1、 河南农业大学学 士 学 位 论 文题 目 农作物播种施肥机 学位申请人姓名 杨建 导 师 姓 名 梁爱琴 学 科 专 业 机械设计制造及其自动化 中国 郑州2012 年 月分类号 密级河南农业大学学士学位论文论文题目： 农作物播种施肥机英文题目： Crop sowing machinery 学位申请人： 杨建 导 师： 梁爱琴 专 业： 机械设计制造及其自动化 论 文 提 交 学 位 授 予日 期 ： 日 期 ：致谢时光荏苒，不知不觉四年大学生涯就要结束，在此论文即将完成的时候，我想对所有给予过我关心和帮助的老师、同学、亲人表示衷心的感谢和诚挚的敬意。首先要感谢我的导师梁爱琴教授给与我悉心的
2、知道和帮助。这半年来，梁老师在学习上给与我不厌其烦的指导、教诲；在生活上，给与我无微不至的关怀和照顾。正是由于此，我才顺利的走到今天，并学习到许多书本以外的道理和知识。导师渊博的知识不断启拨着我的心智，为我开启一道通往知识殿堂的大门。导师严谨的治学态度，对科学的孜孜以求、一丝不苟的精神。给我留下了难以磨灭的印象。他广阔的胸襟和正直的为人，不断地在潜移默化中影响我的人格，完善自我，使我受益匪浅。在这里我要特别感谢我的导师。在大学这段紧张而又愉快的学习过程中，我结识很多的好朋友，因此我要特别感谢同窗杨正伟、王国庆、王永超、张业雷、黄嘉威等在学习和生活中的帮助和支持，感谢室友汪乐、夏秋凯、张进益给了
3、我一个温馨的学习和生活环境。感谢我的父母、亲人正是他们的关心支持和理解使得论文得以顺利完成。我真心的祝愿他们身体健康，生活幸福。最后向百忙之中评阅论文的各位专家、教授表示衷心的感谢！ 杨建2014 年 6 月于河南农业大学河南农业大学学士论文1 目录1、摘要 12、文献综述 22.1 文献选题背景 22.2 本行业国内外现状 33、整机系统的方案设计 5河南农业大学学士论文2 一：摘要多行式农作物根部施肥机是根据农作物的行宽以及不同地区农作物的种植特点不同所设计的一款施肥行间距可调的农作物根部施肥机，本施肥机可以使多种肥料不用采取搅拌措施即达到多种肥料混合施肥，并且本机器的开沟设施采用小犁式开
4、沟器，不但可以起到开沟的作用而且可以起到给农作物松土去草的作用，虽然施肥机的劳动强度大，但是本机器采用了双地轮简单的解决了这一问题。本论文的写作背景是根据我国北方土地贫瘠需要追肥，本产品不适合水田作业，本产品采用转动圆盘排肥简单的解决了化肥的搅拌不均匀问题，同时本机器是也保证了施肥的精量性。经过各环节确定量及种类以后，化肥经过导管进入土壤，从而达到给农作物根部精量施肥的目的。本机器的优点是可以提高追肥效率并且使追肥定量化。关键字：多行、可调、小犁式、精量、导管、施肥机河南农业大学学士论文3 abstractMulti-line type crop roots machinery is base
5、d on crop line width and different parts of the crop planting characteristics of the designed a different application line spacing is adjustable crop roots machinery, the machinery can make many kinds of fertilizer need not stir measures which meet a variety of mixed fertilizer fertilization, and th
6、e machine furrowing facilities using small plough type opener, not only can play the role of furrowing and can play a role for cultivating crops to grass, although machinery intensity of labor is big, but this machine adopts the double round simple solved this problem. Writing background of this pap
7、er is based on the land of the north China need fertilizer, this product is not suitable for paddy field operation, this product USES the rotating disk distributing simple can solve the problem of uneven fertilizer mixing, this machine is also to ensure the precise of fertilization. After each link
8、to determine the amount and types, fertilizer through the catheter into the soil, so as to achieve the aim of precise fertilization to crop root. This machine has the advantage that can improve the efficiency of fertilizer and fertilizer quantity. Key words: multiple lines, adjustable, small plough
9、type, precise, catheters, machinery r河南农业大学学士论文4 二： 文献综述2.1 文献选题背景现在我国的旱地作物一般采用的追肥措施一般都是手撒肥或者直接选择不追肥，虽然有一部分作物采用了深土施肥，但是他们采用的依然是传统的播种机械追肥，这样的追肥方式一来是容易对农作物根部产生破坏，二来这种施肥方式不能很好的保持土壤的水分，另一种就是施肥的肥料种类有限制，不能满足多种肥料的混合使用，鉴于此类情况我们设计了这种既能保证对农作物根部施肥，又能不让水土流失还能使几种肥料共同精量的施用，目前的一些能保证精量施肥的机器大多都是采用高端的定量系统，此系统虽然提高了施肥的
10、精准性但是这种机器的成本造价高，而且在实际应用中会因为时间滞后性而带来不当的作业问题，这种高端产品虽然能提高精准度但是其中的数据管理、地理信息、还有计算机技术无一不增加额外成本和人力投入并且这些设备通常比较复杂，控制难度较大、价格比较高，但是就简单施肥来说并不是需要多么高的精准量，我们应在施肥机上做的就是减小成本增加性能，这样才能保证农民的根本利益。2.2 本行业国内外现状2.2.1 本行业国外现状19 世纪 40 年代英国的一位科学家安排了长期肥效实验，此实验开启了世界科学施肥技术的探索历程，从此各位科学工作者们在施肥量以及施肥种类和施肥方式还有施肥时间等各个方面展开了大量的调查研究工作，早
11、在 20 世纪 50 年代美国就在他们农场的联合收割机上装载了 GPS 系统，虽然只是一个小小的小系统但是此系统却代表着从此人类在农业技术上进入了精准化的时代。到了 20 世纪 90 年代的时候，精准的农业技术已经在欧美国家发展的势不可挡，并且已经具有了相当的规模。日本在精准农业精准农业施肥领域进行的研究处于示范阶段，但是日本的研究方向偏向于水稻种植。这也是因为日本是一个岛国的原因吧，为了提高产量和作物的耕作方便性日本政府专门启动了“21 世纪农业机械紧急开发课题”的研究，也将精准农业相关技术列入计划。看来日本的机械化水平也是不低，并且日本的投资量也是相当大的。法国使用的肥料撒播和植保机器相对
12、来讲在全部农业机械中的自动化水平最高，而且法国的变量离心撒播机和变量自动喷雾机在 GPS 和 GIS 的支持下已经投入到生产河南农业大学学士论文5 和使用中了，法国的“女骑士”肥料撒播变量控制系统已经在各类离心式肥料撒播机上广泛应用了。这种变量系统不但在法国国内应用广泛，并且在法国出口的农业机械上也是常见。值得一提的是俄罗斯的全俄农机化研究所自行研制并进行了田间试验的自动变量施肥机，是在排肥口装一个电磁铁和共振片，通过控制电磁频率，使共振片震动，达到开启和闭合的目的，从而自动控制排废量的变化。德国的 AMAZONE 公司已经开发成功并且投入使用的主要用于小麦和大麦燕麦等麦类作物春季追肥的实时自
13、动变量施肥机，是基于处方图通过液压马达控制变量施肥的。这就是目前来说比较有代表的几个国家的几类施肥机的现状，虽然各有各的短处，但是已经足以代表世界施肥界目前的最高水平和现状，虽然有的施肥机造价不菲，但是科学就得投入，慢慢改进应该会降低造价的。2.2.2 国内施肥机的现状概括可以这么说我国的施肥历史，19 世纪氮肥从日本输入到我国的台湾，从此我国就进入了施肥的农业新时代，自从新中国成立了以后，中国共产党和国家非常重视我国的科学施肥工作，而且中央在北京召开了全国土壤肥料工作会议，举国商讨我国的肥料使用工作大计，会议提出来我国应该将科学施肥作为发展粮食生产的重要措施之一。在 1970 年和 1981
14、 年开展的两次大规模的化肥肥效实验，总结出了测土配方技术服务模式，初步建立了全国测土配方施肥技术体系。虽然化肥给我国的粮食生产带来了特别大的效益但是随着我国的化肥用量的增加，施肥方法又成为了我国的焦点问题，传统的施肥方法大量使用人力，人的工作不但不能完美的做好施肥和追肥工作，而且造成了肥料的大量浪费，人的土壤表面施肥造成了大量的肥料不能被农作物所吸收这样就降低了施肥效益，要是想提高化肥的吸收效率就必须提高施用浓度，这样也造成化肥的大量浪费，所以怎么样才能提高化肥的施用效率，什么样的机器才能解放人类的双手，这又成为一个全国性的农业机械装备焦点问题。上海首先迈出了这一步，20 世纪 80 年代上海
15、在计算机指导下的测土施肥机俱进研究，并且在生产上取得了良好的效果。90 年代后开始对精准农业大量投资，国内在引进消化吸收国外的研究成果的基础上研究探讨适合我们中国国情的施肥机器，并且很快取得成效在实践上展开了应用，就目前来说我国的精准农业机械主要使用的是 GPS 定位土壤取样化验、利用地理信息系统产生各种信息，从而反馈到控制系统河南农业大学学士论文6 调节施肥量和种类，最有代表性的要说利用 GPS 进行直线作业导航自动控制的黑龙江垦区大西江农场的约翰迪尔变量施肥播种机，此施肥播种机也能代表我国的先进水平上海的某所大学也研制出了我国第一台适合南方地区农业技术和耕作环境特点的基于 GPS/GIS/
16、GPRS 的智能变量施肥、播种、旋耕复合机。突破了国际上变量施肥机依赖处方的瓶颈，实现了智能变量、人工自动适应变量的多模式下的变量施肥作业。吉林某大学也研制出来了 2SF-2 型变量深施肥机，并且完成了手动和自动控制两种操作方式的实验，结果表明，此施肥机能够完成他的设计目标实现精准作业，应用最广泛的还是数北京农林科学院农业信息化工程技术研究中心研制的 2F-VRT1 变量施肥机、1GG-VRT1 旋耕变量施肥机，该设备主要根据用户设置施肥量或上位控制计算机处方施肥量，实时 GPS 位置信号及作业行走速度信号，该机也支持手动和自动两种操作方式，目前该机的应用也已经开始推广了，主要推广地还是在北京
17、、新疆建设兵团。上海等等。我国的农机具的研究相对于国外发达国家来说起步比较晚，目前还和发达国家有很大的差距，这些差距体现在我国的田间作业图层与农具的借口软件信息技术不过硬，缺乏统一的农业信息标准和资源共享机制，农机作业现在还没有实现国产化，机械制造成本高农民难以接受、所以推广起来有非常大的难度。所以我国应该开展适合我国国情的精确施肥研究和实践。从我国各个地区的农业现实出发，考虑各个地方的发展不均衡性实现提高我国机械化农业作业的大范围化，而且我们应该开发一些省时、省力、省工、结构简单、实用性好、使用寿命长的肥料施用器，为我国农民的田间耕作创造好的设备基础。三：整机系统的方案设计如下图1机架 2料
18、斗 3-传动轴 2 4-施肥器 5-地轮支撑 6-传动轴 1 7-轴 支架 8-地轮轴 9-料箱支撑 10-油 箱 11-三角钢支撑 12-地轮 13-导肥管 14-开沟器 15-地轮支撑 16-传动轴 3 17-主动链轮 18、19、20-从动链轮河南农业大学学士论文7 图 1如图一所示的农作物根部施肥机，它主要由机架、料箱、三点悬接装置、地轮、动力传动装置（分别包括链传动和齿轮传动） 、盘式排肥器、剪铲式开沟器等组成。该机器是由功率为 11KW 的拖拉机牵引工作，拖拉机经过三点悬接装置与施肥机相连。在拖拉机的牵引带动下，地轮开始转动，地轮的转动引起装在地轮轴上的链轮（主动轮）开始转动带动链条的转动，此时由于链条转动又带动了排肥轴的转动，然后排肥器开始工作，肥料经过齿轮的拨动排出肥料，而排肥器上多加工的孔可以保证施肥量的大小，这种机械式调整施肥量大大的减小了生产机器的成本。而由于是地轮直接带动的所以也保证了施肥的均匀性，排肥器中的肥料经过导种盒导入输肥管，
