【摘要】：農(nóng)田雜草與作物因爭奪光照、水分、土壤里的營養(yǎng)物質(zhì)等競相生長,對農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量造成一定程度的影響,嚴重時甚至導致作物絕產(chǎn),所以進行農(nóng)田除草作業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中關(guān)鍵、必不可少地一步。除草作業(yè)要求時效性強,每年都需要耗費很多人力、物力,目前普遍采用化學除草技術(shù)、人工除草技術(shù)和機械除草技術(shù)進行除草。但是考慮到化學除草技術(shù)帶來的環(huán)境污染和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降等危害以及人工除草技術(shù)的勞動強度大、效率低、實時性差等缺點,應用機械除草技術(shù)對農(nóng)田進行大面積除草作業(yè)顯得尤為重要。根據(jù)雜草在田間生長分布的隨機性,可以將田間雜草分為生長在作物行與行之間的雜草(行間雜草)和作物苗與苗之間的雜草(株間雜草)。現(xiàn)在應用機械工作部件鏟除行間雜草的技術(shù)已經(jīng)成熟,但是如何解決機械鏟除株間雜草時降低作物苗被破壞的數(shù)量(傷苗率)和進一步提高株間雜草被鏟除時雜草的數(shù)量(除草率)之間互相制約的問題一直是機械除草亟待解決的瓶頸,所以進行株間除草裝置的設計與試驗研究有重要意義。(1)基于除草作業(yè)時作物與雜草根系發(fā)育程度不同的特性,結(jié)合國內(nèi)外機械株間除草技術(shù)的發(fā)展狀況,分析了利用“規(guī)格四邊形網(wǎng)格狀”軌跡進行株間除草的除草機理,確定了株間除草裝置的主要參數(shù)與除草裝置結(jié)構(gòu)。(2)利用虛擬裝配和仿真技術(shù),在軟件NX8.0建模模塊對除草裝置進行了三維建模;在NX8.0裝配模塊將建立的零件裝配成一個整體,進行裝配間隙檢查,確保了合理的結(jié)構(gòu)設計和裝配工序;在NX8.0仿真模塊進行仿真,結(jié)果表明株間除草裝置結(jié)構(gòu)設計合理,梳齒軌跡與設計相符,仿真結(jié)果與理論分析一致。(3)在軟件ANSYS Workbench對懸掛架進行了有限元分析,經(jīng)過一系列的定義材料屬性、劃分網(wǎng)格、添加約束和載荷,模擬分析了懸掛架的總位移和等效應力強度,分析結(jié)果表明懸掛架符合設計要求。(4)對株間除草裝置上的每根輸出軸上的梳齒數(shù)量、單根輸出軸上的每根梳齒與梳齒之間的距離、驅(qū)動板的旋轉(zhuǎn)速度、除草作業(yè)時的前進速度4個試驗因子對傷苗率和除草率2個試驗指標的影響進行了中心組合試驗。利用軟件Design-Expert 8.0.5b分析各因子對試驗指標的影響并建立了相關(guān)回歸模型,優(yōu)化出各個因子的最優(yōu)參數(shù),為后續(xù)株間除草裝置的設計與試驗打下了基礎(chǔ)。(5)樣機在黑河市孫吳縣大豆試驗田進行了田間試驗,對優(yōu)化出的參數(shù)組合進行驗證,實際作業(yè)表明:除草裝置結(jié)構(gòu)設計合理、除草作業(yè)穩(wěn)定。當每根輸出軸上的梳齒數(shù)量為6根、單根輸出軸上每根梳齒與梳齒之間的距離為40 mm、驅(qū)動板的旋轉(zhuǎn)速度為190 r/min、除草作業(yè)時的前進速度為2.3 m/s時,傷苗率為3.1%、除草率為84%,為以后機械株間除草技術(shù)研究提供了參考。
【學位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S224.15

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