垄作玉米机械除草装置设计与试验研究
发布时间：2021-05-08 08:56
玉米是我国主要粮食作物之一,其不仅可供人们食用,同时还大量被用作畜牧饲料和工业生产,因此保障玉米产量对于发展畜牧业和工业都具有非常重要的意义。田间草害是导致玉米产量下降主要因素之一,相关研究表明,严重的草害可使玉米产量下降50%以上。目前,我国主要除草方法有人工除草、化学除草、机械除草等。人工除草劳动强度大、效率低,只有极少部分地区采用人工除草方法。化学除草效率高、节省人力,是目前主流的除草方法,但化学除草方法有效控制杂草的同时也产生诸多不良影响,如大量反复使用除草剂使田间杂草产生抗药性、严重污染农田环境、农药残留威胁人们饮食健康等。近年来随着人们环保意识的不断增强,机械除草逐渐受到人们的重视,机械除草具有除草效率高、对环境污染小等优点,因此开展机械除草相关研究具有重要意义。本文在分析现有机械除草技术基础上,针对我国机械除草装置研究存在的不足,结合粘重土壤作业环境和玉米垄作种植特点,采用优化设计方法分别设计了凸轮摇杆式摆动型苗间除草装置和驱动旋转式振动型松土除草装置,将理论分析、虚拟样机设计、软件仿真、土槽试验优化等多种方法相结合,使设计出的除草装置性能达到最优,研究的主要内容和结论如...
【文章来源】：东北农业大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
英文摘要
1 引言
1.1 研究目的与意义
1.2 苗间除草机械研究现状
1.2.1 国外苗间除草机械研究现状
1.2.2 国内苗间除草机械研究现状
1.2.3 苗间除草装置结构类型
1.3 驱动式行间除草机械研究现状
1.4 振动减阻技术研究现状
1.5 机械除草装置研究存在的不足
1.6 课题来源和主要研究内容
1.7 技术路线
2 玉米机械除草装置整机设计
2.1 玉米垄作种植模式基础参数测定
2.1.1 垄型尺寸测定
2.1.2 玉米苗物理参数测定
2.2 整机设计
2.2.1 设计要求
2.2.2 样机组成及工作原理
2.3 本章小结
3 凸轮摇杆式摆动型苗间除草装置设计与试验研究
3.1 凸轮摇杆式摆动型苗间除草装置结构及工作原理
3.1.1 装置组成
3.1.2 工作原理
3.2 凸轮摇杆式摆动型苗间除草装置运动轨迹规划与分析
3.2.1 除草刀避苗运动轨迹规划
3.2.2 除草刀运动轨迹数学模型建立
3.3 凸轮摇杆式摆动型苗间除草装置关键部件设计
3.3.1 除草刀设计
3.3.2 凸轮摇杆机构设计
3.3.3 除草刀受力分析及弹簧参数确定
3.4 凸轮摇杆式摆动型苗间除草装置仿真分析
3.4.1 基于ADAMS的除草刀运动学仿真分析
3.4.2 除草装置运动参数优化试验研究
3.4.3 除草刀有限元静力学分析
3.5 凸轮摇杆式摆动型苗间除草装置试验研究
3.5.1 试验样机设计
3.5.2 试验材料
3.5.3 试验设备与条件
3.5.4 正交试验
3.5.5 试验结果与分析
3.5.6 结果验证及对比试验
3.6 本章小结
4 驱动旋转式振动型松土除草装置设计与试验研究
4.1 驱动旋转式振动型松土除草装置结构组成与工作原理
4.1.1 结构组成
4.1.2 工作原理
4.2 驱动旋转式振动型松土除草装置理论分析
4.2.1 除草装置运动方程建立
4.2.2 除草装置切削土壤阻力分析
4.2.3 除草装置减阻机理分析
4.3 驱动旋转式振动型松土除草装置关键部件设计
4.3.1 除草刀设计
4.3.2 辊筒设计
4.3.3 压缩杆设计
4.3.4 凸轮轴设计
4.3.5 弹簧设计
4.4 驱动旋转式振动型松土除草装置仿真分析
4.4.1 ADAMS运动学仿真分析
4.4.2 辊筒模态分析
4.5 驱动旋转式振动型松土除草装置试验研究
4.5.1 试验样机设计
4.5.2 试验材料与设备
4.5.3 试验因素及指标选取
4.5.4 单因素试验
4.5.5 多因素试验
4.5.6 性能对比试验
4.5.7 田间试验
4.6 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 讨论与展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄桃气调贮藏参数的优化及对品质的影响[J]. 何双,李高阳,谭焕,黄友洪. 现代农业科技. 2019(06)
[2]紫嫣茶中花青素水提工艺及其提取物抗癌活性[J]. 田野,殷中琼,唐茜. 安徽农业大学学报. 2019(01)
[3]典型砂土盐渍土的电化学特性及其腐蚀性研究[J]. 谢瑞珍,韩鹏举,白晓红,何斌,马富丽. 太原理工大学学报. 2019(02)
[4]藜麦山药燕麦南瓜营养粉制备工艺[J]. 李洪燕,赵红梅,杨艳君. 山西农业科学. 2019(03)
[5]山银花茎中绿原酸的微波辅助提取工艺研究[J]. 谢庭辉. 现代农业科技. 2019(05)
[6]基于划口预处理的不同品种核桃破壳分析研究[J]. 张恩铭,郑霞,丑维新,张宏文,李红斌. 农机化研究. 2019(12)
[7]犁体曲面离散元仿真试验与参数优化[J]. 何永强,贺俊林,杨作梅. 农机化研究. 2019(12)
[8]基于ANSYS的鸡毛菜收获机割台部分振动模态分析[J]. 刘东,肖宏儒,金月,杨光,肖苏伟,张建飞,姚森. 农机化研究. 2019(10)
[9]基于ANSYS的高速轴齿轮结构有限元静应力及模态分析[J]. 姚宏,彭亚黎,刘祖国,张道恒. 湖北工程学院学报. 2018(06)
[10]芦苇机械式打捆机压缩机构的偏置式曲柄应力及模态分析[J]. 朱海燕,张立新,王欢,李继霞,张翔,陈可圣. 机械设计与研究. 2018(04)
博士论文
[1]蔬菜株间锄草机器人末端执行器优化设计研究[D]. 黄小龙.中国农业大学 2014
[2]东北垄作株间机械除草关键部件研究与整机设计[D]. 韩豹.吉林大学 2011
[3]基于机器视觉的田间杂草识别技术研究[D]. 毛文华.中国农业大学 2004
硕士论文
[1]高效除草机器人控制系统设计[D]. 王艳.南京林业大学 2013
[2]滚齿式株间除草机构的设计与仿真[D]. 李燕.北京林业大学 2013
[3]除草机器人设计与控制[D]. 郭伟斌.南京林业大学 2008
本文编号：3175048
【文章来源】：东北农业大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
英文摘要
1 引言
1.1 研究目的与意义
1.2 苗间除草机械研究现状
1.2.1 国外苗间除草机械研究现状
1.2.2 国内苗间除草机械研究现状
1.2.3 苗间除草装置结构类型
1.3 驱动式行间除草机械研究现状
1.4 振动减阻技术研究现状
1.5 机械除草装置研究存在的不足
1.6 课题来源和主要研究内容
1.7 技术路线
2 玉米机械除草装置整机设计
2.1 玉米垄作种植模式基础参数测定
2.1.1 垄型尺寸测定
2.1.2 玉米苗物理参数测定
2.2 整机设计
2.2.1 设计要求
2.2.2 样机组成及工作原理
2.3 本章小结
3 凸轮摇杆式摆动型苗间除草装置设计与试验研究
3.1 凸轮摇杆式摆动型苗间除草装置结构及工作原理
3.1.1 装置组成
3.1.2 工作原理
3.2 凸轮摇杆式摆动型苗间除草装置运动轨迹规划与分析
3.2.1 除草刀避苗运动轨迹规划
3.2.2 除草刀运动轨迹数学模型建立
3.3 凸轮摇杆式摆动型苗间除草装置关键部件设计
3.3.1 除草刀设计
3.3.2 凸轮摇杆机构设计
3.3.3 除草刀受力分析及弹簧参数确定
3.4 凸轮摇杆式摆动型苗间除草装置仿真分析
3.4.1 基于ADAMS的除草刀运动学仿真分析
3.4.2 除草装置运动参数优化试验研究
3.4.3 除草刀有限元静力学分析
3.5 凸轮摇杆式摆动型苗间除草装置试验研究
3.5.1 试验样机设计
3.5.2 试验材料
3.5.3 试验设备与条件
3.5.4 正交试验
3.5.5 试验结果与分析
3.5.6 结果验证及对比试验
3.6 本章小结
4 驱动旋转式振动型松土除草装置设计与试验研究
4.1 驱动旋转式振动型松土除草装置结构组成与工作原理
4.1.1 结构组成
4.1.2 工作原理
4.2 驱动旋转式振动型松土除草装置理论分析
4.2.1 除草装置运动方程建立
4.2.2 除草装置切削土壤阻力分析
4.2.3 除草装置减阻机理分析
4.3 驱动旋转式振动型松土除草装置关键部件设计
4.3.1 除草刀设计
4.3.2 辊筒设计
4.3.3 压缩杆设计
4.3.4 凸轮轴设计
4.3.5 弹簧设计
4.4 驱动旋转式振动型松土除草装置仿真分析
4.4.1 ADAMS运动学仿真分析
4.4.2 辊筒模态分析
4.5 驱动旋转式振动型松土除草装置试验研究
4.5.1 试验样机设计
4.5.2 试验材料与设备
4.5.3 试验因素及指标选取
4.5.4 单因素试验
4.5.5 多因素试验
4.5.6 性能对比试验
4.5.7 田间试验
4.6 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 讨论与展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄桃气调贮藏参数的优化及对品质的影响[J]. 何双,李高阳,谭焕,黄友洪. 现代农业科技. 2019(06)
[2]紫嫣茶中花青素水提工艺及其提取物抗癌活性[J]. 田野,殷中琼,唐茜. 安徽农业大学学报. 2019(01)
[3]典型砂土盐渍土的电化学特性及其腐蚀性研究[J]. 谢瑞珍,韩鹏举,白晓红,何斌,马富丽. 太原理工大学学报. 2019(02)
[4]藜麦山药燕麦南瓜营养粉制备工艺[J]. 李洪燕,赵红梅,杨艳君. 山西农业科学. 2019(03)
[5]山银花茎中绿原酸的微波辅助提取工艺研究[J]. 谢庭辉. 现代农业科技. 2019(05)
[6]基于划口预处理的不同品种核桃破壳分析研究[J]. 张恩铭,郑霞,丑维新,张宏文,李红斌. 农机化研究. 2019(12)
[7]犁体曲面离散元仿真试验与参数优化[J]. 何永强,贺俊林,杨作梅. 农机化研究. 2019(12)
[8]基于ANSYS的鸡毛菜收获机割台部分振动模态分析[J]. 刘东,肖宏儒,金月,杨光,肖苏伟,张建飞,姚森. 农机化研究. 2019(10)
[9]基于ANSYS的高速轴齿轮结构有限元静应力及模态分析[J]. 姚宏,彭亚黎,刘祖国,张道恒. 湖北工程学院学报. 2018(06)
[10]芦苇机械式打捆机压缩机构的偏置式曲柄应力及模态分析[J]. 朱海燕,张立新,王欢,李继霞,张翔,陈可圣. 机械设计与研究. 2018(04)
博士论文
[1]蔬菜株间锄草机器人末端执行器优化设计研究[D]. 黄小龙.中国农业大学 2014
[2]东北垄作株间机械除草关键部件研究与整机设计[D]. 韩豹.吉林大学 2011
[3]基于机器视觉的田间杂草识别技术研究[D]. 毛文华.中国农业大学 2004
硕士论文
[1]高效除草机器人控制系统设计[D]. 王艳.南京林业大学 2013
[2]滚齿式株间除草机构的设计与仿真[D]. 李燕.北京林业大学 2013
[3]除草机器人设计与控制[D]. 郭伟斌.南京林业大学 2008
本文编号：3175048
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