摘要：为实现玉米精量穴施肥农业技术要求,提高穴施肥质量,设计了一种穴施肥控制系统。应用颗粒系统仿真软件EDEM对穴施肥控制装置成穴性能进行了仿真研究,表明穴施肥装置在播种速度3~7 km/h时,鸭嘴阀成穴性能较好,成穴性能随着播种机速度增加逐渐减弱。通过穴施肥控制算法,调节种子脱离排种口与肥料脱离排肥口的时间间隔t_3,控制穴施肥料与穴播种子水平距离a,实现穴施肥位置控制;调节排肥轴转速和鸭嘴阀开合频率,实现穴施肥量控制。采用正交旋转组合试验,以播种机行进速度、鸭嘴阀旋转角、穴施肥装置安装高度为试验因素,穴距精度和穴施肥量精度为试验指标,应用响应面分析法,进行三因素五水平正交试验,结果表明,在播种机行进速度为7 km/h,最佳参数组合为:旋转角33.37°,安装高度17.30 cm。田间试验结果表明,在播种机行进速度3~7 km/h,旋转角33.37°,安装高度17.30 cm时,穴距精度可达84.76%,穴施肥量精度可达87.20%,满足玉米精量穴施肥控制技术农业要求。

摘要：针对腔盘式穴施肥装置存在的输肥过程中肥盘与护肥腔刚性接触、造成卡肥现象,严重影响输肥稳定性等问题,提出了一种柔性护肥方法,并设计了基于梅花状尼龙纤维的柔性护肥机构。通过理论计算和有限元模拟仿真,对单根尼龙纤维的力学性能进行分析,得出了尼龙纤维结构参数对其受力和形变的影响规律,确定所选用纤维直径为0. 1 mm;通过对纤维束结构的分析,为保证植毛孔安全距离和刷丝束合理间隙,设计刷丝长度为13 mm,植毛孔直径为4 mm;运用EDEM软件模拟肥腔内肥料受压过程各壁面受力变化,确定肥盘与底护肥刷的安装负间隙为1. 6 mm,与侧护肥刷的安装负间隙为0. 5 mm。加工了柔性护肥机构并进行验证试验,试验结果表明,该机构无卡肥现象,肥盘转动扭矩为4. 71 N·m,肥盘转动阻力比原机构减小58. 54%。该柔性护肥机构可有效避免输肥过程中的卡肥现象,降低输肥阻力,保证了输肥稳定性。

摘要：为了有效地将化肥集中施在玉米植株下方根系生长的区域内,以减少化肥用量,设计了一种玉米分层正位穴施肥精播机。在对穴施肥精播机进行实体建模的基础上,结合MAT147土壤材料模型与SPH(光滑粒子流体动力学)算法,运用LS-DYNA模拟并分析了穴施肥系统的间歇排肥机构的落肥状态,以及分层排肥管将化肥施入土壤之后的分布情况。通过土槽和田间试验验证,表明分层正位穴施肥精播机能够精确地将所需化肥按预定比例施入不同深度土层中,化肥分布于种子正下方深度为7~23 cm的土层内,化肥集中在最深施肥层中,并且化肥分布由深至浅依次递减,符合玉米生长过程中的实际需肥规律。

摘要：为提高肥料利用率、降低肥料施用量、实现油菜根区施肥,结合油菜种植施肥农艺要求,提出了一种油菜侧深穴施肥工艺,设计了一种机械式穴施肥装置,阐述了穴施肥装置的工作过程,确定了穴施肥装置的基本参数,建立了充肥和排肥环节中肥料颗粒群的力学模型,分析了影响穴施肥装置成穴性能的主要因素;应用离散元软件EDEM对穴施肥排肥器的成穴性能进行了仿真试验,分析了排肥轮转速、充肥型孔长度、导肥管材料对穴排肥量误差和穴径长轴长度的影响;利用正交组合试验确定了成穴性能较优的参数组合,排肥轮转速为60 r/min、充肥型孔长度为18 mm、导肥管材料为ABS塑料管时,穴排肥量误差为7.05%、穴径长轴长度为62.45 mm;优选参数组合下的排肥性能试验结果表明,排肥轮转速为30~90 r/min时,穴排肥量误差为4.56%~15.69%、穴径长轴长度为76.32~91.50 mm、穴径长轴长度稳定性变异系数为4.53%~9.78%、穴距误差为3.24%~7.31%;田间试验表明,排肥轮转速为30~90 r/min时,穴排肥量误差为4.73%~16.07%、穴径长轴长度为85.21~101.65 mm、穴径长轴长度稳定性变异系数为4.82%~10.63%、穴距误差为3.36%~7.58%、施肥深度稳定性变异系数为6.43%~10.85%,成穴性能较好,满足穴施肥要求。

摘要：为降低肥料施用量、提高肥料利用效率、实现植株根区施肥,设计了一种倾斜梯形孔式定量穴排肥器。阐述了穴排肥器的成穴与工作原理,分析了影响其成穴性能的主要因素,构建了充肥和排肥过程中肥料颗粒群的力学模型;应用离散元软件EDEM和流体分析软件Fluent对穴排肥器的成穴性能进行了仿真分析,研究了作业速度、充肥孔长度和气流速度对穴长、穴排肥量误差的影响,通过全因子试验得到作业速度为3~7 km/h时的较优参数组合为充肥孔长度27.0 mm、气流速度15.0 m/s,对应的穴长和穴排肥量误差分别为62.7~87.5 mm和7.4%~8.9%。台架试验表明,在作业速度为3~7 km/h、充肥孔长度为27.0 mm和气流速度为15.0 m/s条件下,穴长、穴长稳定性变异系数、穴排肥量误差和穴距误差分别为98.5~175.5 mm、7.42%~14.18%、7.60%~15.17%、2.3%~4.7%;田间试验表明,作业速度为3~7 km/h时,穴长、穴长稳定性变异系数、穴排肥量误差和穴距误差分别为104.2~178.4 mm、7.55%~14.56%、7.69%~13.80%、2.1%~4.3%,成穴性能较好。

摘要：为改进高秆作物传统撒播、条播施肥方式肥料利用率低问题,设计一种高地隙穴施肥作业车,该作业车扎穴施肥单体两侧安装有探针传感器,可以根据作物植株位置进行精准穴施肥。基于RecurDyn-EDEM、EDEM-ANSYS对扎穴施肥机构进行多体动力学—离散元、离散元—有限元仿真分析,并进行扎穴排肥试验,仿真试验明确扎穴施肥单体的运动机理和土壤成穴情况,量化施肥量与排肥器开度之间的函数关系;在扎穴施肥过程中,鸭嘴总变形为0.005 mm,等效应力最大为4.1422 MPa,远小于结构钢屈服强度,鸭嘴不会发生应力变形。扎穴排肥试验进一步确定施肥单体的实用性,修正施肥量与排肥器开度之间的函数关系,可以针对不同农作物调节排肥轮开度进行精准施肥。

摘要：针对黄淮海地区玉米苗期喷药机械及中耕追肥机械产品较少的现状,设计了一款纯电动的三轮高地隙玉米中耕施肥喷药作业机械,可以在不同的玉米行距下,实现玉米苗期的除草喷药作业和拔节期的中耕扎穴施肥作业。该机可分为6大机构,分别是可升降机架、驱动行走及转向机构、电池及电控面板机构、施肥单体提升及自适应地面机构、玉米植株识别机构和喷药升降机构。其中,核心机构为穴施肥单体结构,可随作业的工作状态实现离地距离高低可调;当作业车作业时,通过施肥支架的弹簧可实现滚轮式扎穴器的自适应地面调节,且滚轮扎穴器可通过旋转档位实现肥量的大小调节。初步的穴施肥排肥稳定性试验表明:作业车在不同速度下的排肥量稳定性会发生变化,速度较慢且施肥档位为Ⅰ挡时,施肥变异系数大于6,而其它速度及档位情况下的变异系数均小于6,满足追肥机的机械标准。

摘要：为了降低化肥土壤污染,执行国家绿色减排文件要求,设计了一套玉米变量穴施肥的控制系统。建立自主穴施和同步穴施两种模式,采用圆盘结构挡片与步进电机配合完成玉米穴施肥,利用玉米排种器检测装置实现种肥同步作业。针对两种模式的不同功能,采用模块化设计与程序编写,完成了控制系统的设计。另设计了配套试验台对两种模式进行性能试验,试验结果表明:自主穴施和同步穴施模式的施肥变异性系数平均值分别为2.53%和2.2%;自主穴施模式的穴距合格指数为96%,同步穴施模式的种子与化肥间横向距离合格率为95%,整体施肥变异性系数均满足国家要求。该控制系统具有较高的稳定性与可靠性,为后期玉米穴施肥控制奠定基础。

摘要：现有的施肥机械大都采用深位条施法,对深位穴施研究较少。该文主要介绍了一种基于槽轮间歇机构的深位穴施肥装置,详细阐述了设计原理,并进行了试验分析,论述了该装置的可行性和适应性。

摘要：研究设计一种东北沙化干旱地区使用的大型玉米催芽、穴喷水、穴施肥精量播种机,以解决玉米机械化播种滤水难题。该机采用穴喷水和穴施肥技术,与传统的滤水、滤肥相比,水量和肥量更集中,避免了两穴之间的水肥浪费。在播种作业时,穴播种、穴施肥、穴喷水三穴一体,做到了种、肥、水立体同步进行,达到了节肥、节水、节种、抗低温保全苗的良好效果。