土壤快速采集裝置研究.pdf

1、著眼于我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要,開發(fā)更多農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化設(shè)備已經(jīng)成為近年來國家重要研究課題。針對農(nóng)田土壤信息快速采集這一關(guān)鍵問題開展研究,通過關(guān)鍵技術(shù)的突破,分析與集成各組成部分的特點與優(yōu)勢,開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高效、實用、低成本的車載農(nóng)田土壤樣品自動采集設(shè)備,開發(fā)構(gòu)建服務(wù)于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的土壤樣品自動獲取系統(tǒng),并進(jìn)行試驗示范。為我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供關(guān)鍵技術(shù),為農(nóng)業(yè)高技術(shù)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。
　　 通過深入研究國內(nèi)外土壤采樣的技術(shù)特

2、點,針對農(nóng)田土壤信息快速采集的需求,研制了適合多種環(huán)境的車載土壤采樣裝置。針對淺土層(1.2M)及雜硬土質(zhì)采樣,研制了車載振動式土壤采集裝置。為了達(dá)到2M的采樣深度,設(shè)計了三種結(jié)構(gòu)方案:一種是附加在1.2M土壤采集裝置的滑座上,借助于滑座的上下移動行程,設(shè)置雙管套鉆式土壤采樣裝置。由于采樣過程中需要進(jìn)行接管與分離,因此采用該方式進(jìn)行土壤采集時,采樣速度受到影響；一種結(jié)構(gòu)是整體套鉆式土壤采樣裝置,在分析現(xiàn)有成熟導(dǎo)向方式的基礎(chǔ)上,設(shè)計了基于

3、位移倍增機(jī)構(gòu)的土壤采集裝置,并進(jìn)行了虛擬樣機(jī)的設(shè)計。導(dǎo)軌立柱僅比采樣深度高40CM,有效降低了導(dǎo)軌立柱的高度；最終采用了結(jié)構(gòu)可靠的絲杠螺母進(jìn)給機(jī)構(gòu),通過設(shè)立絲杠螺母進(jìn)給機(jī)構(gòu),可以方便地帶動2M采樣管上下移動。再輔以采樣管頂端的液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn),通過采樣頭的旋轉(zhuǎn)切削作用,降低采樣入土阻力,實現(xiàn)大深度土壤采樣。
　　 最后,采用了力學(xué)設(shè)計理論,推導(dǎo)出設(shè)備力學(xué)參數(shù)表達(dá)式,通過數(shù)學(xué)模型的建立以及仿真實現(xiàn),在典型土壤采樣工況條件下對采樣裝置從