【摘要】：施肥是增加土壤養(yǎng)分,改善作物生長發(fā)育條件的重要措施。根據(jù)農(nóng)業(yè)部公布的數(shù)據(jù)表明,我國化肥用量約為330kg/hm~2,遠(yuǎn)高于世界平均水準(zhǔn)120kg/hm~2。由于化肥無法對(duì)土壤中缺失的有機(jī)物進(jìn)行補(bǔ)償,長期大量使用化肥會(huì)造成土壤有機(jī)物質(zhì)的存量下降,影響土壤微生物的生存,最終會(huì)破壞土壤肥力,降低化肥的肥效,導(dǎo)致作物減產(chǎn)。而有機(jī)肥則與化肥不同,由于有機(jī)肥含有大量不同種類的微生物以及各種微生物分泌的酶、刺激素等生長活性物質(zhì),施用有機(jī)肥可以為土壤微生物提供所需的能量和養(yǎng)分,有效提高土壤微生物的數(shù)量和種類,改善土壤的肥力,為農(nóng)作物的生長提供有利的條件,促進(jìn)農(nóng)作物增產(chǎn)。為了提高有機(jī)肥在丘陵地區(qū)利用率和作業(yè)效率,促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展,結(jié)合我國丘陵地區(qū)施肥作業(yè)現(xiàn)狀,論文對(duì)輕簡式固態(tài)有機(jī)肥施肥機(jī)進(jìn)了設(shè)計(jì)與研究。傳統(tǒng)的排肥器一般采用下排方式,即在肥料箱底部安裝排肥機(jī)構(gòu);當(dāng)有機(jī)肥含水率較大時(shí),在排肥過程中較易出現(xiàn)肥料箱下方有機(jī)肥被架空而不能可靠排肥的現(xiàn)象。論文所研究的輕簡式固態(tài)有機(jī)肥施肥機(jī)采用上排式的排肥方式,即排肥器從肥料的頂部開始排肥,邊排肥邊向下移動(dòng),將肥料箱中的有機(jī)肥從上到下逐步排出肥料箱。施肥機(jī)由可上下移動(dòng)的上排式水平刮板排肥器、水平刮板升降機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)以及輔助機(jī)構(gòu)組成。施肥作業(yè)時(shí),控制系統(tǒng)通過控制上排式水平刮板排肥器的下降速度及刮板的水平運(yùn)動(dòng)速度實(shí)現(xiàn)對(duì)排肥量的控制。論文建立了水平刮板的力學(xué)模型;確定了水平刮板伺服電機(jī)的工作參數(shù);通過對(duì)水平刮板升降機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算,確定了水平刮板升降步進(jìn)電機(jī)的工作參數(shù);通過分析排肥原理,建立了排肥器排肥量的數(shù)學(xué)模型;該模型表明在水平刮板的運(yùn)動(dòng)速度與排肥器的下降速度匹配時(shí),排肥器的排肥量與其下降速度之間成線性關(guān)系,并完成了驗(yàn)證試驗(yàn)。在控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)方面,設(shè)計(jì)完成了水平排肥伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、刮板升降步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、施肥機(jī)作業(yè)速度檢測電路以及水平伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測電路等;在控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方面,確定了用于該施肥機(jī)的排肥控制算法,完成了控制系統(tǒng)軟件編程,包括主程序、施肥機(jī)前進(jìn)速度檢測中斷服務(wù)程序、排肥量調(diào)節(jié)中斷服務(wù)程序、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制中斷服務(wù)程序等。對(duì)施肥機(jī)進(jìn)行了排肥器性能試驗(yàn)和整機(jī)性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,控制系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠,有機(jī)肥施肥機(jī)在正常作業(yè)速度內(nèi)(0.5-1.2m/s),當(dāng)設(shè)定施肥量在900-2100kg/hm~2的情況下,施肥量準(zhǔn)確,實(shí)際施肥量與設(shè)定施肥量最大偏差小于10%;施肥均勻性好,均勻性變異系數(shù)小于7%,單位面積實(shí)際施肥量及施肥均勻性與施肥機(jī)的作業(yè)速度無關(guān),滿足設(shè)計(jì)要求。
【圖文】：

圖 1-1 簡易畜拉式堆肥撒施機(jī)Fig. 1-1 Simplified compost spreader driven by livestock62 年，PattersonandReece 對(duì)肥料顆粒在圓盤上的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，成施肥機(jī)的數(shù)學(xué)模型理論基礎(chǔ)[27,28]。1996 年，R.Olislagaers, H. Ramo機(jī)模型對(duì)肥料類型進(jìn)行研究[29]。2001 年，J.P.Fulton 等人對(duì)田間變量撒施試驗(yàn)和性能評(píng)測，提出了將有機(jī)肥收集盒按照矩陣的方式擺放測評(píng)的方法，并基于該方法對(duì)美國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)的相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)2004 年，EdwardDintwa 等人運(yùn)用離散元法對(duì)單獨(dú)顆粒在施肥機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了模擬，并將模擬結(jié)果與實(shí)際結(jié)果做了比較[31]。歐美量試驗(yàn)研究后已經(jīng)開發(fā)出了多種自動(dòng)化程度高且可靠性好施肥機(jī)。如，法國格力格爾一貝松公司的速爾齊 DPXPrima 撒肥機(jī)，如圖 1-機(jī)的料斗容量最大為 2100L，拋撒距離在 18-24m 之間可調(diào)，最大拋g/hm2之間可調(diào)，，整機(jī)重量 300kg，動(dòng)力輸送軸轉(zhuǎn)速 540r/min。

圖 1-1 簡易畜拉式堆肥撒施機(jī)Fig. 1-1 Simplified compost spreader driven by livestockPattersonandReece 對(duì)肥料顆粒在圓盤上的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，的數(shù)學(xué)模型理論基礎(chǔ)[27,28]。1996 年，R.Olislagaers, H. Ram對(duì)肥料類型進(jìn)行研究[29]。2001 年，J.P.Fulton 等人對(duì)田間變驗(yàn)和性能評(píng)測，提出了將有機(jī)肥收集盒按照矩陣的方式擺方法，并基于該方法對(duì)美國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)的相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)，EdwardDintwa 等人運(yùn)用離散元法對(duì)單獨(dú)顆粒在施肥機(jī)旋跡進(jìn)行了模擬，并將模擬結(jié)果與實(shí)際結(jié)果做了比較[31]。歐研究后已經(jīng)開發(fā)出了多種自動(dòng)化程度高且可靠性好施肥機(jī)國格力格爾一貝松公司的速爾齊 DPXPrima 撒肥機(jī)，如圖 斗容量最大為 2100L，拋撒距離在 18-24m 之間可調(diào)，最大之間可調(diào)，整機(jī)重量 300kg，動(dòng)力輸送軸轉(zhuǎn)速 540r/min。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S224.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2679327