摘要：针对果树生长期人工挖坑施肥作业效率低、劳动强度大、成本高而且极易损伤果树根系的问题,该研究基于履带自走式果园气爆深松施肥机打穴机构的设计要求,研制了一种双油缸同步驱动液压打穴机构,以实现施肥插杆垂直插入地面400mm以下深层土壤,满足整机对果园气爆松土、深位定量施肥的作业要求。首先分析了该打穴机构的组成及工作原理,建立了其运动学模型,研究了打穴油缸及主要构件的运动特性。并在确定优化目标的基础上,采用Visual Basic6.0开发了可视化的打穴机构运动学辅助分析与优化设计软件,通过人机交互分析,优选出一组满足果园气爆深松施肥机打穴深度和机构运动空间位置要求的打穴机构参数。进一步通过ADAMS软件对打穴机构进行运动仿真,结果表明油缸活塞杆的运动轨迹和摇臂铰点的运动轨迹与理论分析结果一致,优选参数可以满足打穴机构的设计要求。最后在优选参数下,以打穴入土时间和油缸压力为试验指标,分别对3种不同直径插杆(30、35、40mm)在最大打穴深度要求下进行了试验测试,并对打穴垂直度进行了试验验证。试验结果表明:该打穴机构能够满足各项设计要求,在最大打穴深度760 mm时,油缸最大行程为191 mm;打穴入土时间和油缸压力均随着插杆直径增大而增加,30、35、40 mm直径插杆都满足打穴作业的时间和油缸压力要求,打穴入土时间分别为6.4、7.5、8.2 s,油缸压力分别为18.2、24.2、24.6 MPa。同时对3种直径插杆在相应的打穴入土时间(6.4、7.5、8.2 s)内的油缸活塞杆速度与插杆速度进行了对比分析,对应的插杆入土速度分别为0.119、0.101、0.093 m/s,油缸活塞杆速度分别为0.025、0.021、0.019 m/s,插杆速度和油缸活塞杆速度均随着插杆直径的增大而减小,而且对于3种插杆直径,前者速度均大于后者速度,二者速度差也随着插杆直径的增大而减小。本文研究可为果园气爆深松施肥机液压打穴机构研发与改进优化提供参考。

摘要：针对草莓高起垄定向移栽农艺要求,设计一种机械打穴、人工识别草莓苗弓背方向后定向穴栽的移栽机。基于可编程控制器(PLC)设计整机控制系统,包括移栽机定速行走控制系统、前轮转向控制系统、打穴控制系统等任务模块。整机采用直流无刷电机作为底盘的驱动元件,根据电机自带编码器的输出值进行行走速度、栽植株距和打穴频率的协调控制,采用步进电机作为打穴机构的驱动元件,由接近开关对打穴机构进行定位,通过二者配合完成打穴过程,在人机协同作业下,完成草莓苗移栽。试验结果表明:当单行移栽效率为15株/min,株距为150 mm、200 mm、250 mm时,株距合格率、孔深合格率、孔径合格率均在95%以上,其变异系数均小于5%,打穴成功率均大于95%,符合移栽机行业标准,打穴移栽效果满足农艺要求。

摘要：针对草莓移栽机械化水平低、人工栽植劳动强度大、效率低等问题,设计了一款针对设施高起垄、人机协同作业的草莓移栽机。整机主要由电动底盘、打穴机构、转向机构及操控系统等组成,底盘采用前轮转向、后轮驱动、直流无刷电机定速控制底盘的设计方案,草莓定向栽植采用曲柄滑块双行打穴、人工取苗并识别苗弓背方向再对穴放苗覆土的设计方案。基于多体系统动力学仿真软件RecurDyn对打穴机构进行运动学仿真分析,得到打穴器末端速度、位移、加速度曲线;采用培育时间8周左右的草莓裸根苗,以不同株距下草莓苗漏栽率、埋苗率露苗率、移栽合格率、株距变异系数、株距合格率为评价指标进行田间试验。试验结果表明:当栽植效率为15株/(min·行),株距为150、200、250mm时,株距变异系数、漏栽率、埋苗率、露苗率均小于5%,株距合格率均在95%以上,移栽合格率均在90%以上,符合行业标准,作业效率和栽植质量均比人工栽植提高3倍左右。

摘要：【目的】为了满足果园气爆深松施肥机快速打穴的技术要求,克服打穴过程中遇到坚硬犁底层或土壤板结层打穴阻力大、打穴时间长的问题,设计了一种液压升降式打穴机构.【方法】分析了液压升降式打穴机构的工作原理,通过逆向分析确定了液压缸的行程及活塞杆顶端的轨迹;利用ADAMS软件分析了在工作过程中运动位移、运动速度和时间的关系,验证了机构的可靠性和稳定性.【结果】通过田间试验结果表明:在测定土壤坚实度最大值3.61 Mpa、平均值1.95 Mpa作业条件下,打穴深度达到650 mm时,平均打穴时间为8.42 s,达到了设计的技术要求.【结论】该研究为液压升降式打穴机构的优化设计提供了理论依据.

摘要：针对目前国内移栽机被动冲压式打穴机构工作效果不佳及多边形滚动效应影响穴孔稳定性的问题,设计了一种多杆式打穴机构,并通过计算得到多杆机构的结构参数。利用Solid Works Motion对机构进行运动学分析,得出当机构前进速度为800mm/s、曲柄转速为65r/min时,打穴机构驱动打穴器形成滚摆线轨迹,打穴器在打穴时能够保持相对地面静止。对打穴机构进行动力学分析,得出装载配重时机构驱动力矩的变化规律,经样机制作试验,多杆机构能够控制打穴装置按照滚摆线轨迹运行。对机构进行大田试验,得到当钻孔器转速为120 r/min、车速600 mm/s、湿度为50%时,穴孔的稳定性最佳。

摘要：在开发井窖式移栽机的过程中,为了满足井窖式移栽的要求开发了一种轨迹发生器,并利用运动仿真软件对其进行了分析,结果表明该结构在输出点的运动轨迹满足井窖式移栽机在株距500～600 mm的要求。该轨迹发生器配合导向机构和打穴头部件,能满足井窖式移栽机对打穴放苗浇水的要求。该结构是井窖式移栽机实现机械化移栽的关键部件,可以对设计者提供参考。