高種植的機(jī)械化水平，進(jìn)一步改善育苗移栽技術(shù)的配套性能，就可以降低種植成本，達(dá)到增加產(chǎn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。相信隨著旱地育苗機(jī)械化水平的不斷提高，旱地育苗移栽技術(shù)將會(huì)逐步得到大面積推廣應(yīng)用。我這次的研究是對(duì)梳齒式苗間松土鋤草裝置的仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)和試驗(yàn)。為獲得理想苗間機(jī)械松土鋤草效果，用UG NX6.0軟件對(duì)裝置進(jìn)行了三維仿真建模。在建立機(jī)械鋤草，齒運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，在試驗(yàn)環(huán)境下和老師共同完成了苗間松土鋤草機(jī)械的松土鋤草試驗(yàn)。運(yùn)用正交設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。最終通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了仿真結(jié)果的有效性，既優(yōu)化了設(shè)計(jì)參數(shù)，又為大馬力復(fù)式中耕松土耕除草機(jī)的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
關(guān)鍵詞： 梳齒； 動(dòng)態(tài)仿真； 中耕松土鋤草
Abstract
In the early development of the earth weeding machine in use for intertillage weeding crop plants with loosening soil and digging up weeds difficult to be buried intact seedlings of high speed, and his corn to plant rooms and the hoes not pure and chemical weeding environmentally serious pollution in other plants, and harm for so many questions. Studying a new intertillage weeding loosening soil and seedlings. the mechanism for combined with brush your teeth as the main working parts, the use of the crops with weeds growing disparities the root surface of the property, plant regularly to tease out the loosening soil and digging up weeds, at the same time as necessary. the regular intertillage weeding in the overall design, belts, and the structure and size and the law of motion and carried out and theoretical analysis, and analyze the quality of its work. Brush your teeth in seedlings from loosening soil weeding device is more comprehensive intertillage weeding loosening soil and digging up weeds compound production rig seedlings from loosening soil and digging up weeds can be done in the plant crops of corn in the weeds and soil conservation, to ensure the products of productive and dependaplecrop exert positive role. Through access to information and knowledge of home and abroad. And the state of intertillage weeding machine in seedlings from loosening soil and digging up weeds device is used to grow crops on the surface and weed in the depth of the root of the soil, through weeding in the teeth of the surface layer to the track of a campaign to hoe to weeds. And weeding work from defects, analysis and weeding the fields of research and technology and the chemical weeding, electricity, and light for the combination of circumstances; With the united states, Germany and west developed relatively advanced technology, weeding the weeding a technical deficiencies, and weeding out the technical trend. This time I have been set of teeth between the seedlings for loosening soil weeding of emulation by design and trial for the ideal mechanism strengthens the dirt with a hoe. Pass to check relevant of research that data, move to plant the machine the present condition, level and our country to plant the machine in the dry land to domestic and international dry land to proceed completely of earthen bowl seedling that understanding, control the principle of its work, at the same time the point move to plant the machine to earthen bowl seedling to feed the organization, move to carry the machine the etc.Based on the existing domestic seedling transplanting mechanical problems, and puts forward its development in the transplant seedlings of mechanical several Suggestions.Of total design to proceed the analysis, and realize the machine's series of the ' s purpose.Now China's farmers tend to be older and women, low labor force, so that the development of agricultural mechanization more things in will do.UG NX6.0 software is installed in a 3D simulation model. in establishing a mechanism worked and moves the mathematical models, on the basis of the environment and the teacher finished thin out millet seedlings loosening soil mechanics of the earth to hoe. Hoe the use of software design are carried out tests for data processing. Ultimate test verified by the simulation results, and optimize the effectiveness of the design parameters, and the horsepower compound intertillage weeding loosening soil up weeds in the design basis provide.
Keywords: Elastic comb; Motion simulation; Cultivation uproot
目 錄
第一章 前言 1
1.1 研究的目的意義 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀 3
1.2.1 國(guó)內(nèi)松土除草技術(shù)的發(fā)展 3
1.2.2 國(guó)內(nèi)中耕除草機(jī)簡(jiǎn)介 5
1.2.3 國(guó)外松土除草技術(shù)的發(fā)展 7
第二章 總體設(shè)計(jì)方案 9
2.1 中耕機(jī)的作用及特點(diǎn) 9
2.2 中耕機(jī)的技術(shù)要求 9
2.3 農(nóng)藝要求 10
2.3.1 耕深 10
2.3.2 碎土 10
2.3.3 夠地圖其高度h 10
2.3.4 除草率 10
2.4 總體結(jié)構(gòu)及其工作原理 11
2.4.1 總體結(jié)構(gòu) 11
2.4.2 工作原理 12
2.4.3 主要技術(shù)指標(biāo) 13
2.5 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì) 13
2.5.1 機(jī)架的設(shè)計(jì) 13
2.5.2 株間除草單體的設(shè)計(jì) 14
2.5.3 株間除草部件設(shè)計(jì) 15
2.5.4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16
2.5.5 苗間除草機(jī)構(gòu)的仿真配圖 17
第三章 試驗(yàn)方案的確立及數(shù)據(jù)分析處理 19
3.1 試驗(yàn)的內(nèi)容、設(shè)備與材料 19
3.1.1 試驗(yàn)設(shè)備 19
3.2 單因素試驗(yàn) 20
3.2.1 鋤齒均布半徑的大小對(duì)鋤草性能的影響的試驗(yàn) 20
3.2.2 梳齒的轉(zhuǎn)速對(duì)鋤草性能的制約試驗(yàn) 20
3.2.3 梳齒間距對(duì)傷苗率和鋤草率兩指標(biāo)的影響試驗(yàn) 21
3.2.4 機(jī)車前進(jìn)速度對(duì)傷苗率和鋤草率的影響的試驗(yàn) 21
3.3 多因素試驗(yàn) 21
3.4 多因素試驗(yàn)方案的選擇 22
3.5 多因素試驗(yàn)結(jié)果與分析 23
第四章 結(jié)論 25
參考文獻(xiàn) 26
致謝 27
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 前言
第一章 前言
1.1 研究的目的意義
田間松土除草追肥是我國(guó)農(nóng)業(yè)精耕細(xì)作的重要環(huán)節(jié)之一。將地表鋤松、翻土壤、消滅行間與苗間雜草，地表溫度使有機(jī)肥料加速分解，也可以剪斷土壤的毛細(xì)管，盡量使水分的蒸發(fā)降低，才能起到儲(chǔ)水水保持的作用。這樣既保證了地表松散干燥，增加樹(shù)木植物周邊空氣的干燥程度，增加了樹(shù)木植物的病害免疫能力，又可以讓地面土壤下層相對(duì)潮濕；除此之外，消除土壤板結(jié)，改善士地的物理性質(zhì)，減少土壤的密封性，這樣就能使農(nóng)作物有著良好的生長(zhǎng)發(fā)育空間。盡快地進(jìn)行的鋤草是保證豐產(chǎn)豐收必要條件，對(duì)于保證農(nóng)民收入，穩(wěn)定糧食供應(yīng)也是是十分重要的。在此基礎(chǔ)上加以追肥，讓農(nóng)作物有著更好的生長(zhǎng)，這樣不僅降低了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，也使得生產(chǎn)效率得到了提高。
影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最大問(wèn)題的是田間雜草。農(nóng)田雜草對(duì)農(nóng)作物的上漲有著聚打的危害，據(jù)統(tǒng)計(jì)中國(guó)的農(nóng)田雜草的數(shù)量有著1500種之多，農(nóng)田雜草在農(nóng)作物生長(zhǎng)時(shí)期與農(nóng)作物爭(zhēng)搶水分、肥料、陽(yáng)光， 因此對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)極為不利，影響著農(nóng)作物根系的生長(zhǎng)，增加了后期維護(hù)農(nóng)作物生長(zhǎng)的的費(fèi)用，使農(nóng)作物的產(chǎn)量及質(zhì)量巨大的降低，降低了農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)。而且雜草中摻雜生長(zhǎng)著數(shù)量巨大的病害蟲(chóng)，如果不加以管理將會(huì)使病害蟲(chóng)肆意蔓延，更加嚴(yán)重影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育，也危害著大自然的生態(tài)環(huán)境。
在各個(gè)國(guó)家糧農(nóng)組織報(bào)導(dǎo)中提到，每個(gè)國(guó)家農(nóng)作物都由于雜草和病害蟲(chóng)受到危害，這樣導(dǎo)致了農(nóng)作物前生產(chǎn)前質(zhì)量損失了33%左右，最重要的是由于雜草損失的農(nóng)作物占8-10%甚至更大，受到迫害的農(nóng)作物達(dá)到了2.9億噸。中國(guó)由于雜草二引發(fā)的損害也約占糧食總產(chǎn)10%，每年因雜草造成的糧食損失就有上百億公斤。農(nóng)業(yè)精耕細(xì)作是中國(guó)中耕除草不可或缺的結(jié)構(gòu)之一。讓農(nóng)作物擁有有利的生長(zhǎng)條件是對(duì)農(nóng)作物的高度生產(chǎn)以及其穩(wěn)定生產(chǎn)有著良好的巨大作用。棉區(qū)的中耕作業(yè)由于工作強(qiáng)度和工作時(shí)間比較巨大，所以棉區(qū)的工作量在總總工作量中有著相對(duì)較大的比例。比如甘蔗的培育土壤就需要三次的實(shí)驗(yàn)研究。為了提高農(nóng)作物的生產(chǎn)效和生產(chǎn)的質(zhì)量我們應(yīng)在農(nóng)作物之間進(jìn)行運(yùn)用機(jī)械中耕的方法來(lái)種植農(nóng)作物。由于人和蓄力進(jìn)行的中耕深度和培育土壤，以及施加肥料等沒(méi)有能力達(dá)到農(nóng)作物的高產(chǎn)和增產(chǎn)并且無(wú)法有效地提高農(nóng)作物的質(zhì)量。所以我們要進(jìn)行研究中耕施肥機(jī)，從而進(jìn)一步達(dá)到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高產(chǎn)和效率的提高的需求。
因此尋找一種除去田間雜草的方法迫在眉睫，而應(yīng)運(yùn)而生的中耕除草技術(shù)可以滿足這一需求，從而降低因雜草造成的糧食損失。
當(dāng)今時(shí)代社會(huì)正在飛速的發(fā)展，殊不知古時(shí)候早已有中耕機(jī)械來(lái)務(wù)農(nóng)，比如鐵鋤，耬鋤。前者在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就已經(jīng)在中耕中使用（2000多年前），后者也已經(jīng)有了700年的歷史，它也是蓄力中耕鋤的在開(kāi)始的原型。早在元代和宋代已經(jīng)有古人的名著中提到了古時(shí)候務(wù)農(nóng)耕種的跡象，在前者《王禎農(nóng)書》中提到了耕蕩，是用來(lái)去除水田中的雜草和松土的工具，后者在《天工開(kāi)物》則是提到了水田中耕器，它的結(jié)構(gòu)相對(duì)于前者比較復(fù)雜是由多排釘齒和軋輥組成的，并且這種中耕器在當(dāng)今社會(huì)還有在個(gè)別的亞洲水稻國(guó)家如：中國(guó)等，依然在使用可想而知這個(gè)中耕器的實(shí)用之處和它的必不可缺。早在十八世紀(jì)的歐洲就已經(jīng)出現(xiàn)了馬拉鋤。再后來(lái)慢慢發(fā)展除了拖拉機(jī)牽引頭來(lái)進(jìn)行運(yùn)作的中耕機(jī)，弧形齒的六面體除草輪在當(dāng)時(shí)被譽(yù)為最好的中耕機(jī)結(jié)構(gòu)。中國(guó)在1950年間又研發(fā)了新型的中耕除草機(jī)，這款中耕除草機(jī)分為蓄力和機(jī)力。后來(lái)中國(guó)在1960年—1970年間分別研發(fā)了壟作中耕機(jī)、通用機(jī)架中耕機(jī)和汽油機(jī)帶動(dòng)工作的水稻中耕機(jī)。
在最開(kāi)始人類去除雜草只能用人力物力來(lái)進(jìn)行除草工作，可是這種人力除草耗費(fèi)的時(shí)間和金錢勞動(dòng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人類付出的勞動(dòng)力，使得去除雜草工作也變得事倍功半。所以人們開(kāi)始研發(fā)機(jī)械類除草機(jī)得到了顯著提升，后來(lái)又有人開(kāi)始研發(fā)化學(xué)藥劑來(lái)除草，雖然化學(xué)藥劑除草相對(duì)于而言有著明顯的除草效果，可是這種除草方式又將人們固定在農(nóng)田中耗費(fèi)勞動(dòng)力、金錢等，并且這種除草方式在后期的土壤會(huì)有毒性物質(zhì)的殘留，及其危害土壤使得再進(jìn)行播種的農(nóng)作物具有毒性甚至被土壤中的毒性物質(zhì)污染導(dǎo)致大面積死亡。
在1980年期間人有研發(fā)出仿真技術(shù)，仿真技術(shù)一門多學(xué)科的綜合性技術(shù)，仿真技術(shù)是將虛擬現(xiàn)實(shí)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的一種技術(shù)，這種仿真技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將要生產(chǎn)制造的物品和活動(dòng)先進(jìn)性優(yōu)先級(jí)建模，再進(jìn)行仿真。所以仿真技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展中有著絕對(duì)性的地位，對(duì)未來(lái)的各項(xiàng)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。它的重大作用主要表現(xiàn)為：
（1）應(yīng)用軟件的技術(shù)日益增強(qiáng)，其技術(shù)是對(duì)制造系統(tǒng)中的五大要素進(jìn)行高度仿真，這五大要素包括：組織管理、物流、人、信息流、能量流。這種技術(shù)對(duì)于制造業(yè)的發(fā)展有著前所未有的提高，為后期的技術(shù)發(fā)展提供了更大的空間，并且更進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了相關(guān)制造技術(shù)的發(fā)展和提高。
（2）仿真技術(shù)既可以加深人們對(duì)生產(chǎn)制造過(guò)程的認(rèn)識(shí)，又可以嫁人們對(duì)它的理解。這樣就可以讓人們對(duì)生產(chǎn)制造業(yè)的認(rèn)識(shí)的以加深，對(duì)其理論進(jìn)行高度的升華。所以這種技術(shù)可以更大的提高生產(chǎn)制造系統(tǒng)的整體化優(yōu)化，大幅度的提高生產(chǎn)力。
（3）仿真制造在企業(yè)組織管理工作中也起到了決定性的作用，它與現(xiàn)實(shí)制造業(yè)相輔相成相互影響，如果企業(yè)加以研究并研發(fā)出一套正確的決策對(duì)后期的企業(yè)生產(chǎn)有著大幅度的產(chǎn)量提高，并且對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)量可以進(jìn)行預(yù)先預(yù)測(cè)，又可以在最早的時(shí)間對(duì)生產(chǎn)中的問(wèn)題加以更改實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)制造的進(jìn)步與仿真制造的融合。
（4）仿真技術(shù)在未來(lái)的產(chǎn)業(yè)中也會(huì)加快人才的培養(yǎng)，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)生活中飛行員的培養(yǎng)是非常困難的，國(guó)家每培養(yǎng)一個(gè)飛行員都是花以重金培養(yǎng)，模擬飛機(jī)駕駛室是一個(gè)很重要的機(jī)器，對(duì)于飛行員的培養(yǎng)具有重要的作用。所以仿真技術(shù)也與其相似?？梢栽谄髽I(yè)中培養(yǎng)人才，讓生產(chǎn)人員運(yùn)用仿真技術(shù)來(lái)進(jìn)行訓(xùn)練操作、處理應(yīng)急事件等。從根本意義上來(lái)說(shuō)仿真技術(shù)改變了現(xiàn)實(shí)制造中的繁瑣程序，實(shí)現(xiàn)了從虛擬到現(xiàn)實(shí)的制造模式，并且讓這種模式成為了當(dāng)今世界企業(yè)不可獲取的技術(shù)，不僅加快了生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并且也讓重要的化工生產(chǎn)業(yè)的污染事件得意控制，維護(hù)了環(huán)境的良好，實(shí)現(xiàn)了決定性、適用性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性及與保護(hù)世界環(huán)境為一體的統(tǒng)一化。并用這種仿真技術(shù)將生產(chǎn)制造業(yè)以模擬仿真的形式表現(xiàn)出來(lái)。展現(xiàn)了模擬仿真技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，讓世界認(rèn)識(shí)到技術(shù)的發(fā)展程度。
1.2 國(guó)內(nèi)外研究開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)內(nèi)松土除草技術(shù)的發(fā)展
自1960年以來(lái)中國(guó)開(kāi)始研究苗之間的機(jī)械除草器，在70代得到了很大程度的發(fā)展了苗之間的機(jī)械除草技術(shù)。它的工作部件分為旋轉(zhuǎn)鋤式、彈齒、立盤、水平圓盤、圓錐板、鏈條、和其他多種形式。黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院研制機(jī)械工程中的機(jī)器：3ZS-2型中耕除草機(jī)是按照GTX-2的一個(gè)小工具型農(nóng)用耕作機(jī)機(jī)架式框架為主。為了提高查殺垂直雙盤除草的概率，溝壟選用了單翼鏟除草，溝幫選擇了雙翼鏟除草，鏟部分，這樣既提高了了全面除草的效率，又能讓土質(zhì)變得松軟。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院研制的XQ-7型驅(qū)動(dòng)鋤草全雙工操作的作業(yè)機(jī)器，即中耕除草復(fù)式作業(yè)機(jī)。
東北墾殖場(chǎng)大田作物機(jī)械化除草主要用于全面誘草、封閉除草、土壤蒙頭、苗耙、以及三桿尺深而窄的松苗帶中耕培土的技術(shù)。近年來(lái)，引進(jìn)美國(guó)墾區(qū)旋轉(zhuǎn)鋤除草技術(shù)，以促進(jìn)更好推廣效果。但是，由于旋轉(zhuǎn)鋤與中耕作業(yè)兩個(gè)操作分開(kāi)進(jìn)行單獨(dú)工作時(shí)，還是有一些不足之處，因?yàn)槊绹?guó)的旋轉(zhuǎn)鋤除草機(jī)器需要高速（16公里每小時(shí)以上）的工作狀態(tài)。在松散的土壤條件下，實(shí)現(xiàn)第一遍輪式拖拉機(jī)速度的要求是很難達(dá)到的;作業(yè)的次數(shù)過(guò)多會(huì)破壞土壤的結(jié)構(gòu)，造成運(yùn)行效率低、成本比較高。基于以上問(wèn)題，黑龍江省紅興隆管理局的國(guó)有農(nóng)場(chǎng)開(kāi)發(fā)出3ZS-6型旋轉(zhuǎn)中耕聯(lián)合除草機(jī)，讓旋轉(zhuǎn)鋤和中耕深松除草機(jī)有效地合并起在一起，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，達(dá)到了及時(shí)、高效、高品質(zhì)、低消費(fèi)的目的。中國(guó)的除草機(jī)主要形式為中耕除草機(jī)，工作部件大多都分別為單翼和雙翼鏟，有盤割除草機(jī)和彈齒式除草機(jī)，但數(shù)量不多，還需要進(jìn)一步的研制開(kāi)發(fā)。
因?yàn)樵撛缙谘兄频某輽C(jī)在工作時(shí)嚴(yán)重毀壞幼苗，并且清除不凈苗間的雜草并且藥物除草本身具有毒性會(huì)給動(dòng)物和植物帶來(lái)巨大的影響與傷害，所以黑龍江八一農(nóng)墾工程大學(xué)開(kāi)發(fā)了一種新型苗間中耕彈齒式鋤草機(jī)。該款鋤草機(jī)的主要工作零件為偏心彈性梳齒，該機(jī)器使用的工作原理是作物與雜草根系生長(zhǎng)差別大來(lái)進(jìn)行除草，這樣既可以進(jìn)行農(nóng)作物苗期的除草，又可以邊除草邊完成中耕工作。這款除草機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示：
圖1 彈齒式苗間中耕鋤草機(jī)
中國(guó)的除草機(jī)外形和質(zhì)量都比較小，其主要原因在于中國(guó)的人口眾多人均占有土地面積小。而且中國(guó)的除草技術(shù)相對(duì)于許多發(fā)達(dá)的國(guó)家要差得多。當(dāng)今社會(huì)電子技術(shù)已經(jīng)步入成熟穩(wěn)重的地步并且有眾多的外國(guó)人員正在研究電子滅草等技術(shù)，相信會(huì)為以后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中會(huì)有著巨大的貢獻(xiàn)。如果能夠?qū)ζ湎嚓P(guān)的結(jié)論進(jìn)行研究，并且貫徹進(jìn)行電場(chǎng)中電磁場(chǎng)對(duì)植物機(jī)理的生長(zhǎng)研究，研制一臺(tái)新一代電子除草機(jī)的主要數(shù)據(jù)來(lái)源于雜草在不同的發(fā)育時(shí)期對(duì)植物的生長(zhǎng)的影響，如果成功這將在除草機(jī)技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到最高點(diǎn)，并且中國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也將變得更有意義。
1.2.2 國(guó)內(nèi)中耕除草機(jī)簡(jiǎn)介
旱作、水稻中耕機(jī)是中耕除草機(jī)的主要類型。其中旱作中耕機(jī)的分類主要區(qū)別于蓄力與機(jī)力。并且這種中耕機(jī)可以自行安裝各種工作元件來(lái)為農(nóng)作物的不同發(fā)育時(shí)期工作。其主要類別有：
（一） 除草鏟
除草鏟也可以用播種和施肥部件進(jìn)行換裝，其主要用途為第一或者第二次的松土除草的工作。通用機(jī)架中耕機(jī)主要分為單翼、雙翼鏟兩種，它的組裝工序是用中耕單組安裝在一根主橫梁上的機(jī)器。傾斜鏟刀和垂直護(hù)板是構(gòu)成單翼鏟的主要兩個(gè)元件。鏟刀的刃口和前進(jìn)的方向?yàn)槿冉?，鏟刀的平面和地面的傾角在十五度上下，這些都是用來(lái)清除農(nóng)作物間雜草和地面表面上的松軟碎土。而垂直護(hù)板是用來(lái)保證幼苗不被土壤大面積覆蓋致死；護(hù)板前端刀刃口使用來(lái)垂直的切開(kāi)土的刃口。單翼鏟有著左翼、右翼鏟之分，工作的最小深度為4厘米，最大深度為6厘米。雖然雙翼鏟是雙翼鏟刀與鏟柄構(gòu)成，并且除草的作用很厲害但是它的粉碎土壤的能力比較差。
（二） 通用鏟框架鉸鏈?zhǔn)?
通用鏟框架鉸鏈?zhǔn)皆诋?dāng)今時(shí)代應(yīng)用的要比除草鏟多，其原因在于它的粉碎土壤的能力要更加強(qiáng)。所以它擁有除草、碎土的能力，但是由于它的工作后很容易形成淺溝，所以造成土壤的橫向移動(dòng)增大。雖然這個(gè)機(jī)器的入土角沒(méi)有變動(dòng)，但是也分為雙翼和單翼兩個(gè)類別。雙翼鏟工作在農(nóng)作物之間；而單翼鏟在于幼苗兩邊緣工作，因此他可以防止土壤發(fā)生的橫向移動(dòng)而破壞農(nóng)作物苗。
（三） 鑿形松土鏟
鑿形松土鏟的作用為在農(nóng)作物間工作但不會(huì)翻開(kāi)土層，這樣就可以更好地保證水分充足讓幼苗更好地發(fā)育。它的工作環(huán)境也是在農(nóng)作物的中央。該機(jī)器的上半部分是矩形斷面鏟柄，單獨(dú)的單組組成部分是由一個(gè)甚至最多為五個(gè)工作元件構(gòu)成的；下半部分是向前彎曲的，“中耕單組”可以由它用工作元件來(lái)組成，旱作中耕機(jī)的工作深度一般在十一厘米左右，最深在十九厘米左右。這是由農(nóng)作物間的間距和中耕作業(yè)的要求計(jì)算的。
（四） 農(nóng)田培育土壤機(jī)
用于玉米、棉花等農(nóng)作物的種植和灌溉對(duì)地的根排溝。鏟頭和土壤分板及成型板。將切開(kāi)的下的土壤，使其破碎，而且沿著鏟面向分土板上行進(jìn)，工作深度為八厘米至十二厘米。推向左右兩側(cè)的土壤能順利覆蓋到幼苗上。土壤肥力的幼苗板成型線。打破文化的一部分在嶺后，培土板一般可調(diào)整。適應(yīng)株高、間距和大小的原始脊形變化。對(duì)希勒嶺地區(qū)是在壟作鏵加土板、模板和基礎(chǔ)，11至14厘米深的耕作，從溝里，16至25厘米，壟高頂用于玉米、棉等中耕作物的培土壅根和灌溉地的行間開(kāi)溝。由鏟尖、分土板和培土板組成。鏟尖切開(kāi)土壤，使之破碎并沿鏟面升至分土板上，耕深可達(dá)8～12厘米。被推向兩側(cè)，由左、右培土板將土壤培到苗行上。破碎后一部分培于壟上，培土板一般可以調(diào)節(jié)，以適應(yīng)植株高矮、行距大小及原有壟形的變化。壟作地區(qū)的培土器是在壟作鏵子的基礎(chǔ)上加分土板和培土板而成，耕深為11～14厘米，由溝底至壟頂高度為16～25厘米。
（五） 壟作鏵子
壟作鏵子的用途是在中國(guó)東北壟作地區(qū)進(jìn)行行間的疏松土壤，并且進(jìn)行去除雜草和培育土壤的工作。耕深可達(dá)到十一至十四厘米，它的工作鏟的尖端類似于三角形的形狀，表面的形狀是凸曲面型。工作時(shí)土壤會(huì)順著曲面進(jìn)行攀升，破碎后一部分培育于壟上，另一部分從尾部掉入壟溝。耕深為八至十二厘米。
（六）星輪松土器
由前后兩排串裝在水平橫軸上的星形針輪組成星輪單組，作業(yè)時(shí)在土壤反力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)前進(jìn)，可有效地破碎地表板結(jié)層，起松土保墑作用。由許多個(gè)星輪組成的寬幅機(jī)組用于北方早春麥田或休閑地松土。
旱作中耕機(jī)的工作環(huán)境是按照作物的行間距離的大小與中耕的要求決定的，它的尖端為鑿形，它的工作原理是將多種工作元件配置成為“中耕單組”，每一個(gè)單組都是由一至五個(gè)個(gè)工作元件來(lái)組合而成的，它的上半部分為矩形斷面鏟柄，在兩行作物的中間地帶來(lái)進(jìn)行工作的。每個(gè)中耕單組都是由一個(gè)能隨地面起伏并且能上下運(yùn)動(dòng)的仿形機(jī)構(gòu)與機(jī)架橫梁相接通，用來(lái)保證深度的一樣。
1.2.3 國(guó)外松土除草技術(shù)的發(fā)展
機(jī)械除草技術(shù)的研究早在1950年國(guó)外就已經(jīng)開(kāi)始了。經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的時(shí)間以及研究，現(xiàn)在大概已經(jīng)形成了較為成熟的保護(hù)耕作農(nóng)機(jī)具。并且這些研究出來(lái)的農(nóng)機(jī)具能夠較好地完成工作并能滿足工作的需求。
化學(xué)除草與非化學(xué)除草的方法在資料中介紹到的以國(guó)外居多。并且已經(jīng)有化學(xué)家和生物學(xué)家開(kāi)始認(rèn)識(shí)到雖然化學(xué)除草能夠有效地控制草害，但是也破壞了現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境，給生物們帶來(lái)了滅絕的危害，植物大面積變遷，甚至是環(huán)境的大面積污染及有害物質(zhì)在土壤的殘留對(duì)未來(lái)的侵害。所以在國(guó)外已經(jīng)對(duì)化學(xué)除草警惕起來(lái)，并提倡非化學(xué)除草。生物除草技術(shù)、電力除草技術(shù)、熱力除草技術(shù)、光化學(xué)除草技術(shù)是國(guó)外主要研究的非化學(xué)除草技術(shù)的類別。當(dāng)中生物防治在非化學(xué)除草技術(shù)中有著巨大的進(jìn)步，是運(yùn)用雜草自身具有天敵，并進(jìn)行引進(jìn)天敵來(lái)去除雜草并且不傷害幼苗，但是該方法的技術(shù)還不成熟很容易造成引進(jìn)的物種生態(tài)泛濫，從而發(fā)生生態(tài)污染。熱力和電力鋤草是使細(xì)胞液受熱膨脹，脹破細(xì)胞壁，蛋白質(zhì)凝固，使雜草枯萎，除草效果非常好，但是由于成本過(guò)高，不容易大面積的推廣。
在機(jī)械除草機(jī)方面，美國(guó)的JD970滾刀鋤草機(jī)，除草效率高，消耗動(dòng)力小，機(jī)式鋤草耙，它的工作元件隨著機(jī)器的前進(jìn)，帶動(dòng)刀軸轉(zhuǎn)動(dòng)，滾切刀外緣的刀刃切斷草根，從而實(shí)現(xiàn)除草耙具的作業(yè)元件為滾動(dòng)部件，所以不會(huì)發(fā)生秸稈的堵塞；美國(guó)的JD886型行間管理除草機(jī)具有可調(diào)整的護(hù)苗板，進(jìn)行噴藥除草治蟲(chóng)或機(jī)械除草時(shí)可以很好地保護(hù)農(nóng)作物，離地間隙比較高，非常適合在秸稈覆蓋的田間進(jìn)行行間工作。加拿大研制出適合不同土壤的多種類型農(nóng)機(jī)具，玉米、大豆和禾谷類作物的機(jī)械除草占百分之二十，百分之三十和百分之四十。德國(guó)已經(jīng)研發(fā)出一種除匍根冰草機(jī)械，用鋼爪抓耙20cm深地表，把匍根冰草連根拔起堆放喂豬或腐化成肥料。日本的除草機(jī)械的類別比較繁雜，按切割器類型區(qū)別有圓盤式、甩刀式和往復(fù)式；按與拖拉機(jī)掛接方式區(qū)別有前置式、側(cè)置式和后置式；按與拖拉機(jī)配套方式區(qū)別手扶式和乘坐式。因?yàn)榉N植方式、土地條件以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展等多種因素的不同，所以國(guó)外的除草機(jī)械多數(shù)是牽引式，工作幅面比較大，效率很高。我國(guó)的國(guó)情對(duì)于這種國(guó)外的機(jī)械不太適合。
電力滅草技術(shù)在未來(lái)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著巨大的作用。如果能夠得到相關(guān)結(jié)論的研究，鉆研開(kāi)發(fā)電場(chǎng)對(duì)植物生長(zhǎng)影響機(jī)理的研究項(xiàng)目，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要除草在不同生長(zhǎng)時(shí)期的物理參數(shù)進(jìn)行測(cè)試分析，并且研制出新一代電子除草機(jī)，將會(huì)在這一具有巨大市場(chǎng)前景技術(shù)的占領(lǐng)絕對(duì)的頂峰，我國(guó)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)會(huì)因此變得非常有意義。 但沒(méi)有推廣的主要原因是苗間雜草難以防鋤和除凈率過(guò)低，傷苗率比較高當(dāng)下對(duì)于作物間除草方面，國(guó)內(nèi)外主要運(yùn)用機(jī)械除草的方法，尤其是應(yīng)用于全球旱作農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，既經(jīng)濟(jì)又適用。在苗間安雜草防除方面，化學(xué)除草在國(guó)外比較適合，即運(yùn)用大型噴藥機(jī)械進(jìn)行精確的施藥消滅苗間雜草。如美國(guó)JD886大型田間管理除草機(jī)采用機(jī)械方法來(lái)除去行間的雜草，而苗間雜草則通過(guò)噴施化學(xué)藥劑從而完成工作。
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沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 總體設(shè)計(jì)方案
第二章 總體設(shè)計(jì)方案
2.1 中耕機(jī)的作用及特點(diǎn)
我國(guó)六十年代就開(kāi)始研究大型中耕鋤草機(jī)，國(guó)外對(duì)大型中耕鋤草機(jī)也做了大量的工作并有很多市售產(chǎn)品。本文試圖結(jié)合國(guó)內(nèi)外大型中耕鋤草機(jī)的研制情況，對(duì)大型中耕機(jī)的作用具體說(shuō)明一下。中耕機(jī)的作用：
（1）使土壤形成疏松的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)層，增強(qiáng)通氣性、提高表層地溫。
（2）調(diào)節(jié)土壤水分，剪短土壤中毛細(xì)管的用途，減小土壤底層水分的蒸發(fā)，這樣可以起到保墑和防旱作用。如果土壤的濕度比較大，可以加快表面土壤的水分的蒸發(fā)，祈禱干燥的作用。
（3）改變土壤的物理性質(zhì)，增加好氣性微生物活動(dòng)，加快土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解，提高土壤的施肥能力，這樣可以更好地讓農(nóng)作物的根莖來(lái)吸收。
(4)消滅雜草、消滅蟲(chóng)害。
2.2 中耕機(jī)的技術(shù)要求
對(duì)中耕機(jī)的農(nóng)藝及技術(shù)要求如下：
(1) 對(duì)土壤工作部件性能的要求
鋤凈雜草和松土并施肥是土壤工作元件性能的要求與中耕作業(yè)的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求。所以中耕機(jī)工作元件既要擁有鋤草性能好又要不纏結(jié)雜草，耕后土壤的表面平鋪，用來(lái)減少土壤水分的蒸發(fā)。在選擇土壤元件的類別時(shí)，必須保證它可以松軟土壤但不將其粉碎，不會(huì)導(dǎo)致土層的性能紊亂，開(kāi)溝起壟后，壟形平整，溝底留有落土。
(2) 對(duì)土壤工作部件的調(diào)整、安裝與通過(guò)間隙的要求
對(duì)土壤工作部件的調(diào)整、安裝與通過(guò)間隙的要求在農(nóng)作物管理期間，每次松土深度不完全相同。為適應(yīng)上述要求，中耕機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)行距和松土深度，其工作部件應(yīng)可調(diào)節(jié)。并能適應(yīng)土表起伏，保證耕作時(shí)耕作部件的穩(wěn)定性，機(jī)架高度影響中耕機(jī)在作物間的通過(guò)性。我國(guó)幾種主要中耕機(jī)作物后期的株高灌溉棉為 ，大豆，玉米 ，高梁 ，谷子。
（3） 對(duì)護(hù)苗帶的要求
農(nóng)作物苗期行間中耕時(shí)，為了避免損傷或土壤掩埋幼苗，中耕機(jī)工作部件距苗行應(yīng)有一定的寬度的護(hù)苗帶。護(hù)苗帶的寬度取決于作物的種類及品種，生長(zhǎng)程度，松土深度，播種質(zhì)量及中耕機(jī)作業(yè)時(shí)工作部件在垂直面上的水平偏斜度。顯然，中耕機(jī)工作部件于水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)越穩(wěn)定，護(hù)苗帶寬度可減小。
（4） 對(duì)中耕機(jī)的技術(shù)要求
中耕機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足以下技術(shù)要求：
a．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，合用簡(jiǎn)便。
b．作業(yè)時(shí)穩(wěn)定性好，便于操縱。
c．與拖拉機(jī)連接簡(jiǎn)單，便捷。
d．稍加變換就可完成各項(xiàng)中耕施肥作業(yè)
2.3 農(nóng)藝要求
2.3.1 耕深
最大中耕深度H=12cm。
2.3.2 碎土
直徑4cm以下的地塊占全耕層碎土量的75%。
2.3.3 夠地圖其高度h
溝底凸起高度是評(píng)價(jià)耕作質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，要求溝底的凸起高度不大于最大耕深的20%。即h小于等于20%h。
2.3.4 除草率
耕幅內(nèi)的除草率不低于70%。
2.4 總體結(jié)構(gòu)及其工作原理
2.4.1 總體結(jié)構(gòu)
該機(jī)集鋤草、施肥、松土于一體,整機(jī)單組聯(lián)接、單組傳動(dòng)、單組調(diào)整,為降低制造成本,本機(jī)借用兩行精密播種機(jī)機(jī)架作為通用機(jī)架,由地輪經(jīng)鏈條傳遞動(dòng)力。
中耕除草機(jī)總體設(shè)計(jì)如圖2，圖3所示。除草單體由行間鋤草鏟，單體前梁，苗帶松土彈齒， 苗間除草裝置，連接架，錐齒輪箱，單體順梁，單體后梁，限深輪調(diào)整臂，限深輪總成所組成，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。
圖2 中耕除草機(jī)總體結(jié)構(gòu)平面示意圖
1.驅(qū)動(dòng)輪總成 2.機(jī)架 3.除草單體 4.傳動(dòng)系統(tǒng)
圖3 中耕除草機(jī)總體結(jié)構(gòu)立面示意圖
1.驅(qū)動(dòng)輪總成 2.驅(qū)動(dòng)輪調(diào)整結(jié)構(gòu) 3.除草單體掛機(jī)裝置 4.連桿 5.除草單體升將調(diào)整機(jī)構(gòu)
6.除草單體
2.4.2 工作原理
工作時(shí)由于拖拉機(jī)的拉拽，鏈子沿壟上滾動(dòng)，壟上的土壤被旋轉(zhuǎn)地齒間粉碎。所以拖拉機(jī)的牽引力速度會(huì)隨著作用力而改變。牽引速度越高，碎擊能力就越強(qiáng)，并且齒尖向后水平的分速度也越大，除草的效率就越好。所以它比較適用于高速工作的環(huán)境。鏈?zhǔn)矫玳g除草過(guò)程主要兩個(gè)方面的運(yùn)動(dòng)。一是鏈子帶動(dòng)梳齒的轉(zhuǎn)動(dòng)，二是沿壟方向上的進(jìn)給。鏈?zhǔn)戒z草的轉(zhuǎn)動(dòng)是通過(guò)地輪帶動(dòng)的。除草機(jī)的固定采取懸掛在單體架上，跟隨拖拉機(jī)田間行走。從地輪傳遞過(guò)來(lái)的扭矩通過(guò)齒輪箱變成鏈?zhǔn)戒z草機(jī)的繞中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，配合拖拉機(jī)在田間的進(jìn)給，完成苗間除草過(guò)程。
由仿形四連桿的仿形作用減少除草機(jī)構(gòu)在田間的行走過(guò)程中的跳動(dòng)，保證梳齒的入土深度不會(huì)發(fā)生太大變動(dòng)，保證除草效果。
鋤草過(guò)程近似于人工鋤地的動(dòng)作。苗間鋤草作業(yè)時(shí)，隨著機(jī)組前進(jìn)，地輪通過(guò)一對(duì)鏈輪和一對(duì)圓錐齒輪增速并驅(qū)動(dòng)鏈?zhǔn)戒z草機(jī)，從而帶動(dòng)圓盤上的梳齒做圓周旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的鋤草齒浸入壟表土壤中三十至五十毫米處,與此同時(shí)對(duì)壟表土壤進(jìn)行粉碎和打理，主要是運(yùn)用農(nóng)作物與田間雜草根系的生長(zhǎng)差異大的特點(diǎn)，就是作物的根莖發(fā)達(dá)，入土深，而早期的雜草根系少、入土淺。當(dāng)苗帶被近似菱形的齒跡梳理后，有70%以上的雜草被鋤齒鋤掉并拋至壟側(cè)曬枯或被掩埋。以下完成了用于試驗(yàn)的鏈?zhǔn)绞矫玳g鋤草裝置的設(shè)計(jì)。
2.4.3 主要技術(shù)指標(biāo)
由于作物根系與雜草根系生長(zhǎng)的差別比較大的特點(diǎn)，有規(guī)律的梳理幼苗，以便于除去田間雜草。第一次梳苗可以在作物發(fā)育出兩片葉子的時(shí)候,這樣就能夠?qū)⒚炔莩?。挑出?次、第3次和第4次鋤草，如圖1所示一般要求對(duì)作物至少鋤草4次以上并且第4次鋤草應(yīng)在作物生長(zhǎng)到二十厘米之前結(jié)束。其技術(shù)的數(shù)字指標(biāo)如下：
（1）：苗間鋤草率不低于70%。
（2）：傷苗率不高于5%。
（3）：機(jī)車前進(jìn)速度為6~
（4）：行間鋤草率大于等于95%。
（5）：深松深度：20
（6）：考核面積大于等于350hm
2.5 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)
2.5.1 機(jī)架的設(shè)計(jì)
機(jī)架主要由上懸掛架、下懸掛架、主梁和副梁構(gòu)成，其二維結(jié)構(gòu)如圖4所示。主梁和副梁均采用材料為65Mn、100×100mm的矩形方鋼管，壁厚為8mm。上下懸掛架采用厚度為16mm的A3鋼板焊接而成。
圖4 懸掛結(jié)構(gòu)示意圖
1.主梁 2.U型螺栓 3.下懸掛架鏈接面 4.下懸掛架 5.上懸掛架圖
2.5.2 株間除草單體的設(shè)計(jì)
圖5除草單體結(jié)構(gòu)示意圖
1.單翼鏟2.單體前梁3.苗帶松土彈齒4.株間除草裝置5.連接架6.錐齒輪箱7.單體順梁8.單體后梁9.限深輪調(diào)整臂10.限深輪總成
作物株間機(jī)械除草單體的結(jié)構(gòu)如圖4所示，主要由單翼鏟、單體前后梁和連接架、苗帶松土彈齒、株間除草裝置、錐齒輪箱 、單體順梁和限深輪總成等構(gòu)成。其中單翼鏟用于鏟除作物行間雜草，可根據(jù)作業(yè)需要，同限深輪更換位置；苗帶松土彈齒主要用于對(duì)作物苗帶部分進(jìn)行碎土、破茬和除草，減小株間除草部件入土阻力，并有效防止作物殘茬、土塊等混入苗間，損傷秧苗。
2.5.3 株間除草部件設(shè)計(jì)
（1） 結(jié)構(gòu)
水平圓盤式是這個(gè)除草元件的結(jié)構(gòu)，如圖6所示，每行由一組水平旋轉(zhuǎn)的帶垂直梳齒的園盤配置在中耕機(jī)機(jī)架上，水平梳齒園盤由地輪或動(dòng)力輸出軸驅(qū)動(dòng)。工作時(shí)梳齒沿著苗帶水平旋轉(zhuǎn)，可將苗間生根較淺的草芽除掉并疏松表土，主要運(yùn)用在大豆、玉米和高粱等中耕作物定苗前的除草。比較適合平作大田作物的苗間松土除草作業(yè)。
圖6 水平圓盤除草部件結(jié)構(gòu)
1.鋤齒調(diào)整座 2.鋤齒 3.齒盤連接座 4.鋤齒盤 5.螺栓M8x25 6.螺母 7.墊圈
(2） 除草原理
水平圓盤株間除草部件的除草機(jī)理是根據(jù)除草部件在沿直線前進(jìn)的同時(shí)，又圍繞圓盤軸心旋轉(zhuǎn)，其上均布的每根垂直梳齒在地面上形成的余擺線構(gòu)成類似菱形網(wǎng)格，如圖7，將壟表土翻轉(zhuǎn)或移動(dòng)，在作物定苗前雜草剛剛萌發(fā)或扎根較淺時(shí)進(jìn)行除草，株間的雜草被拋擲壟表及壟溝中曬枯或掩埋。其中兩橫線區(qū)域?yàn)橛行С輩^(qū)。
圖7梳齒在地面上形成的余擺線齒跡
2.5.4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
每個(gè)單體的動(dòng)力均來(lái)自于地輪，傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如圖8所示。地輪采用橡膠輪胎，其規(guī)格為5.00—12，外徑為580㎜，寬度為135㎜。
圖8傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖
傳動(dòng)過(guò)程是：地輪通過(guò)鏈輪Z和Z將動(dòng)力傳遞給前中間軸，然后再通過(guò)鏈輪Z和Z將動(dòng)力傳遞給后中間軸，最后通過(guò)鏈輪Z和Z將動(dòng)力傳遞給每個(gè)作業(yè)單體的錐齒輪箱，經(jīng)換向后，錐齒輪箱的輸出軸驅(qū)動(dòng)株間除草園盤水平旋轉(zhuǎn)，使鋤草齒在作物株間20～30㎜深度范圍內(nèi)形成網(wǎng)格齒跡，鋤松表土、消滅雜草。該設(shè)計(jì)總傳動(dòng)比為i=3.17
2.5.5 苗間除草機(jī)構(gòu)的仿真配圖
SolidWorks是現(xiàn)在世上最流行的三維CAD軟件之一，其具有基于特征、參數(shù)化和實(shí)體造型等特點(diǎn)。整個(gè)設(shè)計(jì)的根源是裝配關(guān)系的進(jìn)行，裝配的基礎(chǔ)要素是相關(guān)的零件，零件是由許多參數(shù)化得到的，可以根據(jù)裝配關(guān)系的特點(diǎn)累積形成，特征是一些與機(jī)械設(shè)計(jì)的表達(dá)意圖相關(guān)的一些簡(jiǎn)單幾何形體，這些幾何形體的根據(jù)都是參數(shù)化的，可以基于裝配關(guān)系的二維或者三維草圖，草圖是一些簡(jiǎn)單類型的圖線，可以用幾何關(guān)系、裝配關(guān)系、驅(qū)動(dòng)尺寸來(lái)控制。
所謂特征是可以運(yùn)用參數(shù)帶動(dòng)的實(shí)體模型。日常情況下特征必須滿足如下的條件：1.一個(gè)實(shí)體或零件上的具體構(gòu)成，2.能對(duì)應(yīng)某一形狀，3.必須有工程上的意義。基于特征的意識(shí)零件的模型的構(gòu)造是根據(jù)各種特征來(lái)完成的，零件的設(shè)計(jì)是特征堆砌過(guò)程。SolidWorks零件模型中，第一個(gè)實(shí)體特征名為基體特征，表達(dá)出零件的最開(kāi)始基本的形狀，零件其他特征的創(chuàng)建通常要基于基體特征。
零件上的各種特征被施加束縛被名為參數(shù)化。每個(gè)特征的幾何形狀和尺寸的大小用變量參數(shù)的方法來(lái)表明。如果定義某個(gè)特征的參數(shù)變量產(chǎn)生了變動(dòng)，其零件的這個(gè)特征的幾何形狀、尺寸大小將隨著參數(shù)的變化進(jìn)行變化，軟件就會(huì)重新生成該特征及其相關(guān)的每個(gè)特征，而不需要再一次的繪制。利用控制參數(shù)，可以得到控制零件幾何形體的目標(biāo)。
三維模型中闡述幾何體信息最完整準(zhǔn)確的是實(shí)體模型。實(shí)體模型包括了幾何體的點(diǎn)、線、面、體以和重量、密度等特性，通過(guò)這些特性可以進(jìn)行兩個(gè)幾何體的干涉檢查，可以進(jìn)行有限元分析中的自動(dòng)剖分網(wǎng)格，可以進(jìn)行2-5軸的NC操作等一系列“虛擬制造”。
因此SolidWorks系統(tǒng)的零件設(shè)計(jì)的構(gòu)造過(guò)程相似于于真實(shí)環(huán)境下的生產(chǎn)流程。苗行間除草機(jī)中除草單體和除草圓盤是重要部件，其三維裝配如下圖9、圖10所示。
圖9限身仿形輪裝配
圖10除草圓盤裝配
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 試驗(yàn)方案的確立及數(shù)據(jù)分析處理
第三章 試驗(yàn)方案的確立及數(shù)據(jù)分析處理
3.1 試驗(yàn)的內(nèi)容、設(shè)備與材料
在玉米、大豆中耕作物機(jī)械鋤草過(guò)程中，為提高苗間傷苗率和雜草鋤凈率2個(gè)主要指標(biāo)，該文針對(duì)玉米，大豆等中耕作物機(jī)械鋤草過(guò)程中影響雜草鋤凈率4個(gè)因素——梳齒盤的轉(zhuǎn)速 梳齒的間距 鏈輪的半徑和機(jī)具前進(jìn)速度進(jìn)行了試驗(yàn)和分析。結(jié)果表明，苗間雜草鋤凈率受梳齒盤的轉(zhuǎn)速和梳齒的間距速影響最大，其次是機(jī)具的前進(jìn)速度。根據(jù)試驗(yàn)情況分析，影響傷苗率和雜草鋤凈率指標(biāo)。本文對(duì)影響鏈?zhǔn)矫玳g鋤草過(guò)程中傷苗率和雜草鋤凈率的因素進(jìn)行了試驗(yàn)研究。
3.1.1 試驗(yàn)設(shè)備
本試驗(yàn)臺(tái)是由為自制室內(nèi)水稻割前摘脫試驗(yàn)臺(tái)改裝而成，主要由速度可調(diào)的移動(dòng)的土槽支架與鏈?zhǔn)矫玳g鋤草裝置構(gòu)成。土槽通過(guò)調(diào)頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)臺(tái)車實(shí)現(xiàn)土橋的無(wú)級(jí)變速往復(fù)移動(dòng)。鋤草齒盤由一臺(tái)2.2kw調(diào)頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，速度可調(diào)。試驗(yàn)設(shè)備如
項(xiàng)目
技術(shù)參數(shù)
臺(tái)式移動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)
調(diào)頻器
鋤草齒盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)
調(diào)頻器
臺(tái)式移動(dòng)跳高
土槽 長(zhǎng)×寬
5．5kw
變速范圍0—2。6m/s
2.2kw
變速范圍0—180r/min
14m
12m×1.2m
表1 試驗(yàn)設(shè)備
⑴ 實(shí)驗(yàn)材料
材料試驗(yàn)材料為玉米期育，其中玉米為三葉一蕊,苗全高為110-130mm葉莖微黃莖桿較易折斷,雜草為韭菜葉長(zhǎng)40mm,大豆為2葉，苗高為90mm,雙行栽植在可移動(dòng)的土槽中，土槽有效長(zhǎng)12m、株距200 mm，土槽中幼苗的入土的深度為32%。
⑵ 試驗(yàn)指數(shù)
苗間雜草鋤凈率≥70%;傷苗率≤5%；機(jī)車前進(jìn)速度6~
⑶ 試驗(yàn)時(shí)間地點(diǎn)
試驗(yàn)是在2009年1月份到09年3月份農(nóng)機(jī)具試驗(yàn)試完成的。因受季節(jié)因素的影響，無(wú)法從農(nóng)田采集生長(zhǎng)狀態(tài)的幼苗。所有試驗(yàn)用苗均是在學(xué)校農(nóng)具試驗(yàn)室里溫室條件下進(jìn)行培育。雜草是玉米缽育和大豆秧苗，隨機(jī)分布于土槽內(nèi)作物的苗間與行間為深松較理想的室內(nèi)試驗(yàn)深度。幼苗的培育是在1月份開(kāi)始進(jìn)行的。
3.2 單因素試驗(yàn)
單因素是將單個(gè)因素對(duì)這個(gè)試驗(yàn)的影響，以及找到最佳的各數(shù)值。
3.2.1 鋤齒均布半徑的大小對(duì)鋤草性能的影響的試驗(yàn)
在鋤齒盤轉(zhuǎn)速n=100r/m，機(jī)車前進(jìn)速度v=6km/ 。彈齒間距B=54mm時(shí)，改進(jìn)鏈輪R的大小，其鋤草率和傷苗率的結(jié)果如表2：
表2 除草率和傷苗率的結(jié)果
R 100 120 140 160 180 200
除草率 56 64 66 72 84 91
傷苗率 0 0.8 1.1 1.6 3.1 7.6
由表2知，在兼顧鋤草率和傷苗率兩指標(biāo)情況下，R取160較好。
3.2.2 梳齒的轉(zhuǎn)速對(duì)鋤草性能的制約試驗(yàn)
在R=160mm, 機(jī)車前進(jìn)速度Vm=6km/h,彈齒間距B=54mm,改變彈齒盤的轉(zhuǎn)速n的大小，其鋤草率和傷苗率試驗(yàn)結(jié)果如表3
表3 除草率和傷苗率的結(jié)果
N 80 100 120 140 160 180
鋤苗率 41 44 58 64 76 88
傷苗率 0 0 0.7 16 4.2 7.8
n=140-160能滿足鋤草率64～76﹪，取高值較好。傷苗率可控制在1. 6～4.2﹪.綜上試驗(yàn)n取160較好。
3.2.3 梳齒間距對(duì)傷苗率和鋤草率兩指標(biāo)的影響試驗(yàn)
在R=160mm，n=160r/min,機(jī)車前進(jìn)速度為6km/h時(shí)，改進(jìn)彈齒間距B，其試驗(yàn)結(jié)果如
表4 除草率和傷苗率的結(jié)果
H 32 42 54