摘要：针对设施农业空间狭小,土壤病虫害严重,无法使用铧式犁深翻的问题,提出一种就地翻土解决办法。根据逆向工程得到就地翻土犁犁体逆向曲面,通过现有犁体成型原理,参照铧式犁犁体耕宽、耕深、犁体安装角、切土角、导曲线提升角、开度、犁体长度等参数,创设就地翻土犁犁体正向曲面;实测设施农业土壤相对湿度为34.57%、土壤堆积角为39°,通过EDEM软件中的接触参数数据库GEMM得到接触参数范围,标定土壤颗粒间表面能为4.19 J/m^(2)、碰撞恢复系数为0.282、动摩擦因数为0.051、静摩擦因数为0.629,创设试验土槽;引入原沟落土率概念;构建原沟落土率与曲面参数间的相互作用模型,得到最佳原沟落土率曲面参数;利用Design-Expert软件进行分析,以原沟落土率为响应指标,使用Plackett-Burman试验设计方法开展多因素两水平显著性筛选试验,得到影响原沟落土率耕宽、犁铧安装角、切土角3个显著性因素;对3因素进行Box-Behnken试验设计,得到278.392 mm耕宽、40.522°犁铧安装角、23.211°切土角最佳设计参数。针对优化结果进行试验,得到试验结果与预测结果误差为3.13%,试验结果表明,所研究就地翻土犁可以达到就地翻垡的目的,并为解决设施农业内土壤深翻问题提供参考。

摘要：针对铧式犁使土垡侧移而无法适应设施农业耕作需求的难题,设计一款新式犁体。基于铧式犁的设计方法水平直元法和翻土曲线族法,提出一种翻土曲元法。通过对犁体导曲线、翻土曲元线的设计,由翻土元线中点穿透于导曲线且翻土元线角度按照规律变化后得到一种翻垡后土垡无侧移且无犁沟的就地翻土犁体曲面,利用Solidworks建立就地翻土犁数学模型。查阅现有土壤物理性质研究成果文献,获得土壤的密度、泊松比、静摩擦系数、动摩擦系数、碰撞恢复系数,通过EDEM软件构建土壤颗粒离散元模型,模拟土壤耕作试验,试验表明犁体耕作效果较好,犁体在6 km/h速度下阻力约为1200 N,为就地翻土犁样机制作与优化提供理论参考。

摘要：为消除铧式犁土垡侧移,更好地适应设施农业中深翻的耕作需求,基于TRIZ理论对铧式犁进行创新设计。利用TRIZ分析工具对铧式犁的耕作状况进行分析,找出铧式犁造成土垡侧移的原因,用物—场模型和标准解系统得到一般性解决方案,并结合犁体曲面设计方法得到一种能够使得土垡无侧移的就地翻土犁具体设计方案。借助CAD及ADAMS软件对就地翻土犁翻垡过程进行仿真分析,仿真结果验证方案的可行性。

摘要：针对当前设施农业耕整作业大多采用旋耕法无法实现深翻而能够深翻的铧式犁存在土垡侧翻特性使其不适用于设施大棚的问题,基于逆向工程技术创新设计就地翻土犁。选用GMSCAN-H手持式激光三维扫描仪对BT-25型铧式犁进行扫描,获取点云数据,并通过逆向设计软件Geomagic Design X构建就地翻土犁犁体曲面及其他工作部件,完成就地翻土犁的三维建模。利用3D打印技术打印其缩放模型并进行土槽试验。试验结果表明:应用逆向工程技术设计的就地翻土犁,原沟落土率为90.3%,所建三维模型为后续就地翻土犁进一步研究和优化提供参考。