摘要：结合我国水稻生产实际设计了一种行走与除草相结合的轻型水田除草机。该机采用汽油发动机提供动力,通过齿轮减速和锥齿轮换向系统驱动除草轮行走并除草。运用ANSYS有限元流固耦合仿真技术对除草齿与水田土壤的作用过程进行分析,设计出一种防下陷和入土性能较好的耙压式除草轮。在田间性能测试中,以土壤泥脚深度、水层厚度和除草轮转速为因素,以主轴平均扭矩、除草率和伤苗率为指标对轻型水田除草机进行试验,结果表明:各因素对平均扭矩和除草率两者的影响程度从大到小排列均为:水层厚度、土壤泥脚深度、除草轮转速。各因素对伤苗率影响均不显著。轻型除草机在泥脚深度为300mm时,主轴平均扭矩较小,除草率较高。随着水层厚度的增大,平均扭矩呈下降趋势,而除草率则呈上升趋势。随着除草轮转速的增大,平均扭矩呈先上升后下降趋势,除草率则呈上升趋势。轻型除草机在泥脚深度为300mm、水层厚度为60mm和除草轮转速为160r/min时工作性能较佳,主轴平均扭矩为20.84N·m,除草率为93.2%,伤苗率为1.2%。

摘要：该文为解决北方地区播种时秸秆量大各地区种植模式差异大,传统玉米免耕精密播种机适应性差、作业效率低、开沟器易堵塞等问题,设计了指夹式玉米免耕精密播种机,分析和确定了施肥开沟器、拨草轮、玉米免耕播种单元等关键部件的结构参数。田间试验表明采用渐开线式齿形拨草轮能有效的将杂草、秸秆拨离苗带,有效防止开沟器堵塞和种子播在秸秆上的现象。在9 km/h的作业速度下,机具播种深度合格率92%,粒距变异系数9.6%,漏播指数2.5%,重播指数4.5%。一次能完成开沟深施肥、拨草整理苗带、单粒精密播种、覆土、镇压覆土作业,土壤搅动小,作业质量满足农艺要求。

摘要：为解决小型水稻联合收割机脱净率和损失率问题,提高脱粒清选质量,利用两相流动力学理论,分析了4LZ-0.8型水稻联合收割机脱粒清选分流筒中气流和杂物颗粒两相流动的规律。建立了杂物颗粒流的运动微分方程,导出了分离筒中杂物漂浮速度计算的一种方法,通过比较不同粒径、密度的物料的悬浮速度,得到了杂物颗粒最高速度与气流速度之比随气流速度变化的关系曲线,气流和杂物在分流筒及吸风管中运动时的压力损失随气流速度变化呈现先降后升的规律,压力损失中以加速损失和摩擦损失为主,各约占30%和26%。压力损失曲线存在最小值,此时的气流速度定义为经济气流速度。在喂入量为0.8 kg/s,谷草比为3:1脱粒条件下的经济的清选气流速度9.2 m/s,压力损失为630 Pa。该研究为4LZ-0.8型水稻联合收割机脱粒清选部件的参数优化设计及风机的选择提供了理论依据。

摘要：为获取正弦指数曲线型开沟刀片的最佳结构参数,依据正弦指数曲线方程和二次正交旋转中心组合设计方案,设计了15种型式的开沟刀片,并进行土槽试验。以弯折角、弯曲半径、切土角为影响因子,以功率消耗和沟深稳定性系数为响应值,利用Design-Expert 8.0.6软件进行回归分析和响应面分析,探求单因子及交互因子对响应值的影响效应,并结合非线性优化计算方法,对正弦指数曲线型开沟刀片的结构参数进行优化计算。结果表明:在土壤坚实度为0.29 MPa、土壤含水率16.2%的条件下,各因子对功率消耗的影响贡献由大到小为:弯折角、切土角、弯曲半径;对沟深稳定性系数的影响贡献由大到小为:切土角、弯折角、弯曲半径。优化所得正弦指数曲线型开沟刀片最佳结构参数:弯折角为86.75°,弯曲半径为12 mm,切土角为13.8°,此时功率消耗理论最小值为32.32 k W,沟深稳定性系数为95.6%,验证试验表明功率消耗最小值为34.27 k W,沟深稳定性系数为92.82%,理论值与试验值误差小于10%,验证了回归模型的正确性。将优化前、后和现有开沟刀片在2种不同土壤条件下进行对比试验,结果表明优化后刀片的功率消耗比优化前分别下降4.28 k W和4.23 k W,沟深稳定性系数分别提高7.12个百分点和7.02个百分点,比现有开沟刀片下降7.68 k W和6.91 k W,沟深稳定性系数提高14.34个百分点和8.34个百分点。研究成果为正弦指数曲线型开沟刀片的优化设计提供了理论参考。

摘要：目前水稻直播稻田的常用除草方法是在播种3～5 d后采用喷雾机具喷施土壤处理除草剂,生产效率较低,劳动强度大,可能耽误施药较佳时期,从而会影响直播水稻生长。为了解决与水稻机械化穴播技术配套的除草技术问题,该文在水稻精量穴直播机的基础上,设计了一套同步喷施除草剂装置。在2014年早季、2015年早季和晚季的水稻机械穴直播大田生产中,采用二甲戊灵、扫茀特（主要成分丙草胺）和直播净（主要成分丙草胺）3种除草剂作为研究材料,开展了同步喷施除草剂的技术适应性以及不同除草剂有效成分在土壤和水体中的消解动态规律研究。研究结果表明,喷施20～23 d后,土壤和水体中的3种除草剂有效成分消解率均达95%以上;与二甲戊灵除草剂相比,喷施扫茀特除草剂后的水稻成苗和杂草控制效果较好;与不喷施除草剂对照（CK1）相比,同步喷施扫茀特处理的产量增加了4.02%～10.79%,播种后3d喷施扫茀特处理产量增加了7.65%;与播种后3 d喷施扫茀特处理相比,同步喷施扫茀特处理的产量变化仅为-3.38%～2.91%,可见,扫茀特除草剂的适应性较好;播种时同步喷施除草剂后,稻田土壤中除草剂浓度较播后3 d喷施处理的高,水体中除草剂存留时间较土壤中的长;在建议的平均用药量条件下,喷施扫茀特除草剂后20～23 d在土壤或水体中的有效成分含量较直播净除草剂高。研究结果可为同步喷施水稻精量穴直播技术与机具的改进研究提供参考。

摘要：中国南方的粮食作物以水稻为主,在水稻的种植过程中经常需要根据水稻生长情况进行追肥作业,目前常用的离心圆盘式撒肥机虽然提高了追肥作业的效率,但难以保证施肥精度以及幅宽方向的施肥均匀性,并且目前大多数研究的变量施肥控制系统主要以旱田的变量施肥控制为主,对适用于水稻追肥作业的变量施肥控制系统的研究较为缺乏。针对上述问题,设计了一种基于气力式施肥机与PID控制算法的变量施肥控制系统,该系统与高地隙拖拉机配合使用,主要适用于稻田变量追肥作业。其中以STM32F103芯片为核心,开发了变量施肥控制器;采用增量式PID算法实现了对排肥电机转速的闭环控制;以中海达公司的Qpad-X5为硬件平台,开发了Android上位机软件,最后对系统的跟随性能、施肥精度和施肥均匀性进行了试验。试验的结果表明:系统的平均响应时间为700ms,实际平均转速与给定转速的相对误差小于3%,实际转速跟随给定转速在可接受范围内波动;定速条件下的排肥量相对误差不超过4%,两侧排肥口的排肥量无显著性差异;变速条件下两次试验的相对误差分别为0.6%和0.1%,说明本系统有较高的施肥精度和较好的施肥均匀性,能够满足精准农业的作业要求,同时本研究搭建了稻田气力式变量施肥机平台,为后续的研究打下了基础。

摘要：平地机车身倾角是水田平地机平地铲自动调平控制的重要反馈信息。为满足平地铲自动调平的倾角测量精度要求,达到水田精准平整、减少水资源的浪费、提高水稻产量的目的,设计了一种基于DSP的水田平地机倾角传感系统。采用惯性加速度计和陀螺仪作为倾角传感系统的倾角测量传感器,分析了倾角传感系统倾角测量原理、设计了硬件系统和基于卡尔曼滤波器的传感器融合算法。倾角传感系统综合利用加速度计所测的重力加速度分量和重力加速度的三角关系以及陀螺仪所测的角速度和车身倾角的导数关系测量获得平地机车身倾角;采用三轴加速计ADIS16300、陀螺仪ADXRS453和DSP处理器TMS320F28069等器件组成倾角传感系统的硬件系统,其中DSP处理器主要实现传感器数据采集、算法执行和数据通讯等功能;以平地机真实倾角和陀螺仪零位偏差作为系统状态向量,建立系统状态方程和测量方程,通过离散化卡尔曼滤波器递归融合得到平地机车身实时倾角。通过三轴多功能转台对倾角传感系统的卡尔曼滤波融合算法测量精度进行了试验。试验结果表明:该倾角传感系统在静态和动态时均能准确地测量平地机车身实时倾角。静态测量时车身角度平均绝对误差≤0.01°,均方根误差≤0.01°,最大误差0.07°。动态测量时车身角度平均绝对误差≤0.18°,均方根误差≤0.20°,最大误差0.41°。说明该系统为水田平地机平地铲自动调平控制提供了低成本倾角测量方案。

摘要：为探明双向对搂式油菜拨禾装置作业过程中物料流的输送放铺机理与运动规律,采用茎秆染色法开展了输送放铺过程研究试验设计,通过测量作业状态中油菜茎秆与割台的高度,条铺中各染色茎秆离地面的距离,条铺中同色相邻染色茎秆距离以及作业前后穗幅差,并对试验数据进行分析后得出双向对搂式拨禾机构输送铺放过程:茎秆在输送过程中会发生转角,且被切割后的油菜茎秆在输送过程中是分层运输;油菜茎秆落地过程为翻转落地;油菜茎秆铺放的连续性和均匀性均较好;条铺中穗幅差小于试验台架上穗幅差。结合双向对搂式拨禾机构的工作特性得出油菜茎秆在拨禾机构中的输送过程为:拨禾装置先将油菜拨至中间聚拢,累积至一定数量形成一个茎秆团后被推出排禾口,最后形成铺条,首位搭接条铺至田间。

摘要：针对联合收割机田间收获时喂入量不稳定导致收获性能欠佳的问题,提出通过调节脱粒间隙以适应不同喂入量工况的解决斱案。为实现脱粒间隙可调节,基于4LZ–1.0型小型联合收割机,设计了一种直径可调的脱粒滚筒。滚筒由主轴、齿杄、间隙调节机构、间隙控制机构等部件组成。通过间隙控制机构驱动间隙调节机构,改变脱粒滚筒直径,实现脱粒间隙调节,间隙调节范围为10～40 mm。以喂入量、滚筒转速、脱粒间隙为影响因素,以未脱净率、夹带损失率、含杂率为评价指标进行脱粒性能试验。通过回归分析,分析了各因素对装置脱粒分离性能的影响,幵根据综合评价回归斱程分析得出了不同喂入量下的较优滚筒转速及脱粒间隙。喂入量小于0.876kg/s时,滚筒转速应匹配700 r/min的低速档,喂入量大于0.876 kg/s时,应匹配1 300 r/min的高速档。

摘要：稻田综合种养模式能够从源头减少氮、磷的输入,提高稻田系统的养分利用率.在紫云英全量还田的基础上,设计了多物种参与下的稻鸭复合种养模式,通过与常规稻作对比,养萍处理与不养萍处理的对比,从稻鸭复合系统中氮、磷的输入与输出途径出发,分析了氮、磷在系统中的迁移与循环特征,以及萍类对氮、磷的迁移与循环的影响.