【摘要】：煙草種植業(yè)是我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,與國民經(jīng)濟(jì),尤其是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著緊密的聯(lián)系。隨著煙草種植業(yè)的不斷發(fā)展,機(jī)械化作業(yè)成為高效節(jié)本的有效途徑。近年來,我國研制了眾多的煙草田間管理機(jī)械,但大部分機(jī)械作業(yè)功能單一、可靠性差、作業(yè)水平低;絕大多數(shù)煙田仍采用傳統(tǒng)的人工打頂,其效率低、成本高且操作繁瑣;打頂后的煙株還需進(jìn)行抑芽作業(yè),人工操作不僅效率低還易造成藥物中毒。因此,發(fā)展代替人工的自動(dòng)化、智能化聯(lián)合作業(yè)機(jī)械是煙草生產(chǎn)的必然選擇。為解決國內(nèi)外現(xiàn)有打頂機(jī)固定高度打頂帶來的問題,設(shè)計(jì)了一種能夠根據(jù)煙草高度進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的夾持式智能打頂機(jī),能夠同時(shí)完成煙花的定位、收攏、夾持、切割、割刀的消毒、抑芽劑的噴施和煙花的輸送和收集等聯(lián)合作業(yè)。本研究主要開展了以下研究工作:(1)打頂時(shí)期的煙草莖稈力學(xué)特性研究。通過煙草莖稈的切削試驗(yàn),確定了煙草莖稈直徑大小與最大切割力的關(guān)系,并進(jìn)行切割力的計(jì)算;根據(jù)彎曲試驗(yàn)得到試驗(yàn)力與位移的關(guān)系,計(jì)算煙草莖稈的彎剪模量。莖稈力學(xué)特性的研究可以為打頂機(jī)割刀設(shè)計(jì)提供參考依據(jù),有利于提高機(jī)器的工作效率,也有利于煙草莖稈的綜合利用。(2)打頂機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零部件選型。根據(jù)國內(nèi)外煙草打頂機(jī)械的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),并結(jié)合煙草打頂?shù)霓r(nóng)藝要求和生產(chǎn)狀況,進(jìn)行整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。打頂機(jī)整機(jī)采用高地隙通用底盤和蓄電池作為動(dòng)力源,重點(diǎn)對(duì)煙草高度檢測(cè)系統(tǒng)、夾持式打頂機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、割刀消毒和抑芽劑噴施系統(tǒng)、煙花輸送收集裝置等進(jìn)行設(shè)計(jì)和零部件選型。(3)打頂機(jī)關(guān)鍵部件的有限元分析及運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真。利用ANSYS Workbench對(duì)升降機(jī)構(gòu)鏈輪、夾持打頂機(jī)構(gòu)和升降平臺(tái)機(jī)架進(jìn)行有限元強(qiáng)度校核,結(jié)果表明:各部件的位移變形量較小,所受最大應(yīng)力均小于材料的屈服強(qiáng)度,滿足設(shè)計(jì)要求;利用ADAMS對(duì)割刀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真,分析打頂作業(yè)時(shí)割刀上切割點(diǎn)的位移和速度隨時(shí)間的變化情況,仿真結(jié)果表明當(dāng)割刀轉(zhuǎn)速為1000 r/min時(shí),滿足切割要求。(4)樣機(jī)試制和田間試驗(yàn)。在理論分析和仿真模擬的基礎(chǔ)上完成整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),繪制二維圖紙,進(jìn)行樣機(jī)加工和田間試驗(yàn)。田間試驗(yàn)表明:該機(jī)打頂效率大于95%,對(duì)煙葉的損傷率小于5%,能夠滿足煙草的精確打頂要求,同時(shí)可完成抑芽劑的定量噴施,實(shí)現(xiàn)了煙草打頂?shù)木_化和智能化。
【圖文】：

圖 1-1 人工打頂和抑芽劑噴施Fig.1-1 Manual topping and spraying of suckercides2009 年，馬利強(qiáng)等研制了一種打頂消毒聯(lián)合作業(yè)裝置（圖 1-2），該裝置掛載在式行走機(jī)構(gòu)上，通過高度調(diào)節(jié)掛載部件來調(diào)節(jié)打頂高度，工作時(shí)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鉤形旋轉(zhuǎn)切割，同時(shí)噴頭對(duì)煙草傷口進(jìn)行消毒，切下的煙花進(jìn)入卸料口，排送到空地上（強(qiáng)等，2010）。2010 年，耿愛軍等研制了 3YD-3 型煙草打頂機(jī)（圖 1-3），該打頂機(jī)采用割刀繞軸旋轉(zhuǎn)且割刀切削切線方向與打頂機(jī)前進(jìn)方向相同的切割方式，能夠同時(shí)完成煙草、抑芽劑噴施和割刀消毒聯(lián)合作業(yè)，該機(jī)可通過一系列紅外光電開關(guān)組成的高度檢統(tǒng)，檢測(cè)煙草高度，實(shí)現(xiàn)了煙草高度的精確檢測(cè)、準(zhǔn)確打頂和對(duì)靶施藥（耿愛軍10；馬敏等，2011）。

圖 1-1 人工打頂和抑芽劑噴施Fig.1-1 Manual topping and spraying of suckercides2009 年，馬利強(qiáng)等研制了一種打頂消毒聯(lián)合作業(yè)裝置（圖 1-2），該裝置掛載行走機(jī)構(gòu)上，，通過高度調(diào)節(jié)掛載部件來調(diào)節(jié)打頂高度，工作時(shí)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鉤轉(zhuǎn)切割，同時(shí)噴頭對(duì)煙草傷口進(jìn)行消毒，切下的煙花進(jìn)入卸料口，排送到空地等，2010）。2010 年，耿愛軍等研制了 3YD-3 型煙草打頂機(jī)（圖 1-3），該打頂機(jī)采用割刀旋轉(zhuǎn)且割刀切削切線方向與打頂機(jī)前進(jìn)方向相同的切割方式，能夠同時(shí)完成煙抑芽劑噴施和割刀消毒聯(lián)合作業(yè)，該機(jī)可通過一系列紅外光電開關(guān)組成的高度，檢測(cè)煙草高度，實(shí)現(xiàn)了煙草高度的精確檢測(cè)、準(zhǔn)確打頂和對(duì)靶施藥（耿愛軍；馬敏等，2011）。
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S224.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2609715