高度自動(dòng)調(diào)節(jié)棉花打頂機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、本文中描述的是一種自動(dòng)調(diào)節(jié)高度的棉花打頂機(jī)，包括其研發(fā)過程、模型建立和性能測(cè)試。
　　棉花打頂是為了解決在棉花花鈴后期的頂芽徒長(zhǎng)影響棉花產(chǎn)量，這種徒長(zhǎng)還會(huì)造成棉花收獲的困難（尤其是機(jī)收）。棉花打頂通常是以人工完成的，費(fèi)工費(fèi)力。為了解決這個(gè)問題，本文基于對(duì)以往的棉花打頂機(jī)設(shè)計(jì)的綜述，分析出早期棉花打頂機(jī)設(shè)計(jì)的不足。傳統(tǒng)棉打頂機(jī)的主要缺陷是，它們不能調(diào)整打頂?shù)母叨?，即根?jù)每株棉花植物的高度改變打頂?shù)母叨?，?dǎo)致很大一部分漏打頂，或切得過

2、長(zhǎng)傷及果枝。近年來(lái)研發(fā)的可以自動(dòng)調(diào)高的棉花打頂機(jī)，高度控制效果不佳，單甩刀打頂物料滑移嚴(yán)重，導(dǎo)致作業(yè)效果不夠好。
　　基于對(duì)從前棉花打頂機(jī)的分析，本研究首先對(duì)棉花頂芽這一物料進(jìn)行了研究，建立了棉花的若干幾何模型，以指導(dǎo)棉花打頂機(jī)的設(shè)計(jì)，這在世界范圍少有報(bào)道。本研究建立的模型包括：棉花高度分布模型、棉花臨株高度分布模型和棉花頂芽幾何模型。以上模型指明了棉花高度分布、棉花切頂理論切頂長(zhǎng)度和傳統(tǒng)棉花打頂機(jī)作業(yè)效果不佳的原因。
　　

3、在棉花打頂機(jī)的研發(fā)方面，本樣機(jī)結(jié)合機(jī)械電子和自動(dòng)控制技術(shù)，可以根據(jù)棉花的高度調(diào)整打頂?shù)母叨?。高度自?dòng)調(diào)節(jié)棉花打頂機(jī)主要由三部分組成：能完成高度升降和剪切的機(jī)器系統(tǒng)、自動(dòng)高度控制系統(tǒng)（包括一個(gè)傳感器、控制器和伺服系統(tǒng)）和特定的程序算法。這個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)以雙圓盤剪切代替劃切，解決了切割退讓造成的切割不可靠問題。雙圓盤刀由兩個(gè)電機(jī)帶動(dòng)，向?qū)剞D(zhuǎn)，聚攏并剪切棉花頂芽；同時(shí)這兩個(gè)刀還可以上下移動(dòng)調(diào)節(jié)剪切位置。自動(dòng)控制系統(tǒng)以光柵高度測(cè)量系統(tǒng)、分段尋

4、頂?shù)乃惴ê透呔鹊乃欧到y(tǒng)相互配合，共同完成檢測(cè)棉花高度、計(jì)算目標(biāo)位置和調(diào)節(jié)刀的高度的任務(wù)，解決了從前棉花打頂機(jī)中出現(xiàn)的測(cè)不準(zhǔn)、易受干擾和高度調(diào)節(jié)不夠精確的問題。
　　該棉花打頂機(jī)三點(diǎn)掛接安裝在拖拉機(jī)上進(jìn)行測(cè)試。試驗(yàn)中，原型機(jī)測(cè)試分別在前進(jìn)速度1.1km/h、1.5km/h和2.2km/h，打頂長(zhǎng)度9cm和11cm的進(jìn)行試驗(yàn)。本樣機(jī)的工作效果都顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的棉花打頂機(jī)。影響打頂合格率的因素主要是機(jī)組前進(jìn)速度，打頂長(zhǎng)度、前進(jìn)速度和打