水田高地隙自走式变量撒肥机设计与试验.pdf

第28卷第11期
农业工程学报
162012年6月
Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering
Jun.2012
水田高地隙自走式变量撒肥机设计与试验
陈书法',张石平',孙星钊2,李耀明3
(1.淮海工学院机械工程学院,连云港2220:2.连云港市元天农机研究所,连云港220
3.江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室,镇江212013)
摘要:为解决现有水田散肥机械地隙低、撒肥量调节技术落后、工作效率低等问题,设计了一种水田高地隙自走式变
量撒肥机,介绍了机结构与工作原理,研究设计了高地隙专用底盘、撒肥盘及排肥口调节装置,并确定了关键结构和
参数、对以AT89c51单片机为核心的控制系统进行软硬件设计与系统集成。场地和水稻田间撤肥试验结果显示,推肥板
推肥角度-209~40°可调,机器最小转弯半径1.8m,撤肥盘离地高度可达1100mm,撒肥幅宽达14m,作业效率达到6
hm2h,试验结果表明撒肥机适合在水田里自主行走,整机与控制系统设计满足水田宽幅高效变量撒肥工作要求。
关键词:农业机械,设计,试验,水田变量施肥,高地朦底盘,排肥口调节,单片机
doi:10.39695iss.1002-6819.2012.1.003
中图分类号
文献标志码:A
文章编号:1002-6819(2012)-11-0016-06
陈书法,张石平,孙星钊,等.水田高地隙自走式变量撤肥机设计与试验[J].农业工程学报,2012,28(11):16-21
Chen Shufa, Zhang Shiping, Sun Xingzhao, et al. Design and experiment of self-propelled high-ground-clearance spreader for
paddy variable-rate fertilization J]. Transactions of the Chinese ociety of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),
2012, 28(1 1): 16-21.(in Chinese with English abstract)
0引言
制而成,离地间隙低(只有450~500mm),自重很高,
且四轮支撑都垂直于地面,不适应高地隙(离地高度
水稻等水田作物生长期施肥作业次数多,人工施肥800~1200mm)底盘,在水田作业稳定性极差。
工作量大,占有了大量农业劳动力,且工作效率低,人
为了解决目前水田变量机械化施肥技术实际存在的
体直接与化肥接触,还会影响身体健康。人工撤肥,撒问题,满足水田作物的规模化、集约化种植管理要求,提
施不均,化肥易过度使用,造成环境污染,使士援板结,高水稻等作物生产的全程机械化发展水平,本文开展了四
降低土壤品质。而机械化精量施肥,效率成倍提高,撒轮驱动高地隙自走式变量撒肥机的设计与试验研究工作
施均匀,撒施量可控,减少化肥流失和挥发,保护自然
生态环境,实现农业的可持续发腰。
整机结构与工作原理
近年来,农机科技人员在精量施肥机械化技术开发1.1整机结物设计
方面作了一定的努力和探索,如东北农业大学的王金武
水田作物施肥不同于早作物,其劳动力工时投入多,
等设计了液态变量深施肥机,通过控制节流阀开度自动劳动强度大,且水田工况复杂,对作业机具性能要求高。
调节喷液量,国家衣业信息化工程技术研究中心的王秀目前迫切需要能实现水稻等水田作物中后期的施肥植保
等?研制的精准变量施肥机,由GPS导航,通过调整外管理作业的高通过性动力机械。经过对重点水稲产区实
槽轮的转动速度以调整排肥量,吉林大学的凸旭等研制地调查研究,确定高地隙自走式变量撤肥机结构。如图1
的变量施肥机,以步进电机驱动排肥器调节排肥量,但所示,整机出高地隙底盘、发动机、显示器、控制器及
液态变量深施肥机不适合中国目前以固态化肥供应为主控制系统、GPS系统、测速传感器、液压顶升系统、连
的实际情况:现有变量施肥机具多与通用的拖拉机悬挂接悬挂支架、撒肥装与液压驱动系统等系统与部件组
连接,两轮驱动,不适合在轮陷严重的水田里进行施肥成,撤肥装置通过三点连接悬挂支架与高地隙底盘连接,
作业(或转弯、过埂、爬坡等),存在操作劳动强度大,由液压油缸调节撒肥装置至合适的工作高度。散肥装置
变速范围小,生产效率低,配套性差,利用率低等问题。主要由肥箱、撒肥盘、步进电机与排肥凵调节装置、液
针对这种情况,目前虽公开了一些高地隙底盘驱动技术压马达、齿轮传动装置、支架等组成1。
专利成果9,但多为插秧机底盘或高地隙四轮拖拉机改
主要技术参数设计:整机结构采用高地隙底盘四轮
驱动形式,配套发动机动力18.4kW,变速挡位:前进3
收稿日期:2011-1121修订!期:2012-0422
级,后退1级,行走车速2~15kmh,底盘轴距2000mm、
基金项目:江苏省苏北科技发展计划攻日(BC2011426):江苏省农机三项
工程项?(NI2010-17);连云港市农业科技攻关唤目(CG1130);江苏大学
抡距1800mm,最小转弯半径2m,散肥盐直径530mm,
现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室开放基金项目(NZ2008-05)
撤肥盘离地高度700~1100m,撤肥量1000~2500
作者简介:陈法(1970-),男,江苏连云港人,博士生,准海工学院副
kg/hm2,作业效率3~5hm2h,撒肥幅宽12~14m,肥
教授,主要从当精密播种、施肥理论与技木研究工作。连云港准海工学院箱容量600L,GPS差分精度为亚米级
机工程学院,220。Email:csf0l2@yahoo.com.cn
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