康秀生等

摘要：打頂是棉花生產(chǎn)過程中的一項(xiàng)重要農(nóng)藝要求。針對人工打頂作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低的情況，設(shè)計(jì)一種小型棉花打頂機(jī)。通過仿形控制裝置及時(shí)反饋棉株高度，控制打頂高度，使打頂前后棉株高度軌跡趨于一致；設(shè)計(jì)防重復(fù)切割罩，解決了高棉株被重復(fù)切割的問題。該打頂機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、成本低，可滿足棉花打頂農(nóng)藝要求。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；棉花；打頂機(jī)；仿形；設(shè)計(jì)

中圖分類號：S224 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）10-0016-02

我國棉花主要采取“矮、密、早”栽培模式。棉花的無限生長會造成棉花徒長、蕾鈴?fù)硎?、后期二次生長等，影響棉花產(chǎn)量，適時(shí)打頂可消除棉株頂端優(yōu)勢，促進(jìn)大部分養(yǎng)分橫向運(yùn)輸?shù)浇Y(jié)實(shí)器官，從而降低脫落和爛桃，增加鈴重，促進(jìn)吐絮，達(dá)到早熟、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。每年6月末至7月初的棉花打頂調(diào)控是棉花生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，國內(nèi)棉花打頂主要以人工作業(yè)為主，勞動(dòng)強(qiáng)度大，時(shí)間緊，成本高，效率低；同時(shí)，也有部分大型機(jī)械打頂機(jī)處于研發(fā)試驗(yàn)階段，但大型機(jī)械打頂機(jī)不適于種植規(guī)模小的農(nóng)戶。為此，研究設(shè)計(jì)一種小型仿形棉花打頂機(jī)。

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

仿形棉花打頂機(jī)的結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

1.2 工作原理

升降電機(jī)和打頂電機(jī)分別與蓄電池連接，繼電器與升降電機(jī)連接。工作時(shí)，打開電源開關(guān)，由人力推動(dòng)機(jī)具前進(jìn)；仿形板一端接觸棉株，受到棉株的反作用力和自身重力上、下移動(dòng)，另一端與下觸點(diǎn)開關(guān)和上觸點(diǎn)開關(guān)接觸，通過繼電器控制升降電機(jī)正、反轉(zhuǎn)；升降電機(jī)輸出軸帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪作用齒條，齒條帶動(dòng)下端的切割裝置上、下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)打頂。

2 主要部件設(shè)計(jì)

2.1 仿形控制裝置

仿形控制裝置主要由仿形板、觸點(diǎn)開關(guān)和繼電器組成，如圖2所示。

當(dāng)仿形板一端碰到高棉株，在棉株的反作用力下，仿形板一端向上移動(dòng)，通過杠桿作用，另一端向下移動(dòng)，與下接觸開關(guān)接觸，通過繼電器控制升降電機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)齒條及切割裝置上升；當(dāng)仿形板一端碰到低棉株，在自身重力作用下，仿形板一端向下移動(dòng)，通過杠桿作用，另一端向上移動(dòng)，與上接觸開關(guān)接觸，通過繼電器控制升降電機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)齒條及切割裝置下降；當(dāng)仿形板另一端處于上接觸開關(guān)與下接觸開關(guān)之間懸空時(shí)，升降電機(jī)鎖定。

2.2 切割裝置

切割裝置由打頂電機(jī)、防重復(fù)切割罩和切割刀組成。切割刀由直徑1 mm的鋼絲制成，其切削力大，切口平整，同時(shí)質(zhì)量輕，可減輕機(jī)具震動(dòng)。切割罩中部為一個(gè)矩形槽（如圖3所示），此結(jié)構(gòu)可將切割刀的有效切割區(qū)域限定為一個(gè)矩形，避免切割刀對高棉株進(jìn)行重復(fù)切割。

3 結(jié)語

小型仿形棉花打頂機(jī)通過繼電器有效控制打頂高度，保證打頂后的棉株高度軌跡與打頂前的軌跡相仿，滿足棉花打頂農(nóng)藝要求；同時(shí)設(shè)有防重復(fù)切割罩，解決了切割刀對高棉株進(jìn)行重復(fù)切割的問題。該機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可滿足小規(guī)模種植農(nóng)戶的使用要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 彭強(qiáng)吉，胡斌，羅聽，等.不同打頂時(shí)間和高度對北疆高產(chǎn)棉花產(chǎn)量的影響[J].中國棉花，2012，39（5）：23-25.

[2] 何磊，劉向新，周亞立，等.垂直升降式單體仿形棉花打頂機(jī)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2013，44（增刊）：62-66.

[3] 焦心舒.單行仿形棉花打頂機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)田[D].石河子：石河子大學(xué)，2012.

[4] 羅聽，胡斌，王維新，等.3MDZK-12型組控式單行仿形棉花打頂機(jī)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2008（11）：136-138.

[5] 金篆芷，土明時(shí).現(xiàn)代傳感器技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，1995.

[6] 彭強(qiáng)吉，張明輝，胡斌，等.3MDZF-6型垂直升降式單體仿形棉花打頂機(jī)的試驗(yàn)研究[J].農(nóng)機(jī)化研究，2014（1）：170-173.

Abstract： Cotton topping is one important technique in cotton production process. Considering high labor intensity and low efficiency by artificial topping， a small cotton topping machine is designed. The profile controlling device timely feedbacks cotton plant height and controls topping height which makes the trajectory of the cotton height consistent before and after topping； the design of preventing repeat cutting shield avoided those high cotton plants repeated cutting. This machine has the feature of simple construction， light weight and low cost， can meet the agronomic requirements of cotton topping.

Key words： agricultural machinery； cotton； topping machine； profile； design

摘要：打頂是棉花生產(chǎn)過程中的一項(xiàng)重要農(nóng)藝要求。針對人工打頂作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低的情況，設(shè)計(jì)一種小型棉花打頂機(jī)。通過仿形控制裝置及時(shí)反饋棉株高度，控制打頂高度，使打頂前后棉株高度軌跡趨于一致；設(shè)計(jì)防重復(fù)切割罩，解決了高棉株被重復(fù)切割的問題。該打頂機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、成本低，可滿足棉花打頂農(nóng)藝要求。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；棉花；打頂機(jī)；仿形；設(shè)計(jì)

中圖分類號：S224 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）10-0016-02

我國棉花主要采取“矮、密、早”栽培模式。棉花的無限生長會造成棉花徒長、蕾鈴?fù)硎臁⒑笃诙紊L等，影響棉花產(chǎn)量，適時(shí)打頂可消除棉株頂端優(yōu)勢，促進(jìn)大部分養(yǎng)分橫向運(yùn)輸?shù)浇Y(jié)實(shí)器官，從而降低脫落和爛桃，增加鈴重，促進(jìn)吐絮，達(dá)到早熟、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。每年6月末至7月初的棉花打頂調(diào)控是棉花生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，國內(nèi)棉花打頂主要以人工作業(yè)為主，勞動(dòng)強(qiáng)度大，時(shí)間緊，成本高，效率低；同時(shí)，也有部分大型機(jī)械打頂機(jī)處于研發(fā)試驗(yàn)階段，但大型機(jī)械打頂機(jī)不適于種植規(guī)模小的農(nóng)戶。為此，研究設(shè)計(jì)一種小型仿形棉花打頂機(jī)。

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

仿形棉花打頂機(jī)的結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

1.2 工作原理

升降電機(jī)和打頂電機(jī)分別與蓄電池連接，繼電器與升降電機(jī)連接。工作時(shí)，打開電源開關(guān)，由人力推動(dòng)機(jī)具前進(jìn)；仿形板一端接觸棉株，受到棉株的反作用力和自身重力上、下移動(dòng)，另一端與下觸點(diǎn)開關(guān)和上觸點(diǎn)開關(guān)接觸，通過繼電器控制升降電機(jī)正、反轉(zhuǎn)；升降電機(jī)輸出軸帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪作用齒條，齒條帶動(dòng)下端的切割裝置上、下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)打頂。

2 主要部件設(shè)計(jì)

2.1 仿形控制裝置

仿形控制裝置主要由仿形板、觸點(diǎn)開關(guān)和繼電器組成，如圖2所示。

當(dāng)仿形板一端碰到高棉株，在棉株的反作用力下，仿形板一端向上移動(dòng)，通過杠桿作用，另一端向下移動(dòng)，與下接觸開關(guān)接觸，通過繼電器控制升降電機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)齒條及切割裝置上升；當(dāng)仿形板一端碰到低棉株，在自身重力作用下，仿形板一端向下移動(dòng)，通過杠桿作用，另一端向上移動(dòng)，與上接觸開關(guān)接觸，通過繼電器控制升降電機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)齒條及切割裝置下降；當(dāng)仿形板另一端處于上接觸開關(guān)與下接觸開關(guān)之間懸空時(shí)，升降電機(jī)鎖定。

2.2 切割裝置

切割裝置由打頂電機(jī)、防重復(fù)切割罩和切割刀組成。切割刀由直徑1 mm的鋼絲制成，其切削力大，切口平整，同時(shí)質(zhì)量輕，可減輕機(jī)具震動(dòng)。切割罩中部為一個(gè)矩形槽（如圖3所示），此結(jié)構(gòu)可將切割刀的有效切割區(qū)域限定為一個(gè)矩形，避免切割刀對高棉株進(jìn)行重復(fù)切割。

3 結(jié)語

小型仿形棉花打頂機(jī)通過繼電器有效控制打頂高度，保證打頂后的棉株高度軌跡與打頂前的軌跡相仿，滿足棉花打頂農(nóng)藝要求；同時(shí)設(shè)有防重復(fù)切割罩，解決了切割刀對高棉株進(jìn)行重復(fù)切割的問題。該機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可滿足小規(guī)模種植農(nóng)戶的使用要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 彭強(qiáng)吉，胡斌，羅聽，等.不同打頂時(shí)間和高度對北疆高產(chǎn)棉花產(chǎn)量的影響[J].中國棉花，2012，39（5）：23-25.

[2] 何磊，劉向新，周亞立，等.垂直升降式單體仿形棉花打頂機(jī)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2013，44（增刊）：62-66.

[3] 焦心舒.單行仿形棉花打頂機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)田[D].石河子：石河子大學(xué)，2012.

[4] 羅聽，胡斌，王維新，等.3MDZK-12型組控式單行仿形棉花打頂機(jī)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2008（11）：136-138.

[5] 金篆芷，土明時(shí).現(xiàn)代傳感器技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，1995.

[6] 彭強(qiáng)吉，張明輝，胡斌，等.3MDZF-6型垂直升降式單體仿形棉花打頂機(jī)的試驗(yàn)研究[J].農(nóng)機(jī)化研究，2014（1）：170-173.

Abstract： Cotton topping is one important technique in cotton production process. Considering high labor intensity and low efficiency by artificial topping， a small cotton topping machine is designed. The profile controlling device timely feedbacks cotton plant height and controls topping height which makes the trajectory of the cotton height consistent before and after topping； the design of preventing repeat cutting shield avoided those high cotton plants repeated cutting. This machine has the feature of simple construction， light weight and low cost， can meet the agronomic requirements of cotton topping.

Key words： agricultural machinery； cotton； topping machine； profile； design

摘要：打頂是棉花生產(chǎn)過程中的一項(xiàng)重要農(nóng)藝要求。針對人工打頂作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低的情況，設(shè)計(jì)一種小型棉花打頂機(jī)。通過仿形控制裝置及時(shí)反饋棉株高度，控制打頂高度，使打頂前后棉株高度軌跡趨于一致；設(shè)計(jì)防重復(fù)切割罩，解決了高棉株被重復(fù)切割的問題。該打頂機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、成本低，可滿足棉花打頂農(nóng)藝要求。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；棉花；打頂機(jī)；仿形；設(shè)計(jì)

中圖分類號：S224 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）10-0016-02

我國棉花主要采取“矮、密、早”栽培模式。棉花的無限生長會造成棉花徒長、蕾鈴?fù)硎?、后期二次生長等，影響棉花產(chǎn)量，適時(shí)打頂可消除棉株頂端優(yōu)勢，促進(jìn)大部分養(yǎng)分橫向運(yùn)輸?shù)浇Y(jié)實(shí)器官，從而降低脫落和爛桃，增加鈴重，促進(jìn)吐絮，達(dá)到早熟、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。每年6月末至7月初的棉花打頂調(diào)控是棉花生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，國內(nèi)棉花打頂主要以人工作業(yè)為主，勞動(dòng)強(qiáng)度大，時(shí)間緊，成本高，效率低；同時(shí)，也有部分大型機(jī)械打頂機(jī)處于研發(fā)試驗(yàn)階段，但大型機(jī)械打頂機(jī)不適于種植規(guī)模小的農(nóng)戶。為此，研究設(shè)計(jì)一種小型仿形棉花打頂機(jī)。

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

仿形棉花打頂機(jī)的結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

1.2 工作原理

升降電機(jī)和打頂電機(jī)分別與蓄電池連接，繼電器與升降電機(jī)連接。工作時(shí)，打開電源開關(guān)，由人力推動(dòng)機(jī)具前進(jìn)；仿形板一端接觸棉株，受到棉株的反作用力和自身重力上、下移動(dòng)，另一端與下觸點(diǎn)開關(guān)和上觸點(diǎn)開關(guān)接觸，通過繼電器控制升降電機(jī)正、反轉(zhuǎn)；升降電機(jī)輸出軸帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪作用齒條，齒條帶動(dòng)下端的切割裝置上、下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)打頂。

2 主要部件設(shè)計(jì)

2.1 仿形控制裝置

仿形控制裝置主要由仿形板、觸點(diǎn)開關(guān)和繼電器組成，如圖2所示。

當(dāng)仿形板一端碰到高棉株，在棉株的反作用力下，仿形板一端向上移動(dòng)，通過杠桿作用，另一端向下移動(dòng)，與下接觸開關(guān)接觸，通過繼電器控制升降電機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)齒條及切割裝置上升；當(dāng)仿形板一端碰到低棉株，在自身重力作用下，仿形板一端向下移動(dòng)，通過杠桿作用，另一端向上移動(dòng)，與上接觸開關(guān)接觸，通過繼電器控制升降電機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)齒條及切割裝置下降；當(dāng)仿形板另一端處于上接觸開關(guān)與下接觸開關(guān)之間懸空時(shí)，升降電機(jī)鎖定。

2.2 切割裝置

切割裝置由打頂電機(jī)、防重復(fù)切割罩和切割刀組成。切割刀由直徑1 mm的鋼絲制成，其切削力大，切口平整，同時(shí)質(zhì)量輕，可減輕機(jī)具震動(dòng)。切割罩中部為一個(gè)矩形槽（如圖3所示），此結(jié)構(gòu)可將切割刀的有效切割區(qū)域限定為一個(gè)矩形，避免切割刀對高棉株進(jìn)行重復(fù)切割。

3 結(jié)語

小型仿形棉花打頂機(jī)通過繼電器有效控制打頂高度，保證打頂后的棉株高度軌跡與打頂前的軌跡相仿，滿足棉花打頂農(nóng)藝要求；同時(shí)設(shè)有防重復(fù)切割罩，解決了切割刀對高棉株進(jìn)行重復(fù)切割的問題。該機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可滿足小規(guī)模種植農(nóng)戶的使用要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 彭強(qiáng)吉，胡斌，羅聽，等.不同打頂時(shí)間和高度對北疆高產(chǎn)棉花產(chǎn)量的影響[J].中國棉花，2012，39（5）：23-25.

[2] 何磊，劉向新，周亞立，等.垂直升降式單體仿形棉花打頂機(jī)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2013，44（增刊）：62-66.

[3] 焦心舒.單行仿形棉花打頂機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)田[D].石河子：石河子大學(xué)，2012.

[4] 羅聽，胡斌，王維新，等.3MDZK-12型組控式單行仿形棉花打頂機(jī)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2008（11）：136-138.

[5] 金篆芷，土明時(shí).現(xiàn)代傳感器技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，1995.

[6] 彭強(qiáng)吉，張明輝，胡斌，等.3MDZF-6型垂直升降式單體仿形棉花打頂機(jī)的試驗(yàn)研究[J].農(nóng)機(jī)化研究，2014（1）：170-173.

Abstract： Cotton topping is one important technique in cotton production process. Considering high labor intensity and low efficiency by artificial topping， a small cotton topping machine is designed. The profile controlling device timely feedbacks cotton plant height and controls topping height which makes the trajectory of the cotton height consistent before and after topping； the design of preventing repeat cutting shield avoided those high cotton plants repeated cutting. This machine has the feature of simple construction， light weight and low cost， can meet the agronomic requirements of cotton topping.

Key words： agricultural machinery； cotton； topping machine； profile； design