一种新型水田中耕除草机械设计

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1、一种新型水田中耕除草机械设计【摘要】目前国内外水田中耕除草机大部分只针对行间杂草进行去除，对苗间杂草去除的研究基本处于空白状态。所以本文旨在设计一种能够同时进行行间和苗间除草的水田中耕除草机。水田中耕除草机不但要保证较高除草率且伤苗率要小于5%。其次作业时操作灵便，可适应大部分地形。【关键词】苗间；行间；除草0.引言水稻的生产对我国粮食安全起着至关重要的作用，水稻的品质对国民身体素质有着重大影响。目前我国主要以化学药物除草和人工除草两种方式进行田间除草作业。化学药剂除草是目前应用最为广泛的一种除草方式，具有省力、省时、经济、高效的优点。但是化学除草的广泛应用也带来了诸多问题

2、：①在水稻生长过程中，除草剂的广泛使用引发了环境污染、生物多样性减少、杂草群落变迁和杂草抗药性增强等问题；②降低土壤中微生物的数量及一些酶的活性，影响土壤质量和供肥能力；③除草剂在喷洒过程中，其“漂移性”可对田间其些酶的活性，影响土壤质量和供肥能力；6机械除草是利用机械工程技术对杂草进行去除的一种全新作业方式。机械除草对减少农作物污染、保证粮食安全、保证广大人民群众的身体健康都具有重大意义。机械除草不但可以避免土壤污染还可以改善土壤结构、增强土壤通透性、增加土壤中的微生物，使土壤能够长期可持续的保持活力。机械除草的作业效率高、劳动强度低，可以解放农村的青壮年劳动力。机械除草

3、是农业机械化的重要一环。为此，本文进行了一种新型的除草机的设计，对机具的传动机构、动力机构、整机结构进行设计及阐述，通过对水田中耕除草机关键部件的工作原理进行分析，完成对关键部件设计。1.关键部件的机理研究1.1苗间除草部件设计稗草直接生民在稻田里，水稻要经过三十天的育秧才可以进行移栽。水稻移栽前，稻田会进行整地作业。因此水稻移栽后，稻田中的稗草是整地后刚刚长出的新草。水稻秧苗经过育秧，立刻进入返青期。水稻秧苗移栽后第七天，水稻秧苗次生根大量生成，在位于根部顶端的分节区域形成一段旱扁平椭圆状的粗壮根系。水稻主根不再生长，较为纤细。稗草的次生根还末形成，故而只有一个纤细的主根

4、。根据此时水稻秋苗和稗草根部结构上的差异，使弹齿刀盘与稗草根部或水稻根部接触时，产生不同的效果。每套弹齿刀盘由位于秋行左右两侧的弹齿刀盘组成，弹齿刀盘采取匀速旋转前进的作业方式，弹齿刀盘与杂草根部直接接触，使杂草随弹齿转动脱离土壤。6水稻主根与弹齿接触时，水稻主根受到弹齿推力、土壤阻力、次生根拉力的作用，水稻次生根受到土壤阻力和主根的拉力作用。水稻次生根呈扁平椭圆状，与土壤接触面积大，受到的土壤阻力远大于主根对次生根的拉力。水稻主根十分柔软，力学性质与绳子类似，只会产生拉力，且受拉力以外类型的力作用时会产生极大的形变。水稻主根随弹齿转动到一定位置时，主根上端受到来自水稻次生

5、根的拉力作用，使水稻主根产生极大的形变。水稻主根下端向上弯曲，进而不受弹齿推力作用，弹齿独自划离土壤，水稻根部完好的保留在土壤中。稗草由于没有进入分粟期，只有主根受到土壤阻力与弹齿推力作用，稗草主根随弹齿转动，最终被打出土壤。当水稻次生根与弹齿接触时，次生根受到土壤的阻力和弹齿的推力作用。水稻次生根是一段椭圆状的粗壮根系，力学性质类似于弹性体，受到外力时发生形变较小，故而会与弹齿始终保持接触，随弹齿脱离土壤，造成伤苗。1.2行间部件整体设计行间除草部件主要由除草笼、支架、轴、弹簧、限位销钉等部件构成。6行间除草笼由支架和螺栓固定在机架上，从而达到除草笼随机身转动前进的目的；

6、行间除草笼随机身前进时，除草笼绕轴滚动旋转；通过改变限位销钉在支架上的位置，调节除草笼的除草深度；通过弹簧的设计可以使除草笼在行间除草时为柔性连接，避免除草时除草笼发生损坏。水稻秧苗的行间距为300mm，为防比行间除草笼发生轧苗现象，秋行两侧40mm内的杂草由苗间除草盘去除，所以除草笼长度应为220mm。行间除草笼随除草机底盘向前移动时，依靠泥土施加于除草笼的摩擦力发生转动。在行间除草笼转动前进过程中，除草笼将行间杂草碾轧入泥土，使其不能进行光合作用，从而达到去除行间杂草的目的。2.机具整体设计方案2.1机具动力底盘选择我国水田作业环境复杂、地面凹凸不平和地块小的特点决定了

7、除草机不应为大幅宽、大功率的机具，而应为小幅宽、小质量、低功耗的小型机具。本文设计的中耕除草机选用一种两轮式手扶拖拉机作为机具底盘及动力装置。此动力输出底盘具各以下优点：①由厂我国水田地块小，田问作业时除草机转向多，会发成压苗现象。因而水田除草机应具有转向灵活、作业幅宽小的特点。两轮底盘转向轻便自如，压苗现象远小于四轮底盘。②水田地面凹凸不平、泥土松软，除草机在作业时会产生下陷。除草机下陷越深，作业中越不易控制、伤苗率越高。本机选用的底盘质量小、下陷小，对降低伤苗率有显著作用。③本机底盘体积小，可以与其他农具相连接