果园挖坑施肥机械的设计与实现

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果园挖坑施肥机械的设计与实现

引言

我国是水果生产大国，我国果园无论是面积还是产量均居世界第一;但果园种植、管理技术落

后。

施肥作为果树管理过程中至关重要的作业环节，对果品质量、产量以及果树的生长起着至关重

要的作用。

我国的果树施肥机械化水平低，处于刚刚起步阶段，有些地方果树施肥还采用人工挖沟撒肥方

式，工作繁重、效率低，化肥的腐蚀性对人体产生很大的伤害，浪费了大量的人力和物力。果

树高效标准生产技术要求在果树周围钻孔，并精量施肥。目前使用的施肥机械只能完成机械钻

孔和人工辅助施肥，机械化程度低。因此，研制一款高效的果园施肥机械已刻不容缓。

王京风等研制了一款微型遥控果园开沟机，适合于我国传统方式种植的果园开沟施肥;但采用

条形孔的施肥方式，容易损伤甚至切断果树的根系，且需要人工辅助施肥，作业效率低。雷王

利等研制了一款果园挖坑施肥机，由拖拉机提供动力，带动带有链刀的链条转动，实现挖坑作

业，并采用单片机控制步进电机驱动排肥器工作，实现定量施肥;但该施肥机械依旧采用条形

施肥方式，肥料的利用率较低。韩大勇等研制了果树挖坑定量施肥机，由汽油机作为动力，实

施钻孔作业，通过步进电机带动施肥结构，借助于单片机控制施肥量;但其行走装置及螺旋钻

的升降部分还需靠人工操作完成。

本文着眼于果园施肥机的挖坑、施肥、覆土一体化的设计要求，根据作业过程中钻孔的直径、

深度及土壤的摩擦因数等参数设计出螺旋钻和土壤收集器等;根据螺旋钻的钻孔阻力要求，设

计出了机械传动部分。

1 工作原理

本果园施肥机主要由齿轮箱总成、传动轴总成、上下悬挂提升装置、覆土装置、排肥装置、钻

孔装置、链条、大小链轮和机架等部分组成，如图 1 所示。其工作原理叙述如下:

1)利用拖拉机的液压悬挂装置将该施肥机械悬挂于拖拉机后方。

2) 拖拉机的动力由后动力输出轴经过传动轴总成传递至施肥机的齿轮箱。

3) 动力经过齿轮箱的减速、换向，作用于竖直方向和水平方向的两传动轴，分别带动钻孔装置

实施钻孔;通过链传动，带动排肥装置实施肥料的填加。

4)在螺旋钻与土壤接触开始钻孔时，通过螺旋钻的螺旋提升作用，将土壤提升至土壤收集器中

与施肥装置排下的肥料混合;在螺旋钻钻孔结束提升过程中，土壤收集器将土壤与肥料施于孔

中，实现整机的钻孔、施肥、覆土一体化作业的要求。

2 施肥机关键部件结构设计

2 ．1 土壤收集器

土壤收集器由 3 部分组成，上下两部分采用金属材料，中间部分采用可伸缩的橡胶材料。由于

其下半部分在螺旋钻下降钻孔的过程中与土壤直接接触产生摩擦，故采用耐磨性能较好的

65Mn 钢。在螺旋钻对土壤进行钻孔时，土壤收集器中间部分压缩，通过螺旋钻的螺旋提升作

用，将土壤提升至收集器中，结构如图 2 所示。【图1-2】

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果园挖坑施肥机械的设计与实现引言我国是水果生产大国，我国果园无论是面积还是产量均居世界第一;但果园种植、管理技术落后。施肥作为果树管理过程中至关重要的作业环节，对果品质量、产量以及果树的生长起着至关重要的作用。我国的果树施肥机械化水平低，处于刚刚起步阶段，有些地方果树施肥还采用人工挖沟撒肥方式，工作繁重、效率低，化肥的腐蚀性对人体产生很大的伤害，浪费了大量的人力和物力。果树高效标准生产技术要求在果树周围钻孔，并精量施肥。目前使用的施肥机械只能完成机械钻孔和人工辅助施肥，机械化程度低。因此，研制一款高效的果园施肥机械已刻不容缓。王京风等研制了一款微型遥控果园开沟机，适合于我国传统方式种植的果园开...

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