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        基于水平直元線法的稻田開溝犁設(shè)計

        2019-12-18 07:47:00劉廣元
        山東農(nóng)機(jī)化 2019年6期
        關(guān)鍵詞:土板基準(zhǔn)面開溝

        劉廣元

        水稻是我國主要的糧食作物之一,在水稻種植過程中水系排灌是一個重要環(huán)節(jié),所以需要在稻田里開出排灌溝,旨在提高開溝效率,改善開溝效果。

        一、研究目的與意義

        水稻田排水灌溉對水稻產(chǎn)量有著極其重要的影響,而對排灌影響最大的是稻田溝道系統(tǒng),溝道平整流暢有利于水田的排灌。本課題結(jié)合傳統(tǒng)人工開溝方式和現(xiàn)有的開溝機(jī),模擬人工開溝動作,設(shè)計一種提高開溝效率,節(jié)省勞動力的開溝機(jī)。

        二、開溝犁體設(shè)計

        根據(jù)開溝的要求,設(shè)計相應(yīng)的開溝犁體。根據(jù)開溝的步驟,開溝犁體主要由翻土犁和V 型壓土板兩部分組成,分別完成翻土、壓土兩個步驟。

        (一)翻土犁設(shè)計

        在本設(shè)計方案中,翻土犁采用對稱式分布,將土壤翻向犁體兩側(cè),便于后續(xù)平土操作,并且能夠相互抵消犁體側(cè)向力。

        首先繪制曲導(dǎo)線,曲導(dǎo)線是指犁體曲面與豎直平面相交的曲線。為了提升翻土效果,曲導(dǎo)線所在的平面在鏵刃尾部。

        犁體曲面通過直元線來控制,直元線與溝墻的夾角即為直元線夾角,直元線夾角是沿著犁體高度變化的,在犁鏵部分為直線變化,犁壁部分為拋物線變化,其中犁壁部分角度變化符合公式:

        圖1 犁體三維建模

        式中:θz——元線角;z——犁體高度。

        在圖形繪制過程中,根據(jù)犁體高度調(diào)整直元線的角度進(jìn)行繪制。

        在軟件中創(chuàng)建直元線對應(yīng)高度的基準(zhǔn)面,分別在對應(yīng)高度的基準(zhǔn)面上繪制相應(yīng)角度的直元線,繪制完成后使用曲面放樣工具將所有直元線依次選中進(jìn)行放樣,生成準(zhǔn)犁體曲面,使用加厚工具將準(zhǔn)犁體曲面加厚為實(shí)體。

        設(shè)置翻土犁對稱基準(zhǔn)面,將基準(zhǔn)面另一側(cè)犁體切除,使用鏡像工具將犁體鏡像,繪制犁體側(cè)面輪廓,使用切除工具將準(zhǔn)犁體多余部分切除,最終兩側(cè)犁體合為翻土犁。

        (二)V 型壓土板設(shè)計

        V 型壓土板主要執(zhí)行壓土與抹平兩道步驟,在壓土步驟,采用與水平面成一定角度的擋板,將翻起的土壤壓實(shí),壓實(shí)后水平的擋板將頂層的土壤表面抹平。

        本課題所設(shè)計的壓土V 型板深度與翻土犁相匹配,整體設(shè)計為可拆卸式,擋板能夠根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)整,以調(diào)整溝道深度與寬度。

        圖2 開溝機(jī)工作部件結(jié)構(gòu)(1)電動推桿(2)提升桿(3)翻土犁

        三、展望

        國內(nèi)農(nóng)業(yè)對自動化機(jī)械有很大的需求,所以自走式開溝機(jī)的設(shè)計符合現(xiàn)今社會的需求。在本課題后續(xù)的研究中,將會完善整體設(shè)計,做好一個成熟的產(chǎn)品。

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