【摘要】：煙草種植業(yè)是我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,與國民經(jīng)濟,尤其是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展有著緊密的聯(lián)系。隨著煙草種植業(yè)的不斷發(fā)展,機械化作業(yè)成為高效節(jié)本的有效途徑。近年來,我國研制了眾多的煙草田間管理機械,但大部分機械作業(yè)功能單一、可靠性差、作業(yè)水平低;絕大多數(shù)煙田仍采用傳統(tǒng)的人工打頂,其效率低、成本高且操作繁瑣;打頂后的煙株還需進行抑芽作業(yè),人工操作不僅效率低還易造成藥物中毒。因此,發(fā)展代替人工的自動化、智能化聯(lián)合作業(yè)機械是煙草生產(chǎn)的必然選擇。為解決國內(nèi)外現(xiàn)有打頂機固定高度打頂帶來的問題,設(shè)計了一種能夠根據(jù)煙草高度進行實時調(diào)節(jié)的夾持式智能打頂機,能夠同時完成煙花的定位、收攏、夾持、切割、割刀的消毒、抑芽劑的噴施和煙花的輸送和收集等聯(lián)合作業(yè)。本研究主要開展了以下研究工作:(1)打頂時期的煙草莖稈力學(xué)特性研究。通過煙草莖稈的切削試驗,確定了煙草莖稈直徑大小與最大切割力的關(guān)系,并進行切割力的計算;根據(jù)彎曲試驗得到試驗力與位移的關(guān)系,計算煙草莖稈的彎剪模量。莖稈力學(xué)特性的研究可以為打頂機割刀設(shè)計提供參考依據(jù),有利于提高機器的工作效率,也有利于煙草莖稈的綜合利用。(2)打頂機整機結(jié)構(gòu)設(shè)計和零部件選型。根據(jù)國內(nèi)外煙草打頂機械的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,并結(jié)合煙草打頂?shù)霓r(nóng)藝要求和生產(chǎn)狀況,進行整機結(jié)構(gòu)設(shè)計。打頂機整機采用高地隙通用底盤和蓄電池作為動力源,重點對煙草高度檢測系統(tǒng)、夾持式打頂機構(gòu)、升降機構(gòu)、割刀消毒和抑芽劑噴施系統(tǒng)、煙花輸送收集裝置等進行設(shè)計和零部件選型。(3)打頂機關(guān)鍵部件的有限元分析及運動學(xué)仿真。利用ANSYS Workbench對升降機構(gòu)鏈輪、夾持打頂機構(gòu)和升降平臺機架進行有限元強度校核,結(jié)果表明:各部件的位移變形量較小,所受最大應(yīng)力均小于材料的屈服強度,滿足設(shè)計要求;利用ADAMS對割刀進行運動學(xué)仿真,分析打頂作業(yè)時割刀上切割點的位移和速度隨時間的變化情況,仿真結(jié)果表明當割刀轉(zhuǎn)速為1000 r/min時,滿足切割要求。(4)樣機試制和田間試驗。在理論分析和仿真模擬的基礎(chǔ)上完成整機結(jié)構(gòu)設(shè)計,繪制二維圖紙,進行樣機加工和田間試驗。田間試驗表明:該機打頂效率大于95%,對煙葉的損傷率小于5%,能夠滿足煙草的精確打頂要求,同時可完成抑芽劑的定量噴施,實現(xiàn)了煙草打頂?shù)木_化和智能化。
【圖文】：

圖 1-1 人工打頂和抑芽劑噴施Fig.1-1 Manual topping and spraying of suckercides2009 年，馬利強等研制了一種打頂消毒聯(lián)合作業(yè)裝置（圖 1-2），該裝置掛載在式行走機構(gòu)上，通過高度調(diào)節(jié)掛載部件來調(diào)節(jié)打頂高度，工作時由電動機帶動鉤形旋轉(zhuǎn)切割，同時噴頭對煙草傷口進行消毒，切下的煙花進入卸料口，排送到空地上（強等，2010）。2010 年，耿愛軍等研制了 3YD-3 型煙草打頂機（圖 1-3），該打頂機采用割刀繞軸旋轉(zhuǎn)且割刀切削切線方向與打頂機前進方向相同的切割方式，能夠同時完成煙草、抑芽劑噴施和割刀消毒聯(lián)合作業(yè)，該機可通過一系列紅外光電開關(guān)組成的高度檢統(tǒng)，檢測煙草高度，實現(xiàn)了煙草高度的精確檢測、準確打頂和對靶施藥（耿愛軍10；馬敏等，2011）。

圖 1-1 人工打頂和抑芽劑噴施Fig.1-1 Manual topping and spraying of suckercides2009 年，馬利強等研制了一種打頂消毒聯(lián)合作業(yè)裝置（圖 1-2），該裝置掛載行走機構(gòu)上，，通過高度調(diào)節(jié)掛載部件來調(diào)節(jié)打頂高度，工作時由電動機帶動鉤轉(zhuǎn)切割，同時噴頭對煙草傷口進行消毒，切下的煙花進入卸料口，排送到空地等，2010）。2010 年，耿愛軍等研制了 3YD-3 型煙草打頂機（圖 1-3），該打頂機采用割刀旋轉(zhuǎn)且割刀切削切線方向與打頂機前進方向相同的切割方式，能夠同時完成煙抑芽劑噴施和割刀消毒聯(lián)合作業(yè)，該機可通過一系列紅外光電開關(guān)組成的高度，檢測煙草高度，實現(xiàn)了煙草高度的精確檢測、準確打頂和對靶施藥（耿愛軍；馬敏等，2011）。
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S224.9

【參考文獻】

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本文編號：2609715