打顶方式论文范文

打顶方式论文范文（精选10篇）

打顶方式论文 第1篇

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点设在四川省烟草公司宜宾市公司兴文县大坝乡试验基地。土壤为黄壤, 肥力中等, 排灌方便, 前作为水稻。

1.2 试验材料

参试品种为当地主栽烤烟品种K326。

1.3 试验设计

试验设6个处理, 处理1:低打顶 (扣心打顶) , 留叶15~17片;处理2:现蕾打顶, 留叶18~20片 (CK) ;处理3:初花打顶, 留叶20~22片;处理4:盛花打顶, 留叶20~22片;处理5:高打顶 (盛花打顶, 增加留叶数) , 留叶22~24片;处理6:不打顶 (但必须除芽) 。3次重复, 随机区组排列, 18个小区。每小区栽烟5行, 每行15株, 试验共栽烟1 350株。各小区单独采收和烘烤, 除打顶方式外其他田间管理措施按宜宾市优质烟烟叶生产技术管理方案进行。

1.4 调查分析项目和方法

1.4.1 烟叶经济性状测定。

不同处理烤后原烟单独存放, 按烤烟国家标准进行分级, 统计各处理产量、产值、均价、上等烟比例、上中等烟比例等经济性状。

1.4.2 烟叶品质测定。

各处理各取初烤烟叶C3F、B2F 2 kg, 分别进行上部叶外观质量评价、中部叶感官质量评价和中上部烟叶化学成分分析, 化学成分分析按照王瑞新[15]的测定方法进行。

1.4.3 数据分析方法。

采用SPSS 10.0[16]进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 打顶方式对烟叶经济性状的影响

从表1可知, 从产量来说, 处理3与CK、其他处理之间差异达到极显著水平;处理4和处理5之间、处理2 (CK) 和处理6之间差异不显著, 但与处理1差异达到极显著水平。从产值来说, 处理3与处理4差异未达到显著水平, 但与其他处理达极显著水平;处理2 (CK) 、处理5之间差异不显著, 但与其他处理差异达极显著水平;均价、上中等烟比例等经济性状也表现出处理3>处理4>处理5>处理2>处理6>处理1。

与处理2 (CK) 比较, 处理3和处理4二者平均产值增加16.8%。本试验表明, 不同打顶方式对烟叶经济性状有较大影响, 以初花期至盛花期间打顶, 留叶数20~22片效果较为理想。

2.2 打顶方式对烟叶外观质量的影响

从表2可知, 处理1烟叶颜色深, 多偏向红棕色, 组织结构紧密, 弹性差, 身份厚, 叶面粗糙。处理2 (CK) 烟叶颜色较深, 浅红棕色烟叶比重较大, 烟叶颜色没有达到优质烟叶标准, 组织结构较紧密, 弹性稍好, 身份稍厚, 叶面较粗糙, 说明打顶期要推迟, 留叶数要适当增加, 以消耗烟株后期过多的富余营养。处理3烟叶颜色基本上处在橘黄-深橘黄区域内, 烟叶颜色处于最佳状态, 组织结构稍密, 油分较多, 弹性好, 身份稍厚-中等, 叶面舒展柔和, 与CK比较有明显优势。处理4、5烟株均在盛花打顶, 烟叶颜色逐渐偏浅, 柠檬色开始出现, 组织结构变得疏松, 油分逐渐减少, 弹性较差, 烟叶后期出现营养不良, 但处理4烟叶外观质量整体好于CK, 而处理6不打顶, 烟叶外观质量最差, 烟叶生长后期严重营养不良。

注:表中小写、大写字母分别表示0.05、0.01水平上的差异显著性。

2.3 打顶方式对烟叶化学成分的影响

从表3可知, 不同打顶方式对烟叶化学成分影响较大。随着打顶时间的推迟和留叶数的增加, 水溶性总糖、还原糖、钾含量等有利于烟叶品质的化学成分呈现先增加后减少的趋势, 烟碱、总氮、蛋白质则在较高初始值的情况下逐渐下降, 也有利于烟叶品质的提高。与处理2 (CK) 比较, 中上部烟叶处理3和处理4二者总糖含量平均增加27.8%, 钾含量平均增加7.9%, 烟碱含量平均减少20.46%。综合而言, 以初花至盛花期打顶, 留叶数20~22片时各化学成分最协调。

2.4 打顶方式对感官质量的影响

从表4可知, 随着打顶时间的推迟和留叶数的增加, 香气质先变纯, 后往劣的方向发展;香气量先变丰富, 后逐渐减少;余味先变舒适, 后涩味增加;刺激性先减少, 后枯焦气、地方性杂气增加;烟气浓度和劲头逐渐减少;燃烧性逐渐变好, 灰色先变白后变灰。综合评价烟叶使用价值, 以处理3最好, 其次为处理4。本试验条件下, 烤烟初花至盛花期间打顶, 留叶20~22片初烤烟叶感官质量最佳。

注:各项标度值为:很好9, 好8, 较好7, 稍好6, 中5, 稍差4, 较差2, 很差1。

3 结论与讨论

本研究表明, 不同的打顶方式对川南烟区烤烟产质量有较大影响。在川南生态条件下, 烤烟初花至盛花期间打顶、留叶20~22片与常规现蕾打顶、留叶18~20片比较, 初烤烟叶产量、均价、上等烟比例、上中等烟比例等经济性状均有不同程度的提高, 烟叶产值增加16.8%;烟叶颜色橘黄-深橘黄, 组织稍密, 油分多, 弹性好, 身份中等, 叶面舒展柔和, 烟叶外观质量变优;总糖含量平均增加27.8%, 钾含量平均增加7.9%, 烟碱含量平均减少20.46%, 烟叶内在化学成分趋于协调;香气质变纯, 香气量增加, 烟气浓度饱满, 劲头充足, 刺激性减少, 余味舒适, 燃烧性变好, 灰色变白, 使用价值提高。

黄瓜“花打顶”是咋回事？等 第2篇

黄瓜“花打顶”又叫“花抱头”，是棚室黄瓜上常见的一种生理障碍，通常表现为生长点附近的节间缩短，没有心叶形成而出现雌雄杂合的花簇，呈“花抱头”状。花打顶多发生在结果初期，对黄瓜的产量和品质影响很大。

根据多年试验观察，黄瓜花打顶可以分为三种类型：

1.发育失调型 前期温度低，且昼夜温差大，植株因营养生长受到抑制而生殖生长过快，很容易出现花打顶。

2.伤根型 棚内高温干旱，尤其是土壤干旱时，由于肥料过多、水分不足而导致烧根，或者土壤过湿，但气温和地温偏低，造成沤根，都容易形成花打顶。

3.生理性缺肥型 土壤条件不适，根系活动弱，吸肥困难，导致生理性缺肥时也会出现花打顶。

防止方法：①合理调控温度，防止温度过低或过高；及时松土，提高地温，必要时先适量施肥、浇水，再松土提温，以促进根系发育。②合理运用肥水。大棚黄瓜施肥，要掌握少量、多次、施匀，施用有机肥时必须充分腐熟，防止因施肥不当而伤根。适时适量浇水，避免大水漫灌而影响地温，造成沤根。③补救。已出现花打顶的植株，适量摘除雌花，并用磷酸二氢钾300倍液叶面喷施；出现烧根型花打顶时，及时浇水，使土壤持水量达到22%，空气相对湿度达到65%时浇水中耕，不久即可恢复正常。（山东 王玉堂）

中华猕猴桃插根育苗技术

中华猕猴桃采用根扦插育苗方法繁殖，简单、繁殖快、成活率高。下面就其技术要点介绍如下：

1.整地 选择沙壤土，每667平方米（1亩）施土杂肥2500公斤，深翻40厘米，整平耙细做畦，畦宽0.5米。

2.扦插 在3月下旬，挖根扦插，最好随挖随插。扦插用的根粗度应在0.3厘米以上，长度8～10厘米。扦插前畦内灌水，按8～10厘米的株行距进行扦插，然后覆土0.5～1.0厘米，并经常喷水保湿。

3.幼苗遮荫 出苗后，在畦上方搭南低北高的斜荫棚，棚高1.2～1.5米。棚顶盖草帘，白天盖，夜晚揭；晴天盖，阴天揭。立秋后，除去草帘，棚顶上只留少量草，使地面荫蔽达到70%。进入9月份后，可除去荫棚。

打顶方式论文 第3篇

棉花打顶调控是棉花生产的关键环节,目前主要以人工作业为主,劳动强度大,作业效率低。为了提高棉花打顶作业效率,促进棉花生产全程机械化的发展,石河子大学课题组研制开发了3MD-12型滚筒式棉花打顶机。

目前,棉花打顶机的打顶高度由驾驶员通过手动进行调整。不同品种、不同田块,甚至同一田块棉花的高低都是随机变化的,驾驶员只能根据实时观察判断和工作经验进行操纵,造成操作困难,很难满足工作要求。本文以STC89C52单片机为核心,设计了作物高度自动检测及打顶机打顶高度自动控制系统。

1 棉花打顶机结构及工作原理

3MD-12型滚筒式棉花打顶机结构,如图1所示。打顶机工作时为半悬挂状态,拖拉机动力由万向节传至变速箱,变速箱动力通过皮带传动分配至6组刀轴上,带动刀片旋转; 同时扶禾器将棉苗主侧枝聚拢扶至刀片旋转切割范围内,通过高速旋转的刀片切去棉苗主、侧枝顶部,达到棉花打顶的农艺技术要求。地表的起伏不平会影响到棉花打顶高度的稳定性,可通过安装在打顶机主梁上的仿形轮来适应。目前,棉株打顶高度通过驾驶员操纵液压升降调节机构(升降油缸)带动动轨道架(在动轨道架上安装有副梁、变速箱怠成、扶禾器总成、刀轴总成液压马达或液压油泵)的升降来实现对棉株顶部整体的仿形,打顶高度由标尺确定。打顶机运输时,考虑到运输安全,农具完全悬起后仿形轮离地面高度在400mm以上。

1.座椅 2.变速箱 3.悬挂架总成 4.动力输入轴5.滚筒护架 6.滚筒支撑架 7.扶禾器 8.地轮总成

2 打顶高度自动控制系统的硬件设计

2.1 作物高度的检测方法

作物高度是农业机械自动控制系统和各种农业机器人的一个重要信息。由于棉花打顶机在作业过程中要对打顶高度进行时时调整,且打顶机工作在振动、多尘和不断碰撞的环境中。因此,传感器应具有适应这种环境的能力。在对各种测距方法进行研究和比较的基础上,选择使用超声测距法对作物高度进行测量。

超声波测距是一种非接触式的检测方式,与电磁或光学的方法相比它不受光线、被测对象颜色等影响。根据控制系统的要求,采用超声测距的方法来检测作物的高度。超声波传感器对于被测物体处于黑暗,有灰尘、烟雾、电磁干扰或有毒等恶劣环境条件下有一定的适应能力,并被广泛应用于工业探伤、AE检测、超声诊断、海洋探测等领域。超声测距主要由超声波传感器通过相应的后续处理电路来实现。测量过程是:超声波传感器受到激励发出的超声波,在空气中传播时碰到被测物体被反射,声波信号折回由同一个传感器接收,通过测量超声波的传播时间,实现对距离的测量。

2.2 棉花打顶高度的检测方法

打顶高度自动测量系统超声波传感器原理,如图2所示。

系统工作时,超声波传感器安装在被测作物前端上方某一位置,由单片机产生40kHz的方波信号,触发超声波传感器向外发出40kHz的超声波(选用超声波传感器的谐振频率为40kHz),同时单片机的计数器从零开始计数。超声波在空气中传播,遇到作物后产生回波信号。超声波传感器接收到回波信号,由接收电路处理后,经放大和整形成为脉冲信号,送入单片机。单片机收到此信号立即使计数器停止计数,将计数器内的数值乘以单片机的机器周期,所得的时间为超声波在空气中的传播时间。由此时间经过计算可得出超声波传感器与被测作物间的距离。用电位器电路测量超声波探头的当前离地高度(若超声波探头安装在某一固定位置,可直接将固定高度输入单片机),两者之差即为所求的作物高度。

2.3 自动控制系统的硬件构成

自动控制系统硬件结构框图,如图3所示。

该控制系统是对棉秆的当前高度和提升液压缸的当前位置进行测量,按照PID控制算法对测量值进行处理,产生相应的控制信号,驱动电液比例阀动作,从而使打顶机刀具跟踪棉秆的高低而升降。控制系统中主控单元采用8位STC89C52单片机,外围电路包括输入输出信号处理电路和LED显示器等。

2.3.1 超声波发射和接收电路

超声波传感器触发方式有两种:自激振荡和他激振荡。本系统用的超声波传感器的共振频率为40kHz(他激振方式)。由单片机STC89C52产生40kHz方波信号,通过功率放大,带动超声波传感器向外发出超声波。超声波传感器发出的超声波被反射后,回波信号由接收电路接收,然后通过放大、滤波、整形后,送入单片机。

2.3.2 单片机系统

STC89C52单片机系统内部带有8k的flash ROM,因此不用外接程序存储器;根据需要扩展8k数据存储器,选用6264芯片;扩展键盘/显示器接口芯片8279;P2口的高3位作为片选信号,用来对8279,6264,DAC0832和A/D芯片的选择。

2.3.3 位置测量及A/D转换电路

提升液压缸位置的测量采用电位器电路,电位器电路输出信号较大,一般不需放大,但带动负载能力不强,接一运算放大器进行阻抗匹配及放大。该电路采用07OP运算放大器对其信号进行匹配放大。放大后的信号输入A/D转换器,转换为数字量送入单片机进行处理。

A/D转换器采用串行A/D芯片TLC1543,该芯片是CMOS、具有11路10位分辨率的开关电容逐次逼近模/数转换器。片内设有自动采样-保持电路,在转换结束时,用“转换结束”信号(EOC)输出端变高来指示转换的完成。

2.3.4 D/A转换电路

本控制系统的执行机构是电液比例方向阀,控制电压为0～10V。单片机输出的信号经DAC0832转换,并进行比例放大后,实现对比例阀的控制。

2.3.5 输入输出装置

键盘、显示单元由8279芯片控制,在控制系统中完成人机对话功能,操作者通过键盘向单片机发送控制指令和输入必要的数据信息,LED显示器则显示单片机运算及处理后的棉花高度值。

2.3.6 测量装置支架设计

测量装置支架的结构简图,如图4所示。

该装置由传感器、基座、刀具、活塞、滑杆、锥齿轮系和电位器等组成。超声波探头安装在机架上端,探头根据所测棉秆高度设定初始测量值a(高于所有被测棉秆的适当值),当高度固定下来后将其送入单片机,刀具安装在活塞滑杆上,滑杆上下运动通过曲柄滑块机构传递到锥齿轮,两锥齿轮通过啮合带动电位器转轴转动,使电位器电路的输出电压发生变化。电位器电路的输出电压经过A/D转换,送入单片机处理,得出刀具的离地高度h。测量时,由超声波传感器测得与棉秆之间距离d(已知要求打顶实际长度为M),则此时控制电液比例电磁阀K1和K2,使得满足M=a-d-h即可。

3 打顶高度自动控制系统的软件设计

测量系统的软件部分和硬件部分相协调配合,完成对超声波传播时间t的测量、超声波探头离地高度h的测量,并根据一定温度θ下的实际声速v计算出作物高度H,则

H=h-vt/2

最后将H值送LED数码管显示。本系统采用MCS-51汇编语言编程,主程序流程如图5所示。

4 打顶高度测量试验

用棉花打顶机打顶高度自动控制装置,在室内对带茎秆的棉花进行了高度测量试验,试验结果(环境温度为25℃)如表1所示。从试验结果可以看出用本文设计的装置对带茎秆的棉花进行高度测量,其测量误差≤6.8%。该装置有待于进一步改进,如采用温度传感器补偿声速、增加多传感器数据融合算法对测量数据进行处理等,从而提高测量精度。

mm

5 结束语

以STC89C52单片机为核心,设计了根据检测到的作物高度来自动控制棉花打顶机打顶高度的控制系统,该系统结构简单,容易实现。在棉花打顶机上应用该控制系统,可以使打顶机按照作物高度的变化自动调节打顶高度。

参考文献

[1]高巍,陈进,李耀明.作物高度自动测量装置的研制[J].农机化研究,2004(7):114-116.

[2]陈进,张淑红,李耀明.联合收获机梳脱台高度自动控制系统的设计[J].农业机械学报,2003(11):65-67.

[3]梁森.自动检测技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2006.

[4]杨银辉,师帅兵,刘江华,等.联合收割机障碍物识别系统的设计[J].农机化研究,2007(1):153-154.

[5]胡斌,罗昕,毕新胜,等.3MD-12型棉花打顶机的研究设计[J].农机化研究,2003(1):88-89.

[6]胡斌,罗听,李明志,等.3MDY-12型前悬挂液压驱动式棉花打顶机[J].新疆农机化,2006(2):26-27.

仿形棉花打顶机的设计研究 第4篇

关键词：农业机械；棉花；打顶机；仿形；设计

中图分类号：S224 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）10-0016-02

我国棉花主要采取“矮、密、早”栽培模式。棉花的无限生长会造成棉花徒长、蕾铃晚熟、后期二次生长等，影响棉花产量，适时打顶可消除棉株顶端优势，促进大部分养分横向运输到结实器官，从而降低脱落和烂桃，增加铃重，促进吐絮，达到早熟、高产、稳产。每年6月末至7月初的棉花打顶调控是棉花生产的关键环节。目前，国内棉花打顶主要以人工作业为主，劳动强度大，时间紧，成本高，效率低；同时，也有部分大型机械打顶机处于研发试验阶段，但大型机械打顶机不适于种植规模小的农户。为此，研究设计一种小型仿形棉花打顶机。

1 整机结构与工作原理

1.1 整机结构

仿形棉花打顶机的结构组成如图1所示。

1.2 工作原理

升降电机和打顶电机分别与蓄电池连接，继电器与升降电机连接。工作时，打开电源开关，由人力推动机具前进；仿形板一端接触棉株，受到棉株的反作用力和自身重力上、下移动，另一端与下触点开关和上触点开关接触，通过继电器控制升降电机正、反转；升降电机输出轴带动齿轮转动，齿轮作用齿条，齿条带动下端的切割装置上、下运动，实现浮动打顶。

2 主要部件设计

2.1 仿形控制装置

仿形控制装置主要由仿形板、触点开关和继电器组成，如图2所示。

当仿形板一端碰到高棉株，在棉株的反作用力下，仿形板一端向上移动，通过杠杆作用，另一端向下移动，与下接触开关接触，通过继电器控制升降电机正转，带动齿条及切割装置上升；当仿形板一端碰到低棉株，在自身重力作用下，仿形板一端向下移动，通过杠杆作用，另一端向上移动，与上接触开关接触，通过继电器控制升降电机反转，带动齿条及切割装置下降；当仿形板另一端处于上接触开关与下接触开关之间悬空时，升降电机锁定。

2.2 切割装置

切割装置由打顶电机、防重复切割罩和切割刀组成。切割刀由直径1 mm的钢丝制成，其切削力大，切口平整，同时质量轻，可减轻机具震动。切割罩中部为一个矩形槽（如图3所示），此结构可将切割刀的有效切割区域限定为一个矩形，避免切割刀对高棉株进行重复切割。

3 结语

小型仿形棉花打顶机通过继电器有效控制打顶高度，保证打顶后的棉株高度轨迹与打顶前的轨迹相仿，满足棉花打顶农艺要求；同时设有防重复切割罩，解决了切割刀对高棉株进行重复切割的问题。该机结构简单，成本低，可满足小规模种植农户的使用要求。

参考文献

[1] 彭强吉，胡斌，罗听，等.不同打顶时间和高度对北疆高产棉花产量的影响[J].中国棉花，2012，39（5）：23-25.

[2] 何磊，刘向新，周亚立，等.垂直升降式单体仿形棉花打顶机[J].农业机械学报，2013，44（增刊）：62-66.

[3] 焦心舒.单行仿形棉花打顶机结构设计与试验田[D].石河子：石河子大学，2012.

[4] 罗听，胡斌，王维新，等.3MDZK-12型组控式单行仿形棉花打顶机[J].农机化研究，2008（11）：136-138.

[5] 金篆芷，土明时.现代传感器技术[M].北京：电子工业出版社，1995.

[6] 彭强吉，张明辉，胡斌，等.3MDZF-6型垂直升降式单体仿形棉花打顶机的试验研究[J].农机化研究，2014（1）：170-173.

Abstract： Cotton topping is one important technique in cotton production process. Considering high labor intensity and low efficiency by artificial topping， a small cotton topping machine is designed. The profile controlling device timely feedbacks cotton plant height and controls topping height which makes the trajectory of the cotton height consistent before and after topping； the design of preventing repeat cutting shield avoided those high cotton plants repeated cutting. This machine has the feature of simple construction， light weight and low cost， can meet the agronomic requirements of cotton topping.

Key words： agricultural machinery； cotton； topping machine； profile； design

烟草打顶消毒联合作业装置的设计 第5篇

关键词：烟草,打顶,消毒,联合作业

0 引言

国内目前还没有对烟草打顶机械的研究报道,更没有定型的机型,但与烟草打顶机近似的棉花打顶机已有相关研究报道和定型机型。2002年,胡斌研制了3MD-12型棉花打顶机,采用半悬挂方式,可挂接在拖拉机的后悬架上使用[1]。2006年,罗昕进一步研制了3MDZK-12型组控式单行仿形棉花打顶机[2],唐军对该机进行了田间试验性能研究[3],赵玲进行了棉花机械打顶和人工打顶的对比试验[4]。2007年,韩辉对棉花机械与人工打顶做了进一步对比试验[5]。

美国、加拿大和日本等发达国家早已实现了烟草打顶、抑芽和烟芽收集的机械化联合作业,并已有定型产品。在美国专利“Device for topping tobacco plants”(NO:3662526)中公开了一种可以安装在普通拖拉机三点悬架上的机械式打顶装置,实现了烟草打顶的机械化作业[6]。在加拿大专利“Tobacco Topping Apparatus”(NO:1026565和NO:3683603)中公开了一种可以安装在烟草收获机上的液压驱动式烟草打顶机,实现了烟草打顶和烟芽自动收集的机械化联合作业[7]。在美国专利“Appratus and method for simultaneously topping and applying a precision application of sucker control chemicals to tobacco and other row crops”(NO:5987862)中则公开了一种基于机电液一体化技术的烟草自动打顶抑芽机,该机利用红外传感技术和机器视觉技术实现烟草顶茬的自动识别定位,可以实现烟草机械打顶、消毒、抑芽和烟芽自动收集的机械化联合作业[8]。

1 总体结构、工作原理、工作过程及技术参数

1.1 总体结构

烟草打顶消毒联合作业装置是集打顶消毒两种作业功能为一体的机械化作业装置。该装置主要由主机架、打顶部件、消毒部件、动力传输部件、高度调节挂载部件等组成,如图1所示。

1.高度调节挂载部件 2.机架3.消毒部件 4.打顶部件 5.动力传输部件

1.2 工作原理

工作时,烟草打顶消毒联合作业装置挂载在履带式行走机构上沿着烟行前进,如图2所示。

机械原理:打顶部件采用皮带传动;消毒部件由压力泵通过管道输送消毒液。

1.3 工作过程

动力传输过程:蓄电池带动电动机转动,电动机带动皮带轮转动,皮带轮进一步带动刀轴转动,刀轴上的割刀高速旋转对烟草进行打顶,此时消毒喷头喷出消毒液对伤口消毒。

其具体工作过程:烟草打顶消毒联合作业装置挂载在行走机构上沿着烟行前进,烟草在纵向引导杆的引导下进入到割刀切割范围,防护罩上的茎秆卡槽将烟秆卡住起到扶持作用。同时,割刀切割烟草顶部,压力泵将药液箱中的药液压送到消毒喷头上,电磁阀通过定时开闭控制消毒喷头的喷射时间和喷射量,为烟草伤口进行消毒。切下的烟芽被割刀甩到防护罩内做圆周运动,运动过程中烟芽被打碎,在离心力的作用下烟芽进入防护罩上的卸料口内,卸料口将烟芽排送到烟行的空地上。

1.4 技术参数

打顶部件和消毒部件是该装置的关键部件,打顶部件采用了钩形割刀打顶,消毒部件可以定时定量消毒,高度调节挂载部件可以调节烟草打顶的高度。打顶部件由蓄电池带动,消毒部件由行走机构上的压力泵提供动力。该装置主要技术参数如下:

外形尺寸/ mm mmmm:1 0301 400790

配套动力/AH:蓄电池160Ah

电动机/W:200

压力泵/kW:0.74

机组工作速度/kmh-1:低速 1.14,高速1.89

结构质量/kg:50

工作行数:1

行距/mm: 1 200

机组最大宽度/mm: 800

割刀转速/rm-1 :900～1 200

打顶高度/mm:1 500(可调)

2 主要工作部件的设计

2.1 打顶部件

打顶时割刀的性能直接影响到整个装置的工作质量。割刀切割时有两种切割形式:一是水平切割;二是倾斜切割。割刀水平切割时很容易将烟芽切下,但切下来的烟芽落到烟草植株上会造成烟草感染腐烂,所以这种切割方式不可取。只有采用倾斜切割,为避免切下来的烟芽落到烟株上,要将切下来烟芽排放到空地上,需要增加辅助部件实现这一功能。为此,在割刀防护罩的左下侧开有卸料口以便排送烟芽。为使割刀稳定切割,在防护罩的下壁中间开有茎秆卡槽,这样就实现了稳定切割和将烟芽及时排送到空地上的功能。

打顶方式:采用钩形割刀进行切割,这种割刀在切下烟芽的同时能够使烟芽沿着防护罩内壁做圆周运动,从而完成烟芽的抛送。钩形割刀如图3所示。

打顶部件主要由割刀和防护罩等组成,如图4所示。其中,箭头表示割刀旋转方向。

打顶时割刀的转速越快打顶的效果越好,但是必须同时考虑到动力配置问题,不能浪费能源。试验表明:当割刀的线速度V>10m/s时,割刀的切削力很容易把烟草茎秆打断。

2.2 消毒部件

割刀打顶后烟草伤口很容易感染腐烂,需要对烟草伤口进行消毒,工作时要满足割刀切割和伤口消毒同时进行。为此,在防护罩顶部安装喷头,电磁阀通过定时开闭控制喷头的喷药频率,行走机构上的压力泵为喷洒消毒液提供动力,消毒部件由药液箱、电磁阀、消毒喷头和输送管道等组成。

1.卸料口 2.茎杆卡槽 3.割刀 4.防护罩

2.3 动力传输部件

动力传输部件为烟草打顶提供动力,采用蓄电池带动电动机转动,电动机带动皮带轮转动,皮带轮进一步带动割刀高速旋转实现烟顶切割。蓄电池容量为160Ah,传动比i=2,割刀转速800～1 000r/min。

2.4 主机架的设计

根据打顶部件、消毒部件、动力传输部件的工作特点,将机架的主梁设计成倾斜的。打顶部件安装在主梁上,电动机安装在主机架的顶端,主机架的宽度必须小于烟草的行距(1 200mm),以防主机架工作时伤到另外两行的烟草。

2.5 高度调节挂载部件的设计

高度调节挂载部件用来调节烟草打顶的高度,它由挂载横梁、挂载连接梁、挂载圆钢等组成,通过调节挂载横梁上的螺孔和挂载连接梁上的螺孔之间的配合就能够实现高度的调节。

3 田间试验

该烟草打顶消毒联合作业装置在青州华龙机械科技公司试验基地进行了田间试验。试验区长50m,宽30m。田间作业性能如表1所示。

实验结果表明,该装置打顶效果良好,整机通过性能好,打顶率为98%,漏打率2%,消毒液喷洒准确,喷洒量适中,各项指标能满足烟草田间机械打顶消毒的农艺要求。

4 结论

1) 烟草打顶消毒联合作业装置总体结构设计科学,能够一次性完成烟草的打顶消毒两项作业。

当田间烟草高度整齐,地表平整时,该装置工作高效可靠,较好地满足了烟草田间机械化打顶消毒的农艺要求。

2) 烟草打顶消毒联合作业装置虽然较好地解决了人工打顶消毒作业困难的问题,但是打碎的烟芽落到地表上由于腐烂引起的污染问题需要在以后的研究中解决。

3)烟草机械化打顶消毒有利于提高烟叶的产量和质量,改善烟叶收获的品质。

4) 上述结论仍需加大田间试验面积进行更为精确的理论研究和验证。

参考文献

[1]胡斌,王维新,李盛林,等.3MD-12型棉花打顶机的试验研究[J].中国农机化,2004(2):41-42.

[2]罗昕,胡斌,王维新,等.3MDZK-12型组控式单行仿形棉花打顶机[J].农机化研究,2008(11):136-138.

[3]唐军,罗昕,胡斌,等.3MDZK-12型单行仿形棉花打顶机的结构设计与性能实验研究[J].石河子大学学报(自然科学版),2008,26(4):512-514.

[4]赵玲.棉花机械打顶和人工打顶对比试验[J].农村科技,2007(7):10.

[5]韩辉.棉花机械与人工打顶对比试验[J].安徽农学通报,2007,13(5):179.

[6]Smith.Device for topping tobacco plants:United States Pa-tent,3662526[P].1972-05-16.

[7]Balthes,Garryand Palmer,William,Canada.Tobacco Topping Apparatus:CANADA Patent,1026565[P].1971-06-23.

精河县棉花打顶剂比较试验 第6篇

1 材料与方法

1.1 试验概况

供试棉花品种为鲁棉803 (当地的主栽品种) 。试验选择在高肥力棉田内进行。试验田设在2013年秋翻冬灌时用磷酸二铵375 kg/hm2、尿素150 kg/hm2、钾肥75 kg/hm2、锌肥15 kg/hm2。供试打顶剂包括西域金杉棉花打顶剂 (乌鲁木齐碧都农业有限公司责任公司生产) 、尖萎棉丰棉花免打顶增产调理剂 (城都市蓝月亮农业科技有限责任公司生产) 、美新绿高乐棉花打顶剂 (爱沃农业技术有限公司生产) 、土优塔棉花打顶剂 (东立信生物工程有限公司生产) 。

1.2 试验设计

试验设5个处理, 分别为处理1:用西域金杉棉花打顶剂2 550 g/hm2, 人工对水225 kg/hm2;处理2:用尖萎棉丰棉花免打顶增产调理剂1 500 g/hm2人工对水225 kg/hm2;处理3:用美新绿高乐棉花打顶剂1 050 g/hm2, 人工对水225kg/hm2;处理4:用土优塔棉花打顶剂900 g/hm2, 人工对水225 kg/hm2;处理5:人工打顶 (CK) 。采取随机区组排列, 重复3次。采用机采棉模式 (12+64+12+64+12+64) cm, 平均行距38 cm, 小区面积为22.8 m2 (10.00 m×2.28 m) , 试验总净面积为342 m2, 试验田四周设置保护行[1,2,3]。

1.3 试验方法

播种方式为机采棉模式, 株距为9 cm, 4月10日进行播种, 5月5日出苗, 6月3日进行第1次中耕, 5月25日滴水适量。狠抓棉花病虫害的防治工作。6月7日结合滴水滴施尿素75 kg/hm2, 6月12日用缩节胺30 g/hm2进行化控, 7月10日下午按试验实施方案的要求喷施4种打顶剂 (施药当天天气晴) , 同时对照处理的棉花进行人工打顶[4,5,6]。7月13日用缩节胺120 g/hm2进行了化控, 以控制无效枝叶, 8月25日停水。

2 结果与分析

2.1 喷施打顶剂对棉花生育期的影响

由表1可知, 各处理播种期、出苗期、现蕾期及开花期均表现一致。花铃期相差0~3 d;吐絮期相差0~4 d;生育期为119~123 d。

2.2 喷施打顶剂对棉花农艺性状的影响

由表2可知, 各处理的棉花株高为96.0~110.0 cm;果枝数除CK为8.0个以外, 其余处理均为9.0个;平均单株有效成铃数为5.40~6.80个;平均单铃重为5.0~6.5 g。

2.3 喷施打顶剂对棉花皮棉产量的影响

由表3可知, 各处理皮棉产量为1 188.6~1 416.7 kg/hm2。产量最高的为处理2, 折合皮棉产量1 416.7 kg/hm2;产量居第2位的为处理3 (1 241.2 kg/hm2) ;产量居第3位的为处理4 (1 223.7 kg/hm2) , 产量居第4位的为处理1, 折合皮棉产量1 219.3 kg/hm2;处理2、3、4、1分别比CK增产19.19%、4.43%, 2.95%、2.58%。

由表4可知, 区组间F=4.00<F0.05 (4.46) 说明区组间土壤肥力无差异, 而打顶剂间F=0.45<F0.05 (3.84) 和F0.01 (7.01) , 说明打顶剂间无差异。

3 结论与讨论

试验结果表明, 棉花施用尖萎棉丰免打顶剂, 平均单株有效铃数6.80个, 铃重6.0 g, 理论籽棉产量3 540 kg/hm2, 比人工打顶增产23.6%, 比西域金杉打顶剂、美新绿高乐打顶剂、土优塔打顶剂分别增产19.2%、18.7%、18.7%;而对皮棉产量进行分析, 施尖萎棉丰免打顶剂处理皮棉产量1 416.7kg/hm2, 分别为比人工打顶、西域金杉打顶剂、土优塔打顶剂、美新绿高乐打顶剂增产19.19%、16.19%、15.72%、14.14%, 居第1位, 具有一定的增产潜力。但其生育期121 d, 打顶剂区组间、打顶剂间均无差异, 说明该试验地土壤肥力不均匀, 建议在测土配方的基础上待进一步研究探讨。

摘要：精河县棉花打顶剂比较试验研究结果表明, 尖萎棉丰免打顶剂处理的皮棉产量最高, 达到1 416.7 kg/hm2;单株成铃数最多, 为6.80个;铃重较重, 为6.0 g。综合表现较好, 建议在棉花生产上应用。

关键词：棉花,打顶剂,比较,新疆精河

参考文献

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[5]李林才.不同生长调节剂对棉花产量的影响[J].现代农业科技, 2014 (5) :36.

打顶方式论文 第7篇

棉花打顶是指在棉花生长到预定高度时切掉主枝上的生长点, 以达到抑制棉花疯长、促进侧枝发育、保证结铃所需养分及有效促进棉花高产的目的。目前, 棉花打顶主要有人工打顶、化学打顶和机械打顶3种方式。机械打顶生产效率高, 可与化学打顶相当, 且环境污染少, 能促进作物高产, 所以成为棉花打顶的研究重点。

棉花打顶的农艺要求是切掉距离顶尖3~7cm的芽尖。棉花打顶机能否随棉花高度变化有效调整割刀高度来实现这一要求, 成为设计成败的关键。为此, 本文通过分析国内外棉花打顶机的发展历程和目前未能投入使用的主要原因, 提出了解决仿形问题的建议。

1 国内外发展现状

1.1 国外发展现状

欧美发达国家在19世纪初就开始了棉花打顶机的研究, 经历了最初的畜力牵引和后来的拖拉机机械动力驱动及液压驱动的发展过程。

1919年, 美国德克萨斯州的Alex Marquis和Willie Sprott研究出了如图1所示的马拉式机械打顶装置。其由地轮带动往复式切刀切割, 机架上两个回转轮用于拍掉棉花枝叶上的象鼻虫[1]。这是目前所知的世界上最早的棉花打顶机。

1.地轮2.传动伞齿轮3.座位4.回转轮5.往复切刀6.车辕7.传动轴

1931年, 美国俄克拉荷马州Jay.A.Smith研究出了人工调整切割高度的打顶机, 如图2所示。其由驾驶员根据棉花长势, 通过上下提压手柄调节切顶高度[2]。从此, 打顶机向着高度浮动发展。

1.力平衡拉杆2.往复式切刀3.机架4.打顶高度调节杠杆5.高度锁定齿6.高度控制手柄7.地轮

1951年, 美国Joseph.W.Bell发明了螺栓调高的棉花打顶机, 如图3所示。将打顶机挂接在拖拉机前部, 由皮带带动一字型甩刀高速旋转进行切割, 切顶刀高度根据棉株高度预先通过门字型高度锁定装置调整[3]。该打顶机一次能切两行, 打顶刀外有罩网以防割下顶芽飞溅。

1.地轮2.机架3.传动皮带4.门形螺栓调高装置5.一字型甩刀

1954年, 美国德克萨斯州Howell.J.Price研发的连环带轮用于打顶机, 使得打顶机的行数大幅扩展[4], 如图4所示。这个结构目前仍是主流多行打顶机动力传输的主要方式。

1961年, 喀麦隆的Lawrence.E.strongman研制了棉花疏枝切顶机, 如图5所示。该机型带分禾器和残叶排除导向装置, 侧面设有排叶风道, 将切下的顶芽排入分禾器打开的棉花行间空当中, 减少了残叶挂枝遮光和病虫害的传播[5]。

1962年, 美国德克萨斯州Andy.A.Keyes研发出了挂接在拖拉机前端、用液压马达驱动的打顶机, 如图6所示。这种前挂接结构可视性更好, 操作者可以根据棉株高度调整打顶高度[6]。

美国在打顶机方面的研发, 为棉花打顶机切割形式和动力传递方式奠定了基础, 也为日后我国研发棉花打顶机提供了有效借鉴。但因机械打顶仿形问题始终未得到有效解决, 致使欧美各国20世纪60年代以后, 就没有继续进行棉花打顶机的研究。

1.排叶风道2.分禾器

1.2 国内打顶机发展现状

我国棉花打顶机研发始于20世纪60年代初期, 从蓄力牵引机械研究开始, 逐渐发展为机械动力、液压驱动, 并逐渐向自动化方向发展。

1.2.1 简单的棉花打顶装置

我国从解放初期开始棉花打顶机的研究, 研制出了马拉打顶机等简单的打顶装置;但因生产效率低、作业质量差等问题, 未投入生产应用。

1961年, 我国第一台马拉打顶机, 由地轮传递动力, 利用两套齿轮对滚筒切刀加速, 切刀回转切去棉顶[7], 如图7所示。但是, 由于入地后打顶高度不变, 造成漏切率和伤枝率高, 作业质量差。

随后, 出现了人工打顶的辅助装置, 如用于辅助人工打顶的打顶指套。杨发展提出了手推棉花打顶机, 是一种以蓄电池为动力, 通过电机驱动刀片, 模仿人手掐顶动作的手推、手提平台[8]。陈延阳提出了手提式棉花打顶机, 由人工背负电池, 手提旋转切刀剪枝打顶[9]。

1.打顶高度调节装置2.打顶刀轴3.滚筒式打顶刀4.传动链条5.右侧齿轮位置调节装置6.左侧齿轮位置调节装置7.车辕

简易打顶机构种类繁多, 但没有从根本上改变打顶现状, 这里只介绍了部分有代表性的装置。

1.2.2 大型悬挂式棉花打顶机

20世纪以来, 出现了拖拉机挂接的多行棉花打顶机, 打顶机进入机械动力阶段, 并逐步向大型化和自动化方向发展。悬挂式棉花打顶机按高度仿形原理划分, 主要有地面仿形、整体高度仿形和单株高度仿形3种型式。

1.2.2.1 地面仿形棉花打顶机

地面仿形是指用打顶机地轮等装置依据地面高度改变切顶高度的高度控制方法。

新疆大学王春耀、蒋永新等研制的3DDF-8型棉花打顶机, 在机架的两侧采用地轮对地整体仿形, 每行又有仿形靴进行单行对地仿形;在地轮上装有减震器以消减拖拉机越障带来的震动和冲击;打顶刀采用滚筒式切刀, 虽切刀切净率高, 但位置精度不容易控制[10]。

对地仿形很难达到满意结果。于是, 研究了转向直接针对棉花顶芽高度改变打顶高度的仿形方法。

1.2.2.2 整体高度仿形棉花打顶机

整体高度仿形是指根据作业幅宽内所有棉花顶尖的位置, 由人工判断较合适的平均打顶位置, 然后利用液压机构等装置将多行机组整体升降的高度控制方法。整体高度仿形棉花打顶机具有粗略仿形的功能。

新疆石河子大学胡斌等研制了3MD-12型后挂接棉花打顶机 (如图8所示) 。该机型动力由拖拉机输出轴经变速箱变速后带动甩刀回转。打顶高度以螺栓调节机架的基准位置后, 人工操纵液压系统带动切刀和变速箱一起升降, 实现整体仿形[11]。

1.扶禾器2.变速箱3.固定机架4.浮动机架5.液压油缸6.刀轴总成7.仿形地轮

在此基础上, 胡斌等研制了3MDY-12型前悬挂棉花打顶机, 以液压马达驱动回转, 解决打顶机构前悬挂动力的问题;采用平行四边形机架, 以提升油缸确定打顶机的工作基准位置后入地工作;驾驶员根据棉田局部长势, 操纵举升油缸升降整排12行打顶装置[12]。

山东农业大学周桂鹏等研制的基于高地隙通用底盘的棉花打顶机, 也属整体高度仿形棉花打顶机。驾驶员根据棉田状况, 通过液压系统同时升降装有若干行打顶装置的机架, 达到整体仿形的目的[13]。这个机型同时还有喷药的附加功能。

1.2.2.3 单株仿形棉花打顶机

单株仿形棉花打顶机通过检测各行中每株棉花高度, 分别调节单株打顶高度, 力求对不同高度的棉花切除相同长度的顶芽。单株仿形打顶机经历了从人工调高到自动测高和仿形的发展过程。

新疆建设兵团农机推广站唐军等研制的3MDZK-12型单体仿形棉花打顶机, 以拖拉机输出轴驱动滚筒切刀回转, 由人工通过调节手柄1调整打顶高度, 实现单株仿形[14], 如图9所示。

新疆石河子大学杨旭海等人对该打顶机进行了数控改造。采用超声波测量棉株高度, 回转电位器间接测量刀具位置, 根据两者位置差通过PID算法计算后, 控制刀具升降[15]。

从此, 自动检测棉花高度, 规划打顶刀动作路线, 液压控制打顶刀升降的控制流程就形成了, 如图10所示。

1.齿带组合的传动系统2.升降控制机构3.套筒式平衡机架4.悬挂架5.不等臂平行四杆升降机构6.滚筒式切割器7.扶禾器8.中间轴9.地面仿行装置

基于此控制流程, 中国农机化研究院周海燕等设计完善了液压控制的3WDZ-6型自走式棉花打顶机[16]。石河子大学何磊等人设计了采用仿形板浮动推动电磁阀通断开关液压系统, 分档控制高度位置的垂直升降式棉花打顶机。这种分级控制办法, 是除了PID控制之外, 一种新的高度控制思路[17]。

2 棉花打顶机存在问题分析及发展方向

通过对已有机型的分析可知, 以拖拉机为动力平台的多行打顶机的机械结构已基本定型, 并被普遍认可。但是, 目前的打顶机不能根据棉花高度实时改变刀具高度, 高度仿形的技术瓶颈未能完全突破, 从而造成高漏切率和伤枝率。现对打顶机存在的问题与今后的发展方向予以分析。

2.1 仿形型式的分析

棉花打顶机主要有对地仿形、整体仿形和单株仿形的3种仿形型式。

1) 对地仿形。因棉花高度 (顶尖的位置) 随地面的起伏, 足可以被30cm左右的棉花植株高度差异所淹没, 所以对地仿形不能有效实现棉花高度仿形。

2) 整体仿形。整体仿形棉花打顶机通常作业幅宽在6行左右, 是依据驾驶员对棉株平均高度的基本判定确定打顶高度。虽然效果明显优于对地仿形, 但是各行棉花长势不同, 难以统一打顶高度, 同样会导致漏切和伤枝。打顶时驾驶员既要控制前进速度, 又要调整打顶高度, 难以兼顾;若打顶机后置悬挂, 还需专人负责高度调节。

3) 单株仿形。单株仿形克服了对地仿形和整体仿形的缺点, 能对每一株棉花进行高度仿形, 理论上可以实现0漏切率和伤枝率。智能化单株浮动棉花打顶机以固定在打顶机构前端的高度传感器采集棉株高度信号, 以固定在拖拉机轮子上的测速器采集前进速度信号, 高度与速度信号输入控制中心, 控制中心指挥驱动装置实现打顶刀升降。目前, 棉株高度测量精度和仿形执行速度是智能化单株仿形打顶机尚未有效解决的问题。

2.2 棉株高度测量精度

棉株高度测量是智能化单株仿形打顶机准确打顶的前提。目前, 植株测高传感器主要有超声波测距、光学传感器和机械式接触传感器等。其中, 三维激光扫描精度可高于1mm, 但价格昂贵;计算机视觉测高方法因为图像处理数据量大, 难以实现实时化;机械式接触传感器或因仿形板过轻受田间不确定因素干扰, 或因仿形板过重压弯棉花顶尖造成误差;激光光幕的抗干扰性优于红外线和超声波, 精度较高;超声波的精度在2cm以上, 如果能解决定向性的问题也是成本低廉的解决方法。

2.3 仿形执行器的升降速度

高度仿形要经历高度检测、路径计算及打顶刀升降3个主要环节。单株仿形不成功的关键在于执行器的速度不够。棉花打顶对于执行器速度的要求为

现有的液压升降驱动一般达不到这个执行速度, 且棉花打顶机的液压系统结构复杂容易损坏, 不易维修。气动系统可以达到速度要求, 但是位置难以精确控制。电动机响应速度和转速都比较快, 理论上可以满足仿形要求。在烟草打顶机上曾使用电动机升降系统, 收到了比较好的效果。

2.4 打顶刀型式选择的分析

以往的打顶刀主要有往复式切刀、滚筒式切刀和甩刀等型式。往复式切刀因体积大、仿形难已被淘汰。甩刀和滚筒式切刀由于采用无支撑切割会导致棉秆退让, 且甩刀会因高旋转造成风压导致棉花晃动, 影响切割精度。滚筒式切刀或因刀盘上切刀数量过少导致切割路径不是直线, 或因刀盘上切刀数过多造成被切割物料难以喂入。

总之, 无支撑切割不是一种可靠的切割方式, 因物料退让造成切割点不易固定, 难以实现精确切割。剪切不仅能确定切割点, 且因有支撑切割对切割速度要求低、节省能耗, 是设计者应优先选择的方案。

2.5 打顶机结构设计的分析

1) 打顶机的机架设计。机架设计的难点在于如何减少拖拉机的地面振动与机械振动对打顶精度的影响。石河子农机培训站徐振宇, 用ADAMS分析3MDZK-12型棉花打顶机越障机架跳动情况时指出, 当拖拉机后轮跳动7cm时, 机架跳动可达17.4cm, 会导致打顶刀远远超出打顶范围[18]。拖拉机的颠簸对打顶刀精度的影响, 与打顶刀到挂接点之间的距离成正比。这指引棉花打顶机的设计者认真考虑在满足控制系统处理时间的前提下, 缩短打顶机的纵向长度。

2) 打顶机回转驱动系统设计。打顶机的回转驱动通常有两种形式: (1) 回转驱动系统随刀轴一起升降。优点是运动关系简单, 刀轴和回转驱动系统相对位置不变, 故不必做的很长。不足是回转驱动系统随刀轴升降会造成结构沉重, 惯性大, 振动大。 (2) 回转驱动系统固定, 仅刀轴上下运动。优点是升降稳定、惯性小, 缺点是升降需要克服刀轴回转的干涉力, 处理不好会造成升降卡滞。打顶机的刀轴等浮动装置应该尽量减小质量, 以减小惯性引起的迟滞。打顶机的刀盘大小、前进速度和控制算法PID参数都有待试验测得最佳参数。

2.6 打顶机功能的延伸

(1) 碎叶处理功能。棉花顶芽是棉铃虫和象鼻虫的聚集地, 丢弃在田间会加速病虫害传播。以气吸装置等收集顶芽残叶是可取的办法。 (2) 植保、中耕功能。打顶机可以和中耕、植保机具搭载在同一底盘上, 如能解决振动等问题对打顶精度的干扰, 实现合并作业可以实现一机多用, 不仅减少入地次数, 且节省动力。

3 结论

综上所述, 可以看出: (1) 智能化单株仿形打顶机应为棉花机械打顶机的主要发展方向。 (2) 其传感器可以采用激光光幕传感器, 加导向装置的超声波传感器和压力适当的机械式传感器。 (3) 采用电机驱动是提高仿形执行速度的有效措施。 (4) 应采用有支撑切割。有支撑切割可以克服甩刀高速旋转造成的风压和滚筒式切割器的振动问题, 提高切割精度。 (5) 尽量缩短割刀与悬挂点之间的距离, 以减小拖拉机越障跳动造成的切割高度误差。 (6) 宜采用切刀独立升降机构, 以减少运动部件的惯性。 (7) 拖拉机需增加顶芽回收装置, 以减少病虫害传播。 (8) 打顶机可增加附加功能, 实现一机多用。

摘要：通过分析国内外棉花打顶机发展的历程与现状, 对地面仿形、整体仿形和单株仿形3种现有主要棉花机械打顶机存在的总体仿形精度不高和单株仿形技术难度大等问题, 分别进行了剖析, 并提出了棉花打顶机械单株高度仿形的研究重点和发展方向。

打顶方式论文 第8篇

关键词：棉花打顶机,仿形机架,ADAMS,越障

0 引言

棉花打顶机是实现棉花全程机械化作业的重要机械。由于田间地形的变化,打顶机在运动作业时不可避免地出现跳动,直接导致悬挂在仿形机架上的切割器的纵向跳动,进而影响了切割器作业的稳定性,使得打顶作业的精度(打顶时的顶尖切削量)下降,因此设计工作平稳可靠的打顶机仿形机架具有重要意义。目前,针对农业机械越障方面的研究不多,而这方面的研究多数在越障机器人上[1,2]。本文在SolidWorks中建立仿形机架的三维模型,并导入ADAMS进行运动学仿真,研究了打顶机机架在刚性和弹性支撑下不同因素影响的打顶机越障性能,为棉花打顶机的结构优化和作业参数的选择提供参考。

1 打顶机宽幅机架的虚拟样机建模

1.1 建立三维模型

3MDZK-12型打顶机主要由牵引悬挂架、仿形机架、电液压控制系统、传动系统、滚筒切割器和仿形地轮等组成[3]。本文主要研究打顶机在不同影响因素下的越障性能,即打顶机的纵向跳动量,因此在建模时对其做简化处理,只建立牵引悬挂架、仿形机架和仿形地轮的模型;拖拉机结构尺寸参考约翰迪尔-750[4],对牵引拖拉机也做简化处理,只建立拖拉机的行走装置和三点悬挂装置。用SolidWorks对上述部件进行建模,并对其装配,装配好的模型如图1所示。

1.拖拉机前轮 2.拖拉机后轮 3.牵引悬挂架 4.打顶机机架前梁5. 仿形地轮支撑 6.打顶机机架后梁 7.仿形地轮 8.地面

1.2 三维模型的导入和布尔运算

将SolidWorks中建立的模型保存为Parasolid的中间格式(其扩展名为.X_T),导入到ADAMS中的零件众多,如对所有零件单独添加约束,不仅步骤繁琐且也非必要,因此在符合真实和保证仿真需要情况的前提下,对导入到ADAMS中的模型进行布尔操作,把打顶机牵引悬挂架和仿形机架合并,把所有螺栓和螺母与仿形机架合并,把仿形地轮轴和仿形机架合并。

1.3 部件属性设置和约束添加

导入到ADAMS中的模型需要对各个部件设置属性,包括初始方位、质量、名称和外观等。根据各零部件之间的配合关系,在有连接和运动的部位添加运动副,在拖拉机前轮、后轮、仿形地轮和地面之间添加接触副。属性设置和约束添加之后虚拟样机的模型如图2所示。

1.4 影响因素定义

1.4.1 牵引力的计算

由于轮胎和地面之间存在阻力,拖拉机和打顶机在仿真运动时需添加牵引力,此力添加在拖拉机的质心位置。驱动力的计算公式为[5]

undefined (1)

式中 PT拖拉机牵引功率,拖拉机的发动机功率为55.1kW;

FT拖拉机基本挡位的牵引力(kN);

v拖拉机基本挡位的实际工作速度,v=vl(1-δ)(km/h);

vl拖拉机基本档位的理论速度,取vl=3m/s;

δ已耕地的系数,δ=0.5。

由以上公式和已知拖拉机功率进行计算,拖拉机对机架的有效牵引力为9 200N。

但在打顶机工作过程中,车辆会受到滚动阻力Ff、空气阻力、坡度阻力和加速阻力等的作用。因农业机械运行过程中速度相对较低,所以空气阻力和加速阻力可忽略。滚动阻力是由车轮和土壤两者变形引起的,滚动阻力计算式为

Ff=Gf (2)

式中 f土壤的滚动阻力系数,干燥地面为0.025～0.035;

G整机使用质量(kg)。

在本文研究中,考虑到单行仿形棉花打顶机的工作特点,对打顶机工作时产生的阻力进行简化计算,整个机架的牵引力减去滚动阻力约为(5 500～8 500)N。本文取5 500,7 000,8 500N等3个牵引力分别施加在拖拉机的质心上。

1.4.2 地面障碍的高度定义

目前,新疆范围内的棉花耕地多以滴灌为主,因此拖拉机和打顶机机架通过的主要障碍为横向铺设的滴灌管,根据目前使用的滴灌管材型号来定义障碍的高度。这里选用外径为70,90,110mm的3种管材作为障碍高度。把障碍和地面在SolidWorks中建为一个模型,再根据仿真的要求把不同地面模型导入到ADAMS中进行仿真。

1.4.3 弹簧阻尼器的选择

用在打顶机机架上的减振装置为压缩弹簧,其刚度计算式为

Pb=Gd4/8D3nb (3)

式中 Pb弹簧的刚度(N/m);

G剪切弹簧模数(N/m2);

d钢丝直径(m);

D弹簧中径(m);

nb弹簧有效圈数(圈)。

这里取G=7.84107N/m2,d=0.01m,D=0.05m,nb=40,则Pb=19 600N/m。

由式3可以看出,弹簧的刚度由多个物理量决定。通过某个参数来改变弹簧的刚度,在ADAMS中过程繁琐,因此本文直接通过计算设置刚度系数K和阻尼系数C来改变弹簧的性质。当弹簧的阻尼系数为定值时,本文选取100 000,150 000,200 000N/m等3个K值[6];当弹簧的刚度系数为定值时,取1 000,1 500,2 000Ns/m等3个C值。

2 机架在不同影响因素下的仿真分析

仿形打顶机主要部件切割器悬挂在仿形机架的前梁上,其相对于机架的位置是固定不变的,相对于地面的位置是随着机架的跳动而改变的。越障时,机架两头的跳动相对较大。选取机架后梁两端一点作为测量点,标记为MAKER_150。对机架跳动做了单因素分析,仿真结果分析如下。

2.1 机架在不同牵引力下的仿真分析

机架在没有弹簧作用下的纵向跳动如图3所示,在有弹簧作用下的纵向跳动如4所示。

从图3可知,测量点静止时的位置为1.310 8m。拖拉机的前轮通过障碍时,仿形机架的跳动不明显,在3种牵引力的作用下跳动量分别为0.004 7,0.003 6,0.003 7m;当拖拉机后轮和仿形地轮通过障碍时,机架的跳动就很明显,最大跳动分别为0.265 7,0.196 3m。因为切割器是悬挂在机架上的,其跳动量超过了打顶机作业时打顶高度3～7cm的范围。图4所示为仿形地轮和机架在有弹簧支撑下的跳动。拖拉机前轮在通过障碍时,机架有比较明显的跳动,其最大跳动量达到了0.080 7m,超过了打顶高度所允许的范围;当拖拉机后轮通过障碍时,机架的跳动更为明显,最大跳动达到了0.193 7m,但是相对于采用刚性支撑的机架来说,跳动量减小了0.077 2m;当仿形地轮通过障碍时,仿形机架的最大跳动量仅为0.001 5m,弹簧支撑起到了很好的减振效果。

2.2 机架在不同障碍高度下的仿真分析

无弹性支撑仿形机架不同障碍高度下的纵向跳动如图5所示,弹性支撑仿形机架在不同障碍高度下的纵向跳动如图6所示。

由图5可以看出:机架纵向跳动随着障碍高度的增加而增加,当拖拉机前轮通过障碍时,对机架的影响最小,其最大值仅为0.003 8m;当拖拉机后轮通过障碍时对机架的影响最大,机架的跳动值分别为0.207 6,0.310 5,0.335 5m,极差为0.127 9m;当打顶机仿形地轮越过障碍时,机架的跳动量分别为0.161 5,0.225 5,0.292 8m。由图6可以看出:机架跳动幅度随着障碍高度的增加而增加,只是前轮、后轮和仿形地轮通过障碍时对机架跳动的影响发生了变化。前轮通过时,机架的跳动为-0.094 3m(负号是相对于静止位置1.298m,下同),后轮通过高度为0.07m和0.11m的障碍时,机架跳动量分别为0.173 7m和0.349 2m;仿形地轮通过障碍时对机架的影响较小,跳动量最大值为0.002 2m。

2.3 机架在压缩弹簧下的仿真分析

不同刚度系数下的弹簧仿形机架纵向跳动如图7所示,不同阻尼系数下的弹簧仿形机架纵向跳动如图8所示。

由图7和图8可以看出:弹簧刚度系数和阻尼系数的改变对机架的跳动影响很小,但是当拖拉机的前轮和后轮通过障碍时,机架的跳动较大。在刚度系数的影响下,机架跳动最大值分别为0.060 5m和0.165 5m;在阻尼系数的影响下,机架跳动最大值分别为0.072 0m和0.157 4m;当仿形地轮通过障碍时,机架的最大跳动量仅为0.022 7m,说明弹性地轮支撑结构有比较好的减振效果。

3 仿真结果与讨论

1)拖拉机作业速度的选择。拖拉机速度大时,其机架的纵向跳动也较大,因此在满足作业要求的情况下,建议拖拉机在低速下作业。

2)在相同条件下,机架和仿形地轮之间采用刚性连接的跳动量明显比弹性连接的跳动量要大;而且在弹性地轮支撑的情况下,仿形机架后轮经过障碍时基本上没有跳动。因此,建议在打顶机仿形机架和仿形地轮之间采用弹性支撑结构,从而能够减少仿形机架的跳动量。

3)拖拉机三点悬挂装置和仿形机架之间是刚性连接,当拖拉机后轮进过障碍时,打顶机机架产生较大的跳动,因此建议拖拉机悬挂装置和打顶机机架连接处采用柔性连接,以减少仿形机架在越障时的左右摆动量和纵向跳动量。

4 试验验证

为了验证本文建立的虚拟仿真模型的正确性,对其进行物理试验研究。试验在新疆生产建设兵团农业机械重点实验室院内平坦空地上进行,试验拖拉机型号约翰迪尔-750,打顶机型号为3MDZK-12型宽幅仿形打顶机。试验方法为采用超声波脉冲回波法对机架跳动高度进行测量,超声波传感器安装在打顶机机架后梁两端一点。对于3种影响因素,每种影响因素选择一个水平进行测量。试验结果如表1所示,表中所列数据是经过公式[11]换算的坐标数据的差值,即打顶机机架的跳动值。

从物理试验结果可以看出,机架在不同因素影响下的跳动趋势与仿真模型所测得数据基本一致。同时,在牵引力作用下的刚性支撑仿形地轮和弹性支撑仿形地轮Y轴跳动量分别为0.131m和-0.006m;在高度为0.07m障碍物作用下的刚性支撑仿形地轮和弹性支撑仿形地轮Y轴的跳动量分别为0.161 5m和-0.006m;弹性支撑仿形地轮结构的减震效果非常明显,有利于提高打顶作业的精度。

5 结论

1)利用ADAMS建立了宽幅仿形机架的虚拟样机模型,研究了其在不同因素作用下的跳动情况,分析得出了打顶机机架在低速和采用弹性地轮支撑下的跳动较小。当采用弹性地轮支撑的机架时,仿形地轮通过障碍时的最大跳动量为0.012 6m,最小跳动量仅为0.006m,比刚性地轮支撑的跳动量最大减少了0.025m,弹性地轮支撑机架机构的减振效果更好。

对本文所建立的虚拟样机模型做了试验验证,结果表明:本文建立的模型能较好地吻合实际情况,能够用于仿真研究,其结果对打顶机机架的改进以及工作参数的确定具有指导意义。

参考文献

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打顶方式论文 第9篇

关键词：南疆棉区；棉花；打顶时间；纤维长度；产量

中图分类号： S562.048 文献标识码： A 文章编号：2095-3143（2016）03-0034-04

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2016.03.007

Influence of the Topping Time on Cotton Yield and Fiber length in South Xinjiang Cotton Area

Zhang Xuan， Peng Xiaofeng， Ma Li

（Agricultural Science Research Institute of Third division of Xinjiang Production and Construction Corps， Tumu Shuker 843900， China）

Abstract： Through the treatment of the different topping time on Liaomian No.6 under the 22.4 plant/m2 density， we studied the influence of the topping time on cotton yield and fiber length， and explored the best combination of cotton high quality and efficient production and topping time to provide theoretical basis for cotton management and production practice. The results showed that the effect of topping time on cotton yield and fiber length was significant， the topping time on July 3rd had high yield and long fiber.

Key words： South Xinjiang cotton area； Cotton； Topping time； Fiber length； Yield

0 引言

棉花是新疆的主要经济作物，解除棉花顶端优势是其丰产的关键环节之一[1]，直接影响棉花的产量和品质。目前解除棉花顶端优势的试验研究主要集中在化控和打顶两个领域[2-4]。通常打顶是棉花整枝工作的中心环节， 打顶效果的关键在于时间和方法。而化控技術容易导致棉花蕾铃大量脱落，植株高、大、空，单株生态位变小等问题[5-6]。本文通过对小海子垦区棉花品种聊棉六号不同打顶时间的处理调查，分析小海子垦区打顶最佳时期，为该垦区棉花的管理和生产实践提供技术支撑和理论依据。

1 材料与方法

1.1试验地基本情况

试验在新疆生产建设兵团第三师农业科学研究所试验基地进行，土壤为盐碱土，土壤质地为壤土，肥力中等[7-9]。栽培管理按当地大田生产水平进行。

1.2试验材料和设计

试验品种为聊棉六号，试验设三个处理，分别为6月29日、7月3日、7月8日打顶。各处理随机区组排列、重复三次，小区面积30 m2，试验地面积320 m2，密度为22.4株/m2。在8月底进行农艺性状的调查。收获期进行棉花采样，分别采摘棉株上、中、下部棉铃50朵，分别装袋并记录棉株部位、采摘朵数[10]室内考种，对各小区实收产量进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 各处理的农艺性状

对棉花进行打顶， 就是去除棉花的顶端生长优势， 调节营养生长与生殖生长的关系。从表1可以看出，各处理随着打顶时间的推移，株高和果枝层数都明显增加，而铃数随着打顶时间推移呈现先增加后减少趋势。说明具有一定的株高才能具有较多的果枝数和结铃数。打顶早株高变矮，果枝数减少，不利于充分发挥成铃优势；打顶迟株高和果枝数增加，但营养消耗过大，也不利于成铃，因而以在7月3号打顶的结铃数最多。这一结果符合棉花的营养分配规律，即优先分配生长中心，就近供应和同侧运输，适时打顶使顶端优势消除进而促进铃数增加。

从图1可以看出；籽棉产量随着打顶时间的推移呈先增加后减少的趋势，以7月3日打顶最高；皮棉产量与籽棉产量的趋势相同，但没有籽棉产量变化明显，是因为皮棉产量还要受到衣分的影响。说明适时打顶有利于提高籽棉和皮棉产量。

2.3 各处理对不同结铃部位棉铃纤维长度的影响

由表2可以看出： 6月29日、7月3日打顶，均以棉株中部成铃的纤维长度最长，7月8日打顶处理的纤维长度是上部>中部>下部。不同处理间纤维长度有一定的差异。从整体上看，6月29日、7月3日打顶的上半部平均长度优于7月8日打顶的，说明打顶时间过迟其纤维长度有变短的趋势。

2.4 各处理的考种指标表现

从表2还可以看出：6月29日打顶处理，以棉株中部棉铃的单铃重最大，7月3日和7月8日打顶处理不同部位棉铃的单铃重表现为上部<中部<下部，说明在7月过后打顶其单铃重比较适宜，又以7月3日打顶处理的单铃重最高，对产量有正向影响。籽指、衣指及不孕籽率无明显规律。

3 小结与讨论

nlc202309050240

3.1 适时打顶可有效增加结铃数

各处理随着打顶时间的推移，株高和果枝数都明显增加，而单株铃数随着打顶时间推移呈现出先增加后减少的趋势，本试验结果以7月3日打顶处理的结铃数最多，说明适时打顶使顶端优势消除进而促进铃数增加。

3.2 适时打顶产量最高

各处理的籽棉和皮棉产量随打顶时间推移呈现先增加后减少的趋势，过早或过晚打顶，对产量都有影响。

3.3适时打顶棉株不同部位的纤维长度较好

本试验以6月29日、7月3日打顶处理的中部棉铃的纤维长度最长，打顶时间过迟其纤维长度有变短的趋势。

3.4 适时打顶有利于单铃重的增加

本试验以7月3日打顶的棉株中下部铃单铃重最大，又以7月3日打顶处理各部位铃平均单铃重最高，对产量有较好的影响，这与彭强吉，等[11]研究结果相一致。

3.5 讨论

从单株成铃数、籽棉和皮棉产量、纤维长度和单铃重几个方面综合考究，以7月3日打顶处理最好，因而建议南疆棉区在密度为22.4株/m2条件下，打顶时间在7月3日左右，但要根据棉花长势和气候情况因地制宜的调节。纵观试验不同部位棉铃的纤维长度分析结果，并参考余力，等[12]对新海36号打顶时间研究结果，认为优质棉纤维主要分布在棉株中部以上，因而在生产上要加强管理，促进养分合理分配，协调好营养生长和生殖生长的关系，在确保中下部成铃的基础上，提高顶部成铃率，以此获得高产和优质棉，所以打顶要适时，过早或过晚均不利于棉花纤维品质的提高。

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打顶方式论文 第10篇

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在安徽省黄山市歙县棠樾村圳川组进行, 试验地海拔137.3 m, 土壤类型为红壤, 肥力中等, 前茬为玉米。

1.2 试验材料

供试烤烟品种为云烟97。

1.3 试验设计

试验根据打顶时期和留叶数不同共设6个处理, 分别为现蕾打顶留12片叶 (A1B1) 、现花打顶留12片叶 (A2B1) 、现蕾打顶留14片叶 (A1B2) 、现花打顶留14片叶 (A2B2) 、现蕾打顶留16片叶 (A1B3) 、现花打顶留16片叶 (A2B3) 。3次重复, 随机区组排列, 种植密度为16 500株/hm2, 株行距为0.50 m×1.20 m。所选地块经深耕晒垡后于2014年2月20日整地理墒, 2014年3月15日移栽, 栽培措施、病虫害防治等均严格遵循《安徽皖南烟叶有限责任公司烤烟综合标准》。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 农艺性状调查。

按照《烟草农艺性状调查方法 (YC/T142-1998) 》对烤烟进行农艺性状测定和记载。

1.4.2 抗病性调查。

按照“S”型布点, 每个处理随机抽取烟株15株, 观察记载烤烟整个大田生育期病虫害发生情况。病情指数计算公式如下。

1.4.3 烟叶烤后外观质量以及收购。

按照国家42级烟叶收购标准评定和收购并计算各小区的产量、产值、均价[4]。

1.5 数据分析

采用DPS v2.0及Excel 2003软件。

2 结果与分析

2.1 不同打顶时期和留叶数对云烟97生育期的影响

由表1可知, 各处理打顶之前田间生长整齐度较好, 到达各个生育期时间一致;相同的打顶时期, 生育期随着留叶数的增加而增加;相同的留叶数, 生育期随着打顶时间的延迟而增加。说明打顶时期和留叶数对考烟的生育期呈正相关关系。但从生育期天数差异来讲, 打顶的时期对大田生育期的影响比留叶数对生育期的影响大。

2.2 不同打顶时期和留叶数对云烟97农艺性状的影响

由表2可知, 相同打顶时期, 株高随着留叶数增加而增加, 但无明显差异。茎围、节距和最大叶面积随着留叶数增加而减少;相同留叶数时, 株高、节距随打顶时期延迟而显著增加。茎围和最大叶面积随着打顶时期的延迟而减小;从株形来看, 处理A1B1和处理A2B1为筒形, 其他均为塔形。

2.3 不同打顶时期和留叶数对云烟97烤后叶片外观质量的影响

由表3可知, 综合云烟97各方面外观质量, 以处理A1B2和处理A2B2最好;处理A2B1、A1B3次之;处理A1B1、A2B3最差。

2.4 不同打顶时期和留叶数对云烟97抗病性的影响

由表4可知, 烟株对普通花叶病、黑胫病、气候性斑点病以及赤星病均表现为高抗, 各处理之间无明显差异。

2.5 不同打顶时期和留叶数对云烟97经济性状的影响

从表5可以看出, 在产量上, 处理A1B1、A2B1较高;在均价上处理A1B2最高;综合起来, 产值方面表现为处理A1B2最好, 与处理A2B2差异不大, 显著高于处理A1B1、A2B1, 极显著高于处理A1B3、A2B3。

注:B1为留12片叶的处理, 从下往上数, 第1~3片为下部叶, 4~8片为中部叶, 9~12片为上部叶;B2为留14片叶的处理, 从下往上数, 第1~4片为下部叶, 5~10片为中部叶, 11~14片为上部叶;B3为留16片叶的处理, 从下往上数, 第1~4片为下部叶, 5~11片为中部叶, 12~16片为上部叶。

注:“-”表示没有发病。

3 结论与讨论

3.1 讨论

打顶能有效调控烟株在大田生长后期的营养分配, 对中上部叶片生长的影响大, 对株形的形成和产质量有巨大影响;单株留叶数也会影响产质量形成, 应该因地制宜, 充分利用自然条件进行留叶处理。因此, 要灵活掌握打顶时期和留叶数, 不能盲目打顶和留叶, 否则会造成一定程度的产量以及质量下降。从不同打顶时期和留叶数对烟叶叶面积生长发育的影响来看, 提早打顶时期、减少留叶数, 能大幅增加叶面积, 尤其是上部叶面积, 促使叶片厚度增加;延迟打顶时期、增加留叶数, 叶面积增幅逐渐减小, 叶片小且薄[5,6]。

3.2 结论

本试验中, 从农艺性状上来看, 以现蕾打顶留14片叶和现花打顶留14片叶较好, 与生产优质烟叶的农艺性状相符。而采用现蕾打顶留12片叶的烟株, 上部叶生长过大过厚, 而下部叶小而薄, 严重影响烟株的株形。采用现花打顶留16片叶的烟株, 呈塔形, 叶片薄, 颜色稍浅;烟叶烤后外观质量上, 现蕾打顶留14片叶以及现花打顶留14片叶较为理想;产量形成方面以现蕾打顶留12片叶最高;产值以现蕾打顶留14片叶最优;病虫害方面, 各处理无明显差异。

从试验结果看, 黄山烟区烤烟最适宜处理为现蕾打顶留14片叶。结合田间管理和适时采收, 能获得较好的产量和质量。

由于本试验进行时条件不允许, 未进行烟叶化学成分分析和评吸, 质量评定仅是农艺性状上进行, 可能会影响到对烟叶质量评定的真实性。若条件允许, 应进行烟叶化学成分分析, 确定烟叶内在品质, 以完善本试验。本试验结果与烟区生产实际接近, 但本试验在抗病性方面并没有体现出差异性, 可能与病害发生较轻有关, 试验数据为1年, 尚需要继续多次, 反复验证。

摘要：研究了不同打顶时期和留叶数对黄山烟区主栽品种云烟97的农艺性状、外观质量、抗病性、产值及产量的影响。结果表明:在农艺性状、外观质量以及产值方面, 现蕾打顶留14片叶均优于其他处理。在抗病性方面, 各处理无明显差异。在产量上, 以现蕾打顶留12片叶最高。综合来看, 适合黄山烟区的打顶留叶方式为现蕾打顶留14片叶。

关键词：烤烟,打顶时期,留叶数,产量,产值

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