1、 信息文献机检实习作业 姓名：胡雷阳 学号： 2008092725 班级：零八机制三班 专业：机械设计制造及其自动化 学院：机械电气工程学院 题目：棉花打顶机 检索词 扩展概念 扩展概念 棉花 棉属 打顶机 CNKI 字段 逻辑表达式 匹配方式 命中的记录数 题名 棉花 模糊 42925 棉属 模糊 181 打顶机 模糊 26 关键词 棉花 模糊 80953 棉属 模糊 299 打顶机 模糊 38 主题 棉花 模糊 109271 棉属 模糊 507 打顶机 模糊 57 字段 文本框间关系 逻辑表达式 匹配方式 界面间关系 命中的记录数 题名 棉花 模糊 42925 或者 棉属 模糊 43101
2、 并且 打顶机 模糊 在结果中检索 23 关键词 棉花 模糊 80953 或者 棉属 模糊 81168 并且 打顶机 模糊 在结果中检索 29 主 题 棉花 模糊 109271 或者 棉属 模糊 109494 并且 打顶机 模糊 在结果中检索 34 维普 字段 逻辑表达式 匹配方式 命中的记录数 题名 棉花 模糊 23244 棉属 模糊 78 打顶机 模糊 22 关键词 棉花 模糊 33415 棉属 模糊 75 打顶机 模糊 20 任意字段 棉花 模糊 51020 棉属 模糊 165 打顶机 模糊 25 字段 文本框间关系 逻辑表达式 匹配方式 界面间关系 命中的记录数 题名 棉花 模糊 23
3、244 或者 棉属 模糊 23322 并且 打顶机 模糊 二次 检索 21 关键词 棉花 模糊 33415 或者 棉属 模糊 33474 并且 打顶机 模糊 二次 检索 20 任意字段 棉花 模糊 51020 或者 棉属 模糊 51078 并且 打顶机 模糊 二次 检索 23 综述 ： 棉花打顶是棉花整枝工作中的中心环节，通过打顶心可消除棉花顶端生长优势，调节体内水分、养分等物质的运输方向，使较多的养分供生殖器官生长 ,减少无效果枝对水肥的消耗 ,促进棉株早结铃、多结铃、减少脱落，有明显的增产增收效果。 . 长期以来 ,国内棉花打顶工作主要依靠人工完成 ,而人工打顶劳动力需求大、效率低、工作环
4、境恶劣 ,同时延长了打顶时间 ,使得棉花不能在合适的时期内得到及 时的打顶 ,从而降低了棉花的产量。 新疆棉花每年 7 月初的打顶是其增产增收的关键环节， 目前，新疆棉花打顶还是靠手工打顶，每年需要从内地接来大批民工，从 7 月 1 日7 月 15 日就开始棉花打顶。由于手工棉花打顶工作效率低，而棉花打顶的时间只有两周时间，很多棉花疯长，严重地 影响了棉花的产量 .棉花生产全程机械化过程中 ,从耕地到施肥、除草、播种、定苗、化防、灌溉、棉花采收各环节已基本实现机械化 ,但棉花打顶机械化滞后。手工打顶已无法满足大面积棉花生产全程机械化的需求 ,严重制约了棉花产量的增长。 而 人工打顶 作业效率
5、低、劳动强度大、成本高、可控性差，迫切需要研制开发棉花打顶机 国外早期对棉花打顶机械有些研究成果 ,悬挂式和自走式均有相关的专利 ,实现了液压控制机械化打顶 1-4。目前国外棉花生产过程对棉花顶尖大多采用药物控制的方法 ,因此没有对棉花机械化打顶的研究。国内棉花打顶机械的研究处于刚刚起步的状态 ,新疆石河子大学研制的 3MD-12、 20 型拖拉机后悬挂机械驱动、液压升降棉花打顶机 ,打顶高度 400-900mm5。 3MDY-12 型前悬挂液压驱动、液压升降棉花打顶机 ,打顶高度 500 -900mm6, 3MDZY-12 型后悬挂液压驱动、液压升降棉花打顶机 ,打顶高度 500-900mm
6、7-8,但现有打顶机动力都为普通拖拉机 ,其地隙为 400-450mm,通过性差 ;人工操作升降控制装置 ,使得调节高度不准确、不及时 ;现有机具不能实现单体棉花植株的随即仿形 ,打顶机工作中出现了漏打、撞铃、撞桃、损坏棉叶现象。针对这些缺点和问题 ,本文 讨论的 3WDZ-6 型自走式棉花打顶机 是 兼有前置打顶装置 ,后置喷雾系统 ,单体仿形控制的高地隙能实现多功能作业的自走式棉花打顶机。 1. 总体设计 根据棉花打顶机械作业的农业要求 (打顶标准为打去一叶一芯 ,坚持先 打高、后打低的原则 )以及适应机采棉的行距种植方式 (行距 68 cm+8 cm 或 66 cm+10 cm),确定自
7、走式棉花打顶机作业的工艺和主要参数为 :分禾扶禾、聚拢、切顶、放开 ;棉花打顶作业幅宽为 4 6 m,打顶高度调节范围为 335-1 065mm。根据棉花作业机械化的实际需要和作业特点 ,确定自走式棉花打顶机采用高地隙自走式底盘、前置打顶机械系统和后置施药系统相结合的总体技术方案。不仅能实现打顶作业的机械化 ,还能满足棉花中后期的病虫害防治以及化控化调剂的喷洒。自走式棉花打顶机的整体结构如图 1 所示 高地隙 自走式底盘采用液压与机械相结合的传动方式 ,地隙、轮距等结构参数适应棉花打顶棉花中后期病虫害防治作业要求 ,具有振动隔离与阻尼装置、前置或后置的三点悬挂装置、动力输出及液压输出装置 ,除
8、了保证棉花打顶的作业要求外 ,还能满足病虫害防治施药、颗粒撒肥机等工作部件的配套要求 ,实现一机多用。 与高地隙自走式底盘配套的施药装备由药液箱、清洗箱、液泵及喷雾管路系统、喷杆及自动平衡机构、喷杆折叠升降机构、精准施药控制系统等组成。精准施药控制系统通过作业速度、喷雾压力、喷雾量的实时检测和反馈 ,精确控制变量施药执行机构的动作 ,使喷 雾量根据作业速度的变化得到自动调整 ,从而使喷雾机的实际施药量与设定值相一致 ,实现精量喷洒。 2. 打顶机械系统设计 2 1 机械系统结构设计打顶 机械系统由扶禾器、固定机架、浮动机架、刀具、液压装置以及仿形机构等组成 ,实现打顶作业的机械化 ,打顶装置结
9、构示意图如图 2所示。 自走式底盘的动力输出轴驱动打顶机械的齿轮泵 ,带动液压马达 ,再通过胶带传动增速后由软轴传递使刀头高速旋转 ,同时扶禾器将棉株的主、侧枝聚拢扶至刀片旋转切割范围内 ,通过高速旋转的刀片切去棉株的主、侧枝顶部 ,切顶后逐渐放开。实现扶禾、聚拢、切顶、释放连续作业。达到棉花打顶的农艺技术要求。 2 2 控制系统设计 依据棉花机械打顶的作业特点和棉株顶部的外形特征 ,对激光、超声波识别两种方法测量棉株高度进行试验研究 ,以确定棉花单体高度测量方法。在土壤植物机器系统技术国家重点实验室的土槽测试 试验系统上分别采用这两种传感器对 带茎秆的棉花进行了高度测量试验 ,试验装置示意图
10、如图 3 所示。 悬挂架与土槽的三点悬挂相连接 ,刀具与传感器之间的距离为一定值设为 1 000mm,棉花切顶高度设定为 60mm,通过传感器测出的棉株高度不同 ,通过油缸调整刀具位置实现自动打顶作业。应用超声波传感器与激光传感器对带茎秆的棉花进行高度测量对比试验。室内温度为23 ,使用的量具及传感器 :直角钢板尺 ,卷尺 ,UT18-750-AIL4型超声波传感器、 FT80RLA-500-SIL8 型激光传感器 ,W-DCD135 型拉杆式位移传感器。试验时 ,土槽台车行走速度为 5 km/h,棉株株距为 100mm,假设棉株长势一致 ,需用 72 s 经过一株棉株 ,试验时设定采样周期为
11、 20 s, 1min 采样 3 次 ,取测量的最小值为棉花顶部高度 ,打顶高度为60mm。 试验结果如表 1、 2 所示。 试验结果表明 ,应用激光传感器比超声波传感器更适宜棉花高度测量 ,并且应用激光传感器的测试系统的最大测量误差为 5.2%,而超声波传感器的测试最大误差为 6.1%,超声波传感器测量的棉株高度误差远大于激光传感器测试结果 ,确定采用激光传感器测量棉株高度。依据试验研究结果 ,开发了采用激光传感器的棉花打顶装置高度自动升降闭环控制系统。控制系统由液压升降控制、打顶高度自动控制、打顶高度实时反馈系统等组成 ,应用 PLC、升降油缸、拉杆式位移传感器实现闭环高度调节 , PLC
12、 控制系统实现单行刀架位置独立调节、各行打顶装置的协调动作以及切割质量控制。打顶高度自动闭环调节原理示意图如图 4 所示 单体棉株生长状态不同以及地表的起伏不平都会影响棉花打顶高度的一致性 ,采用浮动支架整体仿形和刀具支架仿形相结合的方式实现棉株单体仿形。通过安装在浮动支架上的仿形地轮适应地表的不平 ,仿形地轮支架连接仿形地轮升降油缸 ,实现浮动机架离地高度的调节。 浮动支架采用平行四连杆机构 ,保证刀具旋转平面与地面平行 ,实现刀具高度的整体仿形。利用激光技术测量刀具与棉珠顶尖的距离 ,通过调整比例阀的流量以控制刀架升降油缸的伸缩速度 ,实现刀具支架的升降 ,达到适时、精确打顶 ,实现单体仿形。悬挂架上安装有浮动油缸只用于运输。工作时 ,处于浮动状态 ,打顶高度自动闭环液压调节原理图如图 5 所示
