农业电气化毕业论文-凸轮摇杆式摆动型玉米株间除草装置优化设计.docxVIP

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凸轮摇杆式摆动型玉米株间除草装置优化设计

摘要：近年来，国内外对草害的研究热度一直未减，除草方式多种多样，除草设备也在不断地更新。为了有效地减轻农民的劳动强度，缓解除草剂中化学物质对环境造成的不良影响，加大对机械除草的研发力度势在必得。结合东北地区玉米种植模式与土壤环境的特点，本文旨在设计一种国内机械除草设备研究中存在不足的苗间除草装置。主要研究内容和结论如下：株间除草装置主要是利用凸轮摇杆摆动机构的运动来实现除草刀在苗间的除草作业，该除草装置旨在降低常规耕作苗间除草时玉米幼苗的受损率，提高苗间除草的效率。主要对株间除草装置关键部件的结构及工作原理进行了分析，建立了装置除草过程路径的数学模型，并对除草路径进行优化处理，在理论分析的基础上对关键部件凸轮摇杆、除草机构进行结构设计。

关键词：苗间除草装置；玉米幼苗；摇杆机构；优化设计

绪论

我国作为农业大国，农业的快速发展是社会稳定和人民生活水平提高的重要标准。玉米是我国主要农作物之一，也是世界上最重要的食粮作物之一，特别在非洲比较落后的国家，玉米作为其主要口粮，具有重要的经济和社会价值。我国种植的玉米比较杂乱，地块大小不一，行距株距多种多样，玉米的种植主要集中在我国北方地区。

对于不同地区的玉米种植，影响玉米产量的因素之间也有很大的差异性，根据有关统计数据显示，不同的玉米品种，各地方不同的生产管理模式，草害情况等都会直接影响到玉米的产量，其中草害情况对玉米产量的影响最为显著。杂草是整个农业生态环境中不利的一部分，它的泛滥也是导致玉米减产的重要原因之一。杂草与玉米在生长的过程中存在着竞争关系，它不仅与玉米幼苗争抢水肥，而且杂草生长速度比作物幼苗要快得多，先生长起来的杂草占据幼苗的生长空间使得幼苗光照严重不足，很难正常生长发育起来，最终导致玉米产量受损。

苗间除草是我国精细农业田间中耕管理作业的重要部分之一，也是国内除草设备体系中尚未完善的地方。田间中的杂草不仅存在于行与行之间，作物株与株之间的杂草也不可小视，杂草的生命力往往要比作物幼苗要顽强得多，而且生长速度较快，它与作物幼苗争抢水肥、光照，如果杂草得不到有效地控制将会导致玉米产量和品质大幅度下降。而除草是田间中耕管理十分繁琐又十分繁琐的过程，而且需要在杂草很小的时候短时间内将其除掉，杂草生长的周期性较强，除草过程用工量较大。当前，国内主要以化学除草为主，人工除草、机械除草为辅的一种模式。喷洒除草剂是一种化学除草方式，是我国目前农民采用最多的一种除草手段，除草剂中含有的一些化学物质的确可以有效的杀死杂草，但同时也会影响到作物幼苗的正常生产，不宜过多使用；在我国贫困山区最原始的人力除草最为常见，虽然除净率高、除后杂草不易存活，但劳动强度大。近年来，有关工作部门为了有效地减轻农民的劳动强度，缓解除草剂中化学物质对环境造成的不良影响，开始大力开发高效环保的机械除草设备。国内对田间作物行间除草设备的研发技术已经比较成熟，研制出了各式各样的除草机。但是，对于生长在玉米苗与苗之间的杂草，由于杂草比较靠近玉米植株，用现有的除草机无法达到除草的目的，这也是机械除草中将要面临的一个很大的难题。有鉴于此，开发和设计一种新型的株间除草设备至关重要，通过对除草机关键部件的研究设计来降低整机功耗意义重大。

凸轮摇杆式摆动型玉米株间除草装置结构及工作原理

装置结构组成

除草装置主要由转轴、弹簧、齿轮、凸轮、除草刀片等组成，如图2-1所示。该设备主要通过转轴、齿轮以及凸轮摇杆等关键工作部件之间的密切配合来实现玉米株间除草避苗的过程，进而达到玉米幼苗间除草的目的，这种方法即高效又实用。

1.主动轴2.主动齿轮3.摆杆4.凸轮5.刀轴6.除草刀7.从动齿轮

8.支座9.回位弹簧10.从动轴

图2-1凸轮摇杆式摆动型玉米株间除草装置结构图

图2-2凸轮摇杆式摆动型玉米株间除草装置三维模型

工作原理

机器在作业之前，需要我们先将凸轮摇杆式摆动型苗间除草装置安装在事先设计好的与之配套的中耕除草机设备之上，接着才是进入到工作状态。设备在没有工作时两除草刀始终是处于闭合的状态，在田间工作时随机组不断前进，除草刀开始对玉米幼苗之间的杂草进行切除作业，在除草刀即将触碰到玉米幼苗时，智能检测控制系统端发出反馈信号传递给电机控制系统使得电动机开始工作；电动机驱动主轴转动，主轴将动力传递给齿轮，然后旋转的齿轮再将动力传给凸轮，最后凸轮把摆杆推开进而与之相连的除草刀由闭合状态迅速分离，从而达到了成功避苗的目的，待除草刀经过玉米幼苗后，在两侧弹簧的作用下除草刀片又回到闭合状态，从而完成了一次除草避苗的全过程，其除草避苗过程的示意图如图2-3所示。

图2-3凸轮摇杆式摆动型苗间除草装置除草避苗过程

凸轮摇杆式摆动型玉米株间除草装置关键部件设计

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