现代农业机械设计理论与应用

《现代农业机械设计理论与应用》仅就农业机械的新研究成果进行论述，这些机具主要适用于中国北方旱作区（特别是东北垄作区）。《现代农业机械设计理论与应用》从现代农艺的要求出发，与近年来出现的蓄水保墒、培肥地力耕作方法研究紧密融合，对所研制的耕整地、少免耕播种施肥施药、玉米收获及秸秆籽粒处理等系列新型机具进行介绍，并对其设计理论、研究方法、试验和应用等进行阐述。将现代农业装备研制与保护性耕作模式研究紧密结合、将理论与实践紧密结合、将产学研紧密结合。《现代农业机械设计理论与应用》具有系统性、创新性和实用性。

序一
序二
前言
绪论 1
第1章 北方旱作区保护性耕作 17
1.1 我国北方旱作区概况 17
1.1.1 我国北方旱作区基本情况 17
1.1.2 黄土高原区简要情况 19
1.1.3 东北垄作区简要情况 24
1.1.4 东北垄作区耕作区的划分 30
1.2 保护性耕作技术发展的历史与现状 35
1.2.1 保护性耕作的定义与主要内容 35
1.2.2 保护性耕作的起源与国际实践 41
1.2.3 保护性耕作在我国的发展 62
1.2.4 北方旱作区主要保护性耕作模式简介 69
1.3 三年轮耕法试验研究与推广示范 78
1.3.1 三年轮耕法的提出 79
1.3.2 三年轮耕法的试验研究 80
1.3.3 三年轮耕法的试验示范 84
1.3.4 三年轮耕法的主要特点 97
主要参考文献 99
第2章 旋耕-碎茬通用机 102
2.1 旋耕-碎茬作业通用工作机理研究 102
2.1.1 引言 102
2.1.2 刀端运动方程 103
2.1.3 切土节距 104
2.1.4 切削速度、切土节距与作业质量的关系 106
2.1.5 刀盘的设计 107
2.1.6 旋耕-碎茬作业通用工作机理的基本结论 108
2.2 旋耕-碎茬通用刀片 109
2.2.1 旋耕-碎茬通用刀片的初步设计 109
2.2.2 旋耕-碎茬通用刀片结构参数的试验研究 111
2.2.3 田间耕作质量验证试验 115
2.2.4 通用刀片功率消耗影响因素的研究 117
2.3 通用刀片在刀辊上的多头螺旋线对称排列法 120
2.3.1 排列的基本原则 121
2.3.2 刀片排列方法 122
2.3.3 排列方法在机具上的应用 123
2.3.4 田间试验 127
2.4 耕整联合作业机 129
2.4.1 引言 129
2.4.2 1DGZL 系列耕整联合作业机 130
2.4.3 1GFZ-4(2)仿生智能耕整机 144
2.5 1GH-3 行间耕整机 162
2.5.1 引言 162
2.5.2 通用刀辊的设计 165
2.5.3 性能试验 166
2.5.4 压实试验 168
主要参考文献 171
第3章 秸秆-根茬粉碎还田联合作业机 172
3.1 秸秆与根茬联合处理工艺 173
3.1.1 引言 173
3.1.2 联合处理工艺 173
3.2 秸秆-根茬粉碎还田联合作业机的设计 174
3.2.1 整机的结构特点 174
3.2.2 两刀辊相对位置的确定 177
3.2.3 传动系统的设计特点 179
3.3 V-L 型秸秆粉碎刀片 181
3.3.1 引言 181
3.3.2 V-L 型秸秆粉碎刀片工作原理及结构特点 183
3.3.3 V-L 型刀片主要参数的确定 189
3.3.4 工作参数与结构参数优化试验 191
主要参考文献 196
第4章 深松整地机械 197
4.1 引言 197
4.1.1 深松的作用 197
4.1.2 深松技术选择的原则 197
4.1.3 深松机的种类及发展现状 197
4.2 深松整地联合作业机 198
4.2.1 整机结构特点 199
4.2.2 空间曲面深松铲 201
4.2.3 单柱凿式深松铲 207
4.2.4 斜置叶片式碎土辊 211
4.2.5 其他主要部件的设计 214
4.2.6 深松整地联合作业机的试验与检测 217
4.3 仿生深松变量施肥机 219
4.3.1 整机结构 219
4.3.2 深松工作部件 222
4.3.3 液压马达变量施肥系统 222
4.3.4 仿生深松变量施肥机的性能检测 227
4.4 深松阻力测试装置 227
4.4.1 深松阻力测试装置总体结构设计 228
4.4.2 深松阻力测试计算方法 231
4.4.3 深松阻力测试装置可靠性验证试验 235
主要参考文献 240
第5章 精密播种机械 242
5.1 引言 242
5.1.1 国外精密播种技术研究和发展状况 242
5.1.2 国内精密播种技术研究和发展状况 249
5.2 2BHJ-6 行间精密播种机 250
5.2.1 总体方案设计 250
5.2.2 传动系统设计 251
5.2.3 电力气吸式排种器的设计 252
5.2.4 滑刀式施肥开沟器 253
5.2.5 排种监测系统 260
5.2.6 田间检测试验 261
5.3 2BH-3 行间播种机 261
5.3.1 整机结构设计 261
5.3.2 行走装置设计 262
5.3.3 行走轮镇压效果离散元仿真 266
5.3.4 整机田间试验 267
5.4 变曲率轮齿式破茬松土器 269
5.4.1 工作原理 269
5.4.2 刀片工作参数 270
5.4.3 刀片运动分析 274
5.5 2BJ-4 播种机 274
5.5.1 传动机构的设计 274
5.5.2 排种器的设计 277
5.6 大豆变量施肥精密播种机 278
5.6.1 2BDB-6 大豆变量施肥播种机整机结构 279
5.6.2 V 型筑沟器 280
5.6.3 镇压辊设计 284
5.6.4 双腔气吸式排种器 291
5.6.5 智能控制技术在大豆播种机上的应用 292
5.6.6 2BDB-6(110)大垄大豆变量施肥播种机 292
5.6.7 试验及检测 294
主要参考文献 295
第6章 免耕播种机 297
6.1 免耕播种机国内外研究现状 297
6.1.1 国外免耕播种机发展现状 297
6.1.2 国内免耕播种机发展现状 298
6.1.3 东北垄作区自行研制配套免耕播种机具的必要性 301
6.2 2BDM-4 多功能免耕播种机整机结构 301
6.2.1 研究目的 301
6.2.2 整机结构与作业参数 302
6.3 关键技术与核心部件 307
6.3.1 仿形爪式清茬(草)部件 307
6.3.2 指夹式排种器 313
6.3.3 基于Flex 弯曲传感器的玉米免耕播种机播深自动控制系统 316
6.3.4 基于GPS 和GPRS 的远程排种监测系统 325
6.3.5 少免耕防堵塞技术理论构建 332
主要参考文献 336
第7章 耕播联合作业机 338
7.1 引言 338
7.1.1 耕播联合作业工艺 338
7.1.2 国内外耕播联合作业机具发展现状 339
7.1.3 耕播联合作业机两种主要形式 343
7.2 补偿式三点悬挂连接机构 343
7.2.1 连接机构的设计原则 344
7.2.2 连接机构的主要形式 344
7.2.3 补偿式三点悬挂连接机构的分析 347
7.3 耕整机与播种机之间有效间距的确定 351
7.3.1 单机有效间距的含义 351
7.3.2 优选有效间距确定 351
7.3.3 最小有效间距确定 354
7.3.4 田间试验验证 358
7.4 耕播机机组仿形分析 359
7.4.1 补偿式三点悬挂连接机构仿形原理 359
7.4.2 补偿式三点悬挂连接机构仿形量计算 360
7.4.3 连接机构仿形性能评价标准 361
7.4.4 与刚性连接机构仿形性能的仿真对比分析 366
7.4.5 补偿式三点悬挂连接机构田间试验分析 375
7.5 2BGH-6 行间耕播机 378
7.5.1 玉米留高茬行间直播种植保护性耕作模式 378
7.5.2 行间耕播机的总体方案 378
7.5.3 播种机总体结构 379
7.5.4 植保部分(喷药系统) 383
7.6 2BY-2 硬茬播种机 385
7.6.1 2BY-2 硬茬播种机结构特点 386
7.6.2 2BY-2 硬茬播种机主要零部件设计 387
7.6.3 2BY-2 硬茬播种机的田间试验及鉴定检测 391
主要参考文献 392
第8章 智能变量植物保护机械 394
8.1 概述 394
8.1.1 研究植物保护机械的意义 394
8.1.2 国内外发展概况 394
8.1.3 智能变量喷药系统 395
8.2 基于处方图的压力控制式变量喷药系统 397
8.2.1 压力式变量喷药控制系统 397
8.2.2 变量喷药控制系统工作模式 398
8.2.3 喷药管路构建 399
8.3 基于图像采集的多喷头组合变量喷药系统 406
8.3.1 变量喷药决策信息系统 406
8.3.2 多喷头组合变量喷药控制系统 410
8.4 自走式高秆作物变量喷药机 415
8.4.1 新型高构架自走式变量喷药机结构特点 416
8.4.2 关键工作部件的研究与设计 419
主要参考文献 422
第9章 留高茬式玉米收获机 425
9.1 引言 425
9.1.1 玉米机械化收获的形式 425
9.1.2 玉米收获机的主要形式 425
9.1.3 国内外玉米机械化收获的发展状况 427
9.2 4YWL-2 留茬式玉米收获机整机结构 429
9.2.1 主要工作部件传动系统设计与计算 429
9.2.2 机架的总体结构 430
9.2.3 割台架的总体结构 431
9.2.4 分禾器的设计 431
9.2.5 拨禾链的设计 432
9.2.6 果穗升运器 433
9.2.7 秸秆耙整装置 434
9.3 仿棉蝗虫口器切割刀盘的设计与试验 434
9.3.1 仿生原材料的获取 435
9.3.2 切割试验 437
9.3.3 圆盘型仿生锯齿锯片的设计及试验 440
9.4 留高茬切割器的设计与试验 442
9.4.1 刀盘切割玉米秸秆作业的分析 442
9.4.2 切割器部件的设计 444
9.4.3 秸秆切断率与留茬高度田间试验 446
9.5 秸秆粉碎还田装置的设计与试验 448
9.5.1 秸秆切段动力学分析 449
9.5.2 动刀的研究设计 451
9.5.3 研究结果讨论 454
9.5.4 切碎抛送装置的试验 454
9.5.5 切刀转速与y (1)、y (2)、y(3)的回归方程 455
9.5.6 回归方程的应用 459
9.5.7 试验结果讨论 460
9.5.8 小结 460
9.6 摘穗辊的设计与试验 461
9.6.1 变螺距螺旋凸棱摘穗辊的设计 461
9.6.2 间距自适应差速摘穗辊 462
9.6.3 差速的设计 466
9.6.4 摘穗辊的田间试验与结果 467
9.7 基于机器视觉的玉米植株数量获取方法与试验 468
9.7.1 留茬断面图像的获取 469
9.7.2 图像的拼接 470
9.7.3 图像的分割与识别 471
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