現代農業機械設計理論與應用（簡體書）

本書僅就農業機械的**研究成果進行論述，這些機具主要適用於中國北方旱作區(特別是東北壟作區)。本書從現代農藝的要求出發，與近年來出現的蓄水保墒、培肥地力耕作方法研究緊密融合，對所研製的耕整地、少免耕播種施肥施藥、玉米收穫及秸稈籽粒處理等系列新型機具進行介紹，並對其設計理論、研究方法、試驗和應用等進行闡述。將現代農業裝備研製與保護性耕作模式研究緊密結合、將理論與實踐緊密結合、將產學研緊密結合。本書具有系統性、創新性和實用性。

目錄



序一



序二



前言



緒論 1



第1章 北方旱作區保護性耕作 17



1.1 我國北方旱作區概況 17



1.1.1 我國北方旱作區基本情況 17



1.1.2 黃土高原區簡要情況 19



1.1.3 東北壟作區簡要情況 24



1.1.4 東北壟作區耕作區的劃分 30



1.2 保護性耕作技術發展的歷史與現狀 35



1.2.1 保護性耕作的定義與主要內容 35



1.2.2 保護性耕作的起源與國際實踐 41



1.2.3 保護性耕作在我國的發展 62



1.2.4 北方旱作區主要保護性耕作模式簡介 69



1.3 三年輪耕法試驗研究與推廣示範 78



1.3.1 三年輪耕法的提出 79



1.3.2 三年輪耕法的試驗研究 80



1.3.3 三年輪耕法的試驗示範 84



1.3.4 三年輪耕法的主要特點 97



主要參考文獻 99



第2章 旋耕-碎茬通用機 102



2.1 旋耕-碎茬作業通用工作機理研究 102



2.1.1 引言 102



2.1.2 刀端運動方程 103



2.1.3 切土節距 104



2.1.4 切削速度、切土節距與作業質量的關係 106



2.1.5 刀盤的設計 107



2.1.6 旋耕-碎茬作業通用工作機理的基本結論 108



2.2 旋耕-碎茬通用刀片 109



2.2.1 旋耕-碎茬通用刀片的初步設計 109



2.2.2 旋耕-碎茬通用刀片結構參數的試驗研究 111



2.2.3 田間耕作質量驗證試驗 115



2.2.4 通用刀片功率消耗影響因素的研究 117



2.3 通用刀片在刀輥上的多頭螺旋線對稱排列法 120



2.3.1 排列的基本原則 121



2.3.2 刀片排列方法 122



2.3.3 排列方法在機具上的應用 123



2.3.4 田間試驗 127



2.4 耕整聯合作業機 129



2.4.1 引言 129



2.4.2 1DGZL 系列耕整聯合作業機 130



2.4.3 1GFZ-4(2)仿生智能耕整機 144



2.51GH-3 行間耕整機 162



2.5.1 引言 162



2.5.2 通用刀輥的設計 165



2.5.3 性能試驗 166



2.5.4 壓實試驗 168



主要參考文獻 171



第3章 秸稈-根茬粉碎還田聯合作業機 172



3.1 秸稈與根茬聯合處理工藝 173



3.1.1 引言 173



3.1.2 聯合處理工藝 173



3.2 秸稈-根茬粉碎還田聯合作業機的設計 174



3.2.1 整機的結構特點 174



3.2.2 兩刀輥相對位置的確定 177



3.2.3 傳動系統的設計特點 179



3.3 V-L 型秸稈粉碎刀片 181



3.3.1 引言 181



3.3.2 V-L 型秸稈粉碎刀片工作原理及結構特點 183



3.3.3 V-L 型刀片主要參數的確定 189



3.3.4 工作參數與結構參數優化試驗 191



主要參考文獻 196



第4章 深松整地機械 197



4.1 引言 197



4.1.1 深松的作用 197



4.1.2 深松技術選擇的原則 197



4.1.3 深松機的種類及發展現狀 197



4.2 深松整地聯合作業機 198



4.2.1 整機結構特點 199



4.2.2 空間曲面深松鏟 201



4.2.3 單柱鑿式深松鏟 207



4.2.4 斜置葉片式碎土輥 211



4.2.5 其他主要部件的設計 214



4.2.6 深松整地聯合作業機的試驗與檢測 217



4.3 仿生深松變量施肥機 219



4.3.1 整機結構 219



4.3.2 深松工作部件 222



4.3.3 液壓馬達變量施肥系統 222



4.3.4 仿生深松變量施肥機的性能檢測 227



4.4 深松阻力測試裝置 227



4.4.1 深松阻力測試裝置總體結構設計 228



4.4.2 深松阻力測試計算方法 231



4.4.3 深松阻力測試裝置可靠性驗證試驗 235



主要參考文獻 240



第5章 精密播種機械 242



5.1 引言 242



5.1.1 國外精密播種技術研究和發展狀況 242



5.1.2 國內精密播種技術研究和發展狀況 249



5.2 2BHJ-6 行間精密播種機 250



5.2.1 總體方案設計 250



5.2.2 傳動系統設計 251



5.2.3 電力氣吸式排種器的設計 252



5.2.4 滑刀式施肥開溝器 253



5.2.5 排種監測系統 260



5.2.6 田間檢測試驗 261



5.3 2BH-3 行間播種機 261



5.3.1 整機結構設計 261



5.3.2 行走裝置設計 262



5.3.3 行走輪鎮壓效果離散元仿真 266



5.3.4 整機田間試驗 267



5.4 變曲率輪齒式破茬鬆土器 269



5.4.1 工作原理 269



5.4.2 刀片工作參數 270



5.4.3 刀片運動分析 274



5.5 2BJ-4 播種機 274



5.5.1 傳動機構的設計 274



5.5.2 排種器的設計 277



5.6 大豆變量施肥精密播種機 278



5.6.1 2BDB-6 大豆變量施肥播種機整機結構 279



5.6.2 V 型築溝器 280



5.6.3 鎮壓輥設計 284



5.6.4 雙腔氣吸式排種器 291



5.6.5 智能控制技術在大豆播種機上的應用 292



5.6.6 2BDB-6(110)大壟大豆變量施肥播種機 292



5.6.7 試驗及檢測 294



主要參考文獻 295



第6章 免耕播種機 297



6.1 免耕播種機國內外研究現狀 297



6.1.1 國外免耕播種機發展現狀 297



6.1.2 國內免耕播種機發展現狀 298



6.1.3 東北壟作區自行研製配套免耕播種機具的必要性 301



6.2 2BDM-4 多功能免耕播種機整機結構 301



6.2.1 研究目的 301



6.2.2 整機結構與作業參數 302



6.3 關鍵技術與核心部件 307



6.3.1 仿形爪式清茬(草)部件 307



6.3.2 指夾式排種器 313



6.3.3 基於Flex 彎曲傳感器的玉米免耕播種機播深自動控制系統 316



6.3.4 基於GPS 和GPRS 的遠程排種監測系統 325



6.3.5 少免耕防堵塞技術理論構建 332



主要參考文獻 336



第7章 耕播聯合作業機 338



7.1 引言 338



7.1.1 耕播聯合作業工藝 338



7.1.2 國內外耕播聯合作業機具發展現狀 339



7.1.3 耕播聯合作業機兩種主要形式 343



7.2 補償式三點懸掛連接機構 343



7.2.1 連接機構的設計原則 344



7.2.2 連接機構的主要形式 344



7.2.3 補償式三點懸掛連接機構的分析 347



7.3 耕整機與播種機之間有效間距的確定 351



7.3.1 單機有效間距的含義 351



7.3.2 大有效間距確定 351



7.3.3 小有效間距確定 354



7.3.4 田間試驗驗證 358



7.4 耕播機機組仿形分析 359



7.4.1 補償式三點懸掛連接機構仿形原理 359



7.4.2 補償式三點懸掛連接機構仿形量計算 360



7.4.3 連接機構仿形性能評價標準 361



7.4.4 與剛性連接機構仿形性能的仿真對比分析 366



7.4.5 補償式三點懸掛連接機構田間試驗分析 375



7.5 2BGH-6 行間耕播機 378



7.5.1 玉米留高茬行間直播種植保護性耕作模式 378



7.5.2 行間耕播機的總體方案 378



7.5.3 播種機總體結構 379



7.5.4 植保部分(噴藥系統) 383



7.6 2BY-2 硬茬播種機 385



7.6.1 2BY-2 硬茬播種機結構特點 386



7.6.2 2BY-2 硬茬播種機主要零部件設計 387



7.6.3 2BY-2 硬茬播種機的田間試驗及鑒定檢測 391



主要參考文獻 392



第8章 智能變量植物保護機械 394



8.1 概述 394



8.1.1 研究植物保護機械的意義 394



8.1.2 國內外發展概況 394



8.1.3 智能變量噴藥系統 395



8.2 基於處方圖的壓力控制式變量噴藥系統 397



8.2.1 壓力式變量噴藥控制系統 397



8.2.2 變量噴藥控制系統工作模式 398



8.2.3 噴藥管路構建 399



8.3 基於圖像採集的多噴頭組合變量噴藥系統 406



8.3.1 變量噴藥決策信息系統 406



8.3.2 多噴頭組合變量噴藥控制系統 410



8.4 自走式高稈作物變量噴藥機 415



8.4.1 新型高構架自走式變量噴藥機結構特點 416



8.4.2 關鍵工作部件的研究與設計 419



主要參考文獻 422



第9章 留高茬式玉米收穫機 425



9.1 引言 425



9.1.1 玉米機械化收穫的形式 425



9.1.2 玉米收穫機的主要形式 425



9.1.3 國內外玉米機械化收穫的發展狀況 427



9.2 4YWL-2 留茬式玉米收穫機整機結構 429



9.2.1 主要工作部件傳動系統設計與計算 429



9.2.2 機架的總體結構 430



9.2.3 割台架的總體結構 431



9.2.4 分禾器的設計 431



9.2.5 撥禾鏈的設計 432



9.2.6 果穗升運器 433



9.2.7 秸稈耙整裝置 434



9.3 仿棉蝗蟲口器切割刀盤的設計與試驗 434



9.3.1 仿生原材料的獲取 435



9.3.2 切割試驗 437



9.3.3 圓盤型仿生鋸齒鋸片的設計及試驗 440



9.4 留高茬切割器的設計與試驗 442



9.4.1 刀盤切割玉米秸稈作業的分析 442



9.4.2 切割器部件的設計 444



9.4.3 秸稈切斷率與留茬高度田間試驗 446



9.5 秸稈粉碎還田裝置的設計與試驗 448



9.5.1 秸稈切段動力學分析 449



9.5.2 動刀的研究設計 451



9.5.3 研究結果討論 454



9.5.4 切碎拋送裝置的試驗 454



9.5.5 切刀轉速與y (1)、y (2)、y(3)的回歸方程 455



9.5.6 回歸方程的應用 459



9.5.7 試驗結果討論 460



9.5.8 小結 460



9.6 摘穗輥的設計與試驗 461



9.6.1 變螺距螺旋凸棱摘穗輥的設計 461



9.6.2 間距自適應差速摘穗輥 462



9.6.3 差速的設計 466



9.6.4 摘穗輥的田間試驗與結果 467



9.7 基於機器視覺的玉米植株數量獲取方法與試驗 468



9.7.1 留茬斷面圖像的獲取 469



9.7.2 圖像的拼接 470



9.7.3 圖像的分割與識別 471